大功率電器智能識(shí)別在學(xué)生宿舍用電安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

時(shí)間：2021-09-06作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：221

   隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的*發(fā)展，智能配電控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。目前，我國(guó)已建立了學(xué)生公寓集中供電管理系統(tǒng)、一系列負(fù)荷識(shí)別模塊等產(chǎn)品。然而該類產(chǎn)品性價(jià)比低，未廣泛使用。因此，需要設(shè)計(jì)一種允許小功率電器正常使用的智能識(shí)別用電器功率的控制器，本文設(shè)計(jì)了能夠智能識(shí)別出大功率的并限制其斷電以此來(lái)保證用電安全的控制器。該控制器主要依靠單片機(jī)作為處理器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)控制與處理。利用抗干擾濾波技術(shù)，避免各種電路的干擾，可精確確定出相關(guān)電路負(fù)載的功率特性，從而智能辨認(rèn)出用電器功率大小，限制大功率電器的使用。該控制器不但可以降低用電安全風(fēng)險(xiǎn)，而且不會(huì)影響常用電器的正常使用，對(duì)學(xué)生公寓安全用電有一定的借鑒作用。

 

1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要由A/D轉(zhuǎn)換、保護(hù)、輸出控制、信息檢測(cè)和主控器等五大模塊構(gòu)成，如圖1所示。A/D轉(zhuǎn)換的模塊主要負(fù)責(zé)主電路電流采樣功能；保護(hù)模塊負(fù)責(zé)保護(hù)電路的功能即短路保護(hù)功能；輸出控制模塊負(fù)責(zé)斷開(kāi)電路中負(fù)載；信息檢測(cè)模塊負(fù)責(zé)對(duì)負(fù)載電路的電流進(jìn)行采集；主控器模塊負(fù)責(zé)輸出控制和數(shù)據(jù)的處理




2.1 主控制器與A/D模塊的設(shè)計(jì)

主控器選用AT89C2051，它是一款低電壓、高性能的CMOS 8位微控制器，由一個(gè)128位隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和2 kbit重復(fù)的只讀程序存儲(chǔ)器組成。A/D轉(zhuǎn)換器采用10位串行的TLC1534，它是一款高性能、低成本、價(jià)格比高的A/D轉(zhuǎn)換器。AT89C2051與TLC1543連接電路如圖2所示。圖2 TLC1543和AT89C2051的接口電路。




2.2 采樣模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊包括電流互感器、電壓形成放大電路、整流濾波電路、信號(hào)調(diào)理電路和限幅保護(hù)電路。該控制器運(yùn)用簡(jiǎn)單的電流互感器采樣方法，經(jīng)過(guò)信號(hào)采集、整流濾波、信號(hào)調(diào)理后，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的限流保護(hù)電路，將線性電壓信號(hào)直接傳送至A/D轉(zhuǎn)換器。其限制保護(hù)電路功能主要在于保護(hù)A/D芯片。

 

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件主要完成繼電器的驅(qū)動(dòng)和大功率電器的智能識(shí)別。通過(guò)對(duì)當(dāng)前時(shí)序進(jìn)行采樣，并通過(guò)I/O端口將TLC1543的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入微控制器的內(nèi)部存儲(chǔ)單元中，并檢測(cè)到功率的突變達(dá)到設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別功能，判斷、控制繼電器動(dòng)作。在15s延遲后，進(jìn)行重合閘，并判斷是否需要手動(dòng)復(fù)位重合閘。主程序流程如圖3所示。




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5.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括**管理網(wǎng)站和后臺(tái)集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計(jì)量箱ADF300L系列，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和電費(fèi)管理等功能。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的，剩余水量用完自動(dòng)關(guān)閥。

設(shè)置一種大功率電器智能識(shí)別和用電安全控制系統(tǒng)刻不容緩。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生公寓的自動(dòng)識(shí)別、短路、過(guò)電流保護(hù)等問(wèn)題。借助該系統(tǒng)，公寓的電力管理可以實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化，提高了公寓的管理水平。大功率電器智能識(shí)別和電力安全控制器能夠自動(dòng)檢測(cè)線路負(fù)載，能夠?qū)κ芸仉娐分械陌踩?、大和?fù)載限制這3種情況作出相應(yīng)的響應(yīng)和反應(yīng)，可在多次警告無(wú)用的情況下自動(dòng)切斷總電源供應(yīng)，避免了經(jīng)常更換線路保險(xiǎn)絲的麻煩，也從根本上杜絕了線路過(guò)載引起的火災(zāi)。大功率電器的智能識(shí)別和電氣安全控制器的優(yōu)勢(shì)在于其低成本，易于形成產(chǎn)品及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生公寓用電的智能化控制。





安科瑞電氣股份有限公司專注于電力監(jiān)控,能效能源管理平臺(tái),有源濾波器,安全用電,能耗監(jiān)測(cè),光伏電表等

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