低壓電力電網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】低壓電力電網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種智能控制系統(tǒng)，尤其涉及基于低壓電力電網(wǎng)復(fù)雜工況作業(yè)環(huán)境的載波工業(yè)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)或應(yīng)用領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)控制越來(lái)越多的得到了運(yùn)用。這些控制系統(tǒng)大多由集中控制器、與控制中心無(wú)線連接或通過(guò)GPRS連接的控制器、與控制器相連接的用戶電表終端這樣的三級(jí)通信模式，這種工作模式僅用于居民區(qū)和商用辦公的電能表的抄表和局部的路燈控制，無(wú)法適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，更不能夠用于工業(yè)設(shè)備的控制和檢測(cè)。然而，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域以及危及人身生命和財(cái)產(chǎn)安全的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所，國(guó)標(biāo)和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定嚴(yán)禁使用功耗超過(guò)300mW的無(wú)線315MHz、433MHz、紅外頻段、2G?4G等通訊方式，因此這種工業(yè)環(huán)境中，在線的設(shè)備之間無(wú)法全方位實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)與控制。
[0004]隨著電力線載波通信技術(shù)(PLC:Power Line Communicat1n)的發(fā)展，電力線載波通信是以電力網(wǎng)作為通信通道進(jìn)行載波通信的一種有線通信方式。當(dāng)前，如在防爆電器等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的用電設(shè)備、照明控制、通訊系統(tǒng)、安全防范監(jiān)控系統(tǒng)、危險(xiǎn)場(chǎng)所的環(huán)境監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)控等，仍采用的是傳統(tǒng)的控制方式、仍采用獨(dú)立運(yùn)作的不聯(lián)網(wǎng)協(xié)同工作形勢(shì)、以及人工分?jǐn)嗟牟僮鞣绞?，不利于自?dòng)化的控制和實(shí)現(xiàn)安全高效、節(jié)能減排的原則，往往造成大量的人力和物力的浪費(fèi)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于110KV以下低壓電網(wǎng)電力載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)的低壓電力網(wǎng)智能控制系統(tǒng)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低壓電力電網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)，它包括:
控制中心站，所述的控制中心站通過(guò)110KV電力變壓器配電系統(tǒng)與一級(jí)低壓電網(wǎng)相連接;
主站，所述的主站包括N個(gè)，N=2n，n=0、l、2、3、...，其分別通過(guò)二級(jí)電力線與所述的控制中心站相連接，所述的控制中心站將有效數(shù)據(jù)耦合到所述二級(jí)電力線上并根據(jù)預(yù)設(shè)組網(wǎng)邏輯算法傳輸?shù)较鄳?yīng)的主站；
分站，所述的主站包括1個(gè)，1=2-，111=0、1、2、3、...，且M蘭N，每個(gè)所述的主站與至少一個(gè)分站通過(guò)三級(jí)電力線相連接，每個(gè)所述的主站將其有效數(shù)據(jù)耦合至與其相連接的所述三級(jí)電力線并根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯傳輸?shù)较鄳?yīng)的分站；
系統(tǒng)終端，所述的系統(tǒng)終端包括L個(gè)，L=〗1，1=0、1、2、3、...，且L蘭M，每個(gè)所述的分站與至少一個(gè)系統(tǒng)終端通過(guò)四級(jí)電力線相連接；所述的控制中心站的有效數(shù)據(jù)依次通過(guò)二級(jí)電力線載波傳輸?shù)较鄳?yīng)的主站，經(jīng)三級(jí)電力線載波傳輸?shù)较鄳?yīng)的分站后，再由四級(jí)電力線載波傳輸?shù)较鄳?yīng)的系統(tǒng)終端以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)終端的控制。
[0008]優(yōu)化地，所述的智能控制系統(tǒng)為T型、Y型或樹(shù)狀結(jié)構(gòu)拓?fù)?br> 優(yōu)化地，所述的控制中心站物理地址在8位MCU的情況下設(shè)定為O?255，多個(gè)控制中心站通過(guò)一級(jí)電力線與一臺(tái)電網(wǎng)變壓器相連接，或多個(gè)控制中心站通過(guò)一級(jí)電力線與多個(gè)變壓器相連接。
[0009]與每個(gè)所述的控制中心站相連接的主站物理地址在8位MCU的情況下設(shè)定為0~255，在16位MCU情況下設(shè)定為0~512，在32位MCU情況下設(shè)定為0~1024，依此類推。
[0010]與每個(gè)所述的主站相連接的分站物理地址在8位MCU的情況下設(shè)定為0~255，在16位MCU情況下設(shè)定為0~512，在32位MCU情況下設(shè)定為0~1024，依此類推。
[0011 ] 與每個(gè)所述的分站相連接的系統(tǒng)終端物理地址在8位MCU的情況下設(shè)定為0~255，在16位MCU情況下設(shè)定為0~512，在32位MCU情況下設(shè)定為0~1024，依此類推。
[0012]進(jìn)一步地，所述的控制中心站與主站之間以及主站與主站之間還可采用寬帶數(shù)據(jù)線、光纖光纜通訊、工業(yè)數(shù)據(jù)總線CAN、RS485總線、USB數(shù)據(jù)總線等方式連接。
[0013]在系統(tǒng)各站點(diǎn)數(shù)據(jù)的存取、系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備管理、系統(tǒng)升級(jí)和系統(tǒng)維護(hù)等輔助于FRID通訊實(shí)現(xiàn)。
[0014]通過(guò)防爆標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的WIFI及無(wú)線通訊等產(chǎn)品所構(gòu)成的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的組網(wǎng)需求。
[0015]所述系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)不同功能的站點(diǎn)，采用單頻點(diǎn)、多頻點(diǎn)和跳頻的工作方式。
[0016]系統(tǒng)具有時(shí)鐘自動(dòng)校時(shí)功能。
[0017]所述的控制中心站為服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，所述的主站具有自識(shí)別組網(wǎng)算法、數(shù)據(jù)存取與加密算法、設(shè)備初始化管理算法、設(shè)備錄入與刪除算法、GIS地圖管理算法、控制命令迂回收轉(zhuǎn)算法、自動(dòng)時(shí)序廣播算法、系統(tǒng)校時(shí)算法、系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)點(diǎn)名算法、故障報(bào)警算法、緊急故障處理算法、故障聲光提示算法、自動(dòng)中繼算法和路由組織算法等。
[0018]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明智能控制系統(tǒng)充分利用電力線作為物理導(dǎo)體，以電力線為基本元素，構(gòu)建成為任意形態(tài)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)拓?fù)?，形成控制中心站、主站、分站和系統(tǒng)終端四級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)載波技術(shù)的有限性，設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限，可將不同級(jí)別的單元有機(jī)的組合在一起，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)聯(lián)網(wǎng)。對(duì)于復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境或不允許無(wú)線通信的環(huán)境，充分利用了現(xiàn)場(chǎng)的電力線，將各種終端可以有效的聯(lián)接起來(lái)，達(dá)到高效、節(jié)能和協(xié)同工作。
【附圖說(shuō)明】
[0019]附圖1為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)中控制中心站與臺(tái)變連接關(guān)系示意圖； 附圖2為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)四級(jí)結(jié)構(gòu)原理框圖；
附圖3為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)中控制中心站、主站與分站三級(jí)拓展示意圖；
附圖4為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)中一個(gè)主站節(jié)點(diǎn)與分站及系統(tǒng)終端拓展示意圖； 附圖5為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)中一個(gè)分站節(jié)點(diǎn)與多個(gè)系統(tǒng)終端連接拓展示意圖；
附圖6為本發(fā)明電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)樹(shù)狀連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
如圖1和圖2所示，本發(fā)明低壓電力網(wǎng)載波智能控制系統(tǒng)包括控制中心站、主站、分站、系統(tǒng)終端四級(jí)結(jié)構(gòu)，每級(jí)之間分別通過(guò)電力線進(jìn)行通信連接?？刂浦行恼九c安裝在某一現(xiàn)場(chǎng)的臺(tái)變通過(guò)電力線相連接，如圖1所示，在此將臺(tái)變與控制中心站之間的電力線稱為一級(jí)電力線，臺(tái)變可以是一臺(tái)變壓器，也可以是多臺(tái)，控制中心站可以設(shè)置一個(gè)，也可設(shè)置多個(gè)(圖1所示為多個(gè))，當(dāng)設(shè)置多個(gè)控制中心站時(shí)，每個(gè)控制中心站之間也可通過(guò)電力線相連接，當(dāng)某個(gè)控制中心站出現(xiàn)故障時(shí)，其他控制中心站可根據(jù)預(yù)設(shè)的自主尋蹤路由算法替代故障的控制中心工作。
[0021 ] 如圖2和圖3所示，每一個(gè)控制中心站A通過(guò)電力線與N個(gè)主站連接，在此將此級(jí)電力線稱為二級(jí)電力線。根據(jù)電力載波通信技術(shù)，N N=2n，n=0、l、2、.…，即每個(gè)控制中心站A可通過(guò)二級(jí)電力線掛接N個(gè)主站，每個(gè)主站的物理地址設(shè)定為0~2η，η=0、1、2、...(正自然數(shù))，也就是每個(gè)對(duì)應(yīng)的主站根據(jù)控制中心站A調(diào)制耦合到二級(jí)電力線上地址為N主站的數(shù)據(jù)，通過(guò)其相應(yīng)的解調(diào)以獲取其有效信息。
[0022]每個(gè)主站通過(guò)電力線相通信連接多個(gè)分站，該級(jí)電力線在此稱為三級(jí)電力線。同樣根據(jù)電力載波通信技術(shù)，在每個(gè)主站節(jié)點(diǎn)，通過(guò)三級(jí)電力線可掛接M=〗111，m=0、l、2、...(正自然數(shù))，對(duì)應(yīng)一個(gè)主站節(jié)點(diǎn)下的每個(gè)分站的物理地址設(shè)定為0~ (正自然數(shù))，每個(gè)分站通過(guò)從三級(jí)電力線上接收有效數(shù)據(jù)以保持有序工作。
[0023]受控對(duì)象一系統(tǒng)終端位于整個(gè)系統(tǒng)的第四級(jí)，其通過(guò)現(xiàn)有的電力線與對(duì)應(yīng)的分站進(jìn)行通信連接。同樣根據(jù)電力載波通信技術(shù)，在每個(gè)分站節(jié)點(diǎn)，通過(guò)四級(jí)電力線同樣可連接(正自然數(shù))多個(gè)系統(tǒng)終端，即L=〗1，1=0、1、2、...(正自然數(shù))，對(duì)應(yīng)一個(gè)分站節(jié)點(diǎn)下的每個(gè)系統(tǒng)終端的物理地址設(shè)定為0~L。如圖4所示的為一個(gè)分站通過(guò)四級(jí)電力線對(duì)應(yīng)連接一個(gè)系統(tǒng)終端，圖5所示的則為一個(gè)分站通過(guò)四級(jí)電力線連接多個(gè)系統(tǒng)終端。
[0024]在具體實(shí)施時(shí)，控制中心站、主站、分站能夠掛接