專(zhuān)利名稱(chēng)：基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是涉及由計(jì)算機(jī)通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程選擇變頻或相控模式對(duì)電機(jī)實(shí)施節(jié)電的應(yīng)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大部分采用三相異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)此類(lèi)電機(jī)的節(jié)電方式主要有變頻降速技術(shù)和相控技術(shù)兩種，簡(jiǎn)稱(chēng)變頻模式和相控模式。變頻模式是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而降低電機(jī)軸功率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)節(jié)電。相控模式是通過(guò)實(shí)時(shí)偵測(cè)電機(jī)負(fù)載的大小，實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)的電壓和電流，在不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的前提下，保證電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載需求的動(dòng)態(tài)、精確匹配，有效避免電機(jī)出力過(guò)大而帶來(lái)的電能浪費(fèi)。變頻模式節(jié)電效果顯著，但因需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，使生產(chǎn)效率受到影響，從而應(yīng)用范圍受到限制。相控模式不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速、不影響生產(chǎn)效率，應(yīng)用范圍很廣，但節(jié)電效果比變頻模式稍弱。目前針對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的節(jié)電器，要么采用變頻模式設(shè)計(jì)，針對(duì)允許調(diào)速的場(chǎng)合；要么采用相控技術(shù)設(shè)計(jì)，針對(duì)不允許調(diào)速的場(chǎng)合。對(duì)電機(jī)單一地采用變頻或相控模式節(jié)電，就產(chǎn)生了生產(chǎn)效率和節(jié)電效率之間的矛盾。例如混凝土攪拌行業(yè)，滾輪式皮帶輸送機(jī)用于輸送砂石。滾輪式皮帶輸送機(jī)的實(shí)際負(fù)載狀況分為空載、輕載、重載3種。從混凝土生產(chǎn)的整個(gè)工藝流程來(lái)看，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的生產(chǎn)效率需相互匹配，輸送砂石的速度在不同時(shí)間段有不同需求。對(duì)滾輪式皮帶輸送機(jī)實(shí)施單一的變頻模式節(jié)電，會(huì)遇到實(shí)際負(fù)載很輕、但輸送速度需求很高的情況，這時(shí)變頻模式節(jié)電因?yàn)榻档碗姍C(jī)轉(zhuǎn)速而降低了砂石輸送速度，也就影響了整體生產(chǎn)效率。對(duì)滾輪式皮帶輸送機(jī)實(shí)施單一的相控模式節(jié)電，會(huì)遇到實(shí)際負(fù)載重、但輸送速度需求不高的情況，這時(shí)相控模式節(jié)電效果不明顯、不降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的技術(shù)優(yōu)勢(shì)根本發(fā)揮不出來(lái)。單一的節(jié)電模式會(huì)使生產(chǎn)效率與節(jié)電效率之間的矛盾突出起來(lái)。但是，相當(dāng)一部分工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)合，隨著工作時(shí)間段不同，會(huì)先后出現(xiàn)允許調(diào)速或不允許調(diào)速2種工況，例如上述的混凝土攪拌行業(yè)的滾輪式皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用。因此，需要發(fā)展一項(xiàng)新的電機(jī)節(jié)電技術(shù)，同時(shí)集成變頻和相控兩種節(jié)電模式，根據(jù)不同時(shí)間段的不同生產(chǎn)要求，智能切換節(jié)電模式，解決生產(chǎn)效率和節(jié)電效率之間的矛盾。另一方面，還需要將電機(jī)節(jié)電模式的切換，建立在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)流程的全局調(diào)度需求，通過(guò)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)遙控切換多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、多臺(tái)電機(jī)的節(jié)電方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化節(jié)電。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能兼容變頻和相控兩種節(jié)電模式、并能通過(guò)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施節(jié)電模式切換的三相異步電機(jī)節(jié)電系統(tǒng)，從而解決生產(chǎn)效率和節(jié)電效率之間矛盾。[0008]本實(shí)用新型提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)，集成了變頻和相控兩種電機(jī)節(jié)電技術(shù)，具備無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)功能，通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，由中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)生產(chǎn)需求，遠(yuǎn)程控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)節(jié)電器選擇節(jié)電模式、對(duì)電機(jī)實(shí)施節(jié)電。為達(dá)到此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:該系統(tǒng)包括多模相控節(jié)電器分系統(tǒng)和中央監(jiān)控分系統(tǒng)。其中，多模節(jié)電器分系統(tǒng)包括變頻節(jié)電器、相控節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元，中央監(jiān)控分系統(tǒng)包括中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元。多模節(jié)電器分系統(tǒng)對(duì)電機(jī)以變頻或相控模式實(shí)施節(jié)電，中央監(jiān)控分系統(tǒng)通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程遙控選擇多模節(jié)電器分系統(tǒng)的節(jié)電模式。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)生產(chǎn)需要，產(chǎn)生節(jié)電模式切換指令，由GPRS網(wǎng)絡(luò)單元，通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，傳給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多模節(jié)電器。多模節(jié)電器中的GPRS網(wǎng)絡(luò)單元，從GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)電模式切換指令，解析為程控開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，對(duì)變頻節(jié)電器、相控節(jié)電器的使用實(shí)施選擇切換。更進(jìn)一步的方案是:變頻節(jié)電器:變頻節(jié)電器采用變頻降速原理節(jié)電。三相異步電機(jī)的交流電源頻率與轉(zhuǎn)速成正比，而轉(zhuǎn)速與軸功率的3次方成正比。因此，適當(dāng)降低頻率，能顯著降低軸功率的消耗。變頻節(jié)電器由整流器、濾波器、逆變器、單片機(jī)、U/f模式形成器、控制脈沖發(fā)生器組成。整流器將輸入的三相電整流成為直流，經(jīng)濾波器濾去高次諧波和雜波，送給逆變器，逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為工頻或指定頻率的交流電。逆變器輸出的交流電的頻率是受控的，采用PWM脈沖控制方式，頻率控制功能由單片機(jī)、U/f模式形成、控制脈沖發(fā)生器3個(gè)單元共同實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)產(chǎn)生控制指令，送給U/f模式形成單元，U/f模式形成單元將控制指令解析為頻率控制信號(hào)、電壓控制信號(hào)，作為PWM脈沖參數(shù)，送給控制脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生所需的PWM脈沖。PWM脈沖的幅值表示需要輸出的交流電的電壓，PWM脈沖的頻率表示需要輸出的交流電的頻率。具備一定幅值和頻率的PWM脈沖送給逆變器，控制逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為所需的頻率、電壓的交流電能。相控節(jié)電器:相控節(jié)電器采用動(dòng)態(tài)偵測(cè)電機(jī)負(fù)載大小，實(shí)時(shí)調(diào)整電壓、電流，按電機(jī)的實(shí)際使用需求供電，節(jié)省不必要的電能浪費(fèi)。相控節(jié)電器由數(shù)控開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、可控硅模塊、信號(hào)處理、單片機(jī)、電源控制、缺相檢測(cè)、故障及功率控制組成。三相電輸入相控節(jié)電器，在三組電壓互感器和電流互感器的檢測(cè)下，得到三相電的電壓電流變化信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理單元轉(zhuǎn)換為電壓和電流之間的相位差信號(hào)，送給單片機(jī)，由單片機(jī)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)相位差小時(shí)，電機(jī)負(fù)載大，這時(shí)單片機(jī)通過(guò)控制可控硅模塊供給電機(jī)大的電流。反之，當(dāng)相位大差時(shí)，電機(jī)負(fù)載小，這時(shí)單片機(jī)控制可控硅模塊供給電機(jī)小的電流，實(shí)現(xiàn)按需供電。程控開(kāi)關(guān):程控開(kāi)關(guān)對(duì)變頻節(jié)電器和相控節(jié)電器進(jìn)行選擇切換，根據(jù)單片機(jī)的控制指令，選擇出所需的節(jié)電設(shè)備。單片機(jī):是多模節(jié)電器的控制部分，向程控開(kāi)關(guān)發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)變頻節(jié)電器和相控節(jié)電器進(jìn)行選擇切換。單片機(jī)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)單元接收中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)無(wú)線傳來(lái)的節(jié)電模式切換指令，根據(jù)指令控制程控開(kāi)關(guān)，選擇節(jié)電模式。GPRS網(wǎng)絡(luò)單元:負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，分別分布在中央監(jiān)控分系統(tǒng)和多模節(jié)電器分系統(tǒng)。在中央監(jiān)控分系統(tǒng)，GPRS網(wǎng)絡(luò)單元接收并轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算機(jī)的控制指令，通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，傳給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多模節(jié)電器。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多模節(jié)電器，GPRS網(wǎng)絡(luò)單元通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，接收并轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自中央監(jiān)控分系統(tǒng)的節(jié)電模式切換指令，并轉(zhuǎn)換為程控開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，控制節(jié)電器的選擇切換。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī):采用PC機(jī)配置操作系統(tǒng)Windows2000，配置相應(yīng)的中央監(jiān)控軟件。中央監(jiān)控軟件的節(jié)電模式切換控制指令，由RS232串口發(fā)出，由GPRS網(wǎng)絡(luò)單元接收轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)GPRS無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程發(fā)送給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多模節(jié)電器。根據(jù)本實(shí)用新型，由于兼容了變頻和相控兩種節(jié)電技術(shù)、并基于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，因此，可以在保證正常生產(chǎn)效率的前提下，最大限度地提高節(jié)電效率。

圖1是本實(shí)用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)的原理框圖。圖2是圖1的變頻節(jié)電器的原理框圖。圖3是圖1的相控節(jié)電器的原理框圖。圖4是圖1的GPRS網(wǎng)絡(luò)單元的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作描述:系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
:如附圖1所示，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)，由多模相控節(jié)電器分系統(tǒng)和中央監(jiān)控分系統(tǒng)組成。其中，多模節(jié)電器分系統(tǒng)由變頻節(jié)電器、相控節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元組成，中央監(jiān)控分系統(tǒng)由中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元組成。多模節(jié)電器分系統(tǒng)對(duì)電機(jī)以變頻或相控模式實(shí)施節(jié)電，中央監(jiān)控分系統(tǒng)通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程遙控選擇多模節(jié)電器分系統(tǒng)的節(jié)電模式。其中，中央監(jiān)控分系統(tǒng)的設(shè)備僅有一套，多模節(jié)電器分系統(tǒng)中的多模節(jié)電器有一套或多套。多模節(jié)電器分系統(tǒng)集成變頻節(jié)電器、相控節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元，集中組裝為一臺(tái)多模節(jié)電器，串聯(lián)在電機(jī)電源線上。中央監(jiān)控分系統(tǒng)集成中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元，GPRS網(wǎng)絡(luò)單元通過(guò)RS232串口連接在計(jì)算機(jī)上。多模節(jié)電器的輸入端與電網(wǎng)的380V三相交流電源相連，多模節(jié)電器的輸出端與電機(jī)電源線相連，多模節(jié)電器的網(wǎng)絡(luò)通信接口與GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接。多模節(jié)電器內(nèi)部的程控開(kāi)關(guān)有2個(gè)，一個(gè)在多模節(jié)電器的輸入端，另一個(gè)在多模節(jié)電器的輸出端。輸入端程控開(kāi)關(guān)輸入電網(wǎng)的380V三相交流電源，選擇切換給變頻節(jié)電器或相控節(jié)電器。輸出端程控輸入來(lái)自變頻節(jié)電器或相控節(jié)電器的電源，選擇切換輸出I路給電機(jī)。多模節(jié)電器內(nèi)部的單片機(jī)通過(guò)TTL數(shù)字信號(hào)線與2個(gè)程控開(kāi)關(guān)相連，輸出切換控制信號(hào)。當(dāng)切換控制信號(hào)為邏輯“I”時(shí)，選擇變頻節(jié)電模式，變頻節(jié)電器為主用節(jié)電器；當(dāng)切換控制信號(hào)為邏輯“O”時(shí)，選擇相控節(jié)電模式，相控節(jié)電器為主用節(jié)電器。單片機(jī)通過(guò)RS232串口與多模節(jié)電器內(nèi)部的GPRS網(wǎng)絡(luò)單元相連，接收節(jié)電模式切換指令。多模節(jié)電器內(nèi)部的GPRS網(wǎng)絡(luò)單元與外部的GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相連，接收從中央監(jiān)控分系統(tǒng)無(wú)線傳來(lái)的節(jié)電模式切換指令。下面對(duì)各單元組成部分的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的描述:變頻節(jié)電器的具體實(shí)施方式
:[0030]如圖2所示，所述的變頻節(jié)電器由整流器、濾波器、逆變器、單片機(jī)、U/f模式形成器、控制脈沖發(fā)生器組成。整流器將輸入的三相電整流成為直流，經(jīng)濾波器濾去高次諧波和雜波，送給逆變器，逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為工頻或指定頻率的交流電。逆變器輸出的交流電的頻率是受控的，采用PWM脈沖控制方式，頻率控制功能由單片機(jī)、U/f模式形成、控制脈沖發(fā)生器3個(gè)單元共同實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)產(chǎn)生控制指令，送給U/f模式形成單元，U/f模式形成單元將控制指令解析為頻率控制信號(hào)、電壓控制信號(hào)，作為PWM脈沖參數(shù)，送給控制脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生所需的PWM脈沖。PWM脈沖的幅值表示需要輸出的交流電的電壓，PWM脈沖的頻率表示需要輸出的交流電的頻率。具備一定幅值和頻率的PWM脈沖送給逆變器，控制逆變器將直流電能轉(zhuǎn)換為所需的頻率、電壓的交流電能。整流器采用CZ28系列的集成整流模塊實(shí)現(xiàn)，濾波器采用L型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的LLB系列的集成濾波模塊實(shí)現(xiàn)，逆變器采用BJT模塊HT38系列的集成BJT模塊實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)采用PIC16C72，U/f模式形成單元采用集成模塊FC1202實(shí)現(xiàn)，控制脈沖發(fā)生器采用集成PWM脈沖產(chǎn)生模塊PF2062實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)與U/f模式形成單元之間采用RS232串口線連接，U/f模式形成單元與控制脈沖發(fā)生器之間采用兩條TTL數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)線相連，分別傳送頻率控制字和電壓控制字。控制脈沖發(fā)生器與逆變器之間采用同軸電纜連接。相控節(jié)電器的具體實(shí)施方式
:如圖3所示，所述的相控節(jié)電器由數(shù)控開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、可控硅模塊、信號(hào)處理、單片機(jī)、電源控制、缺相檢測(cè)、故障及功率控制組成。單片機(jī)通過(guò)電源控制單元控制數(shù)控開(kāi)關(guān)，將三相電引入相控節(jié)電器，在三組電壓互感器和電流互感器的檢測(cè)下，可得到三相電的電壓電流變化信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理單元得到電壓和電流的相位差信號(hào)，單片機(jī)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)相位差小時(shí)，電機(jī)負(fù)載大，這時(shí)單片機(jī)通過(guò)故障和功率控制模塊，控制可控硅模塊供給電機(jī)大的電流。反之，當(dāng)相位差大時(shí)，電機(jī)負(fù)載小，這時(shí)單片機(jī)通過(guò)故障和功率控制模塊，控制可控娃模塊供給電機(jī)小的電流，實(shí)現(xiàn)按需供電。單片機(jī)采用MCS-8051，最高速度可實(shí)現(xiàn)4X IO5次/秒的電壓電流檢測(cè)，有效地實(shí)時(shí)檢測(cè)出電壓電流相位差變化，實(shí)現(xiàn)供電的實(shí)時(shí)控制。數(shù)控開(kāi)關(guān)采用有TTL數(shù)控接口的交流接觸器實(shí)現(xiàn)，控制信號(hào)為邏輯“ I ”時(shí)，三相電被切換入節(jié)電器，控制信號(hào)為邏輯“O”時(shí)，三相電被切斷。數(shù)控開(kāi)關(guān)的控制線采用TTL數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)，連在電源控制單元上。電源控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備的溫度，當(dāng)設(shè)備溫度過(guò)高時(shí)發(fā)出信號(hào)為邏輯“O”的控制信號(hào)，切斷三相電的輸入。當(dāng)設(shè)備溫度正常時(shí)發(fā)出信號(hào)為邏輯“I”的控制信號(hào)，接通三相電的輸入。缺相檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)三相電各相線的電流，當(dāng)檢測(cè)到任一相線上沒(méi)有電流時(shí)，就將檢測(cè)結(jié)果傳給單片機(jī)，單片機(jī)立即下達(dá)指令給故障和功率控制模塊，發(fā)出控制信號(hào)切斷可控硅模塊的電流通路?？煽毓枘K采用MTC系列的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。電源控制單元通過(guò)TTL數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)線，將工作溫度狀態(tài)實(shí)時(shí)傳給單片機(jī)，信號(hào)為邏輯“ I ”時(shí)表示溫度過(guò)高，信號(hào)為邏輯“O”時(shí)表示溫度正常。單片機(jī)與故障和功率控制模塊的連線采用TTL數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)，信號(hào)為邏輯“I”時(shí)表示導(dǎo)通，信號(hào)為邏輯“O”時(shí)表示切斷。缺相檢測(cè)單元與單片機(jī)的連線采用TTL數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)，信號(hào)為邏輯“I”時(shí)表示故障，信號(hào)為邏輯“O”時(shí)表示正常。程控開(kāi)關(guān)的具體實(shí)施方式
:[0038]所述的程控開(kāi)關(guān)采用帶TTL控制接口的交流接觸器組模塊CJX-2-1-380-TTL來(lái)實(shí)現(xiàn)。CJX-2-1-380-TTL交流接觸器組模塊對(duì)380V三相電源起到單刀雙擲的切換作用；由控制端輸入TTL電平的數(shù)字控制信號(hào)，信號(hào)為邏輯“I”時(shí)，選擇相控節(jié)電器為主用，信號(hào)為邏輯“O”時(shí)，選擇變頻節(jié)電器為主用；數(shù)字控制信號(hào)來(lái)自單片機(jī)。交流接觸器組模塊有2只，分別在多模節(jié)電器的輸入端和輸出端；2只交流接觸器組模塊在單片機(jī)控制下聯(lián)動(dòng)，對(duì)變頻節(jié)電器、相控節(jié)電器進(jìn)行選擇切換。單片機(jī)的具體實(shí)施方式
:所述的單片機(jī)采用作PIC16C72作微處理器。PIC16C72具有2個(gè)PWM通道、5個(gè)A/D轉(zhuǎn)換通道、I個(gè)CCP模塊、3個(gè)定時(shí)器、11個(gè)中斷資源。yPIC16C72采用精簡(jiǎn)指令集，優(yōu)化指令方式，指令效率高，代碼壓縮效率高，功耗低。單片機(jī)采用4M晶振，指令周期為0.25μ S。數(shù)據(jù)DO位輸出給程控開(kāi)關(guān)作為切換控制信號(hào)。單片機(jī)通過(guò)RS232串口與GPRS網(wǎng)絡(luò)單元相連，接收由GPRS網(wǎng)絡(luò)單元接收轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)電模式切換指令，再將指令解析為數(shù)字TTL信號(hào)給程控開(kāi)關(guān)，信號(hào)為邏輯“ I ”表示將相控節(jié)電器選擇為主用節(jié)電設(shè)備，信號(hào)為邏輯“O”表示將變頻節(jié)電器選擇為主用節(jié)電設(shè)備。GPRS網(wǎng)絡(luò)單元的具體實(shí)施方式
:如圖4所示，所述的GPRS網(wǎng)絡(luò)單元由微處理器、GPRS通信模塊、擴(kuò)展數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器、SIM卡座、RS232接口。GPRS通信模塊由嵌入TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)、GPRS通信模塊、SM卡座、外部接口和擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部分組成。單片機(jī)控制GPRS通信模塊接收和發(fā)送信息，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口和外界進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。用軟件實(shí)現(xiàn)中斷，完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。單片機(jī)采用美國(guó)德州儀器公司的MSC1210Y5，時(shí)鐘頻率為33MHz，32KB Flash程序存儲(chǔ)器，256B內(nèi)部RAM和1024B片上SRAM，2KB啟動(dòng)R0M，支持串行和并行的在系統(tǒng)編程。雙數(shù)據(jù)指針DPTRO和DPTRl可加快數(shù)據(jù)塊的移動(dòng)速度。單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:通過(guò)AT指令初始化GPRS通信模塊，使之聯(lián)接在GPSR網(wǎng)絡(luò)上，獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商動(dòng)態(tài)分配的GPRS終端IP地址，并與目的終端建立連接。通過(guò)串口 O擴(kuò)展MAX232標(biāo)準(zhǔn)串口和外界進(jìn)行通信。復(fù)用Pl.2和Pl.3，也就是串口 I分別和GPRS通信模塊的TXDO和RXDO連接，Pl 口的其他6個(gè)端口分別接到GPRS模塊對(duì)應(yīng)的剩余RS232通信口，通過(guò)軟件置位初始化和控制GPRS通信模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)。擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分:MSC1210的Flash存儲(chǔ)器可全部作為Flash程序存儲(chǔ)器，也可以全部作為數(shù)據(jù)Flash程序。因?yàn)橐度雽?shí)時(shí)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，需要一定的空間，因此將其全部用作程序存儲(chǔ)器。擴(kuò)展6264作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。GPRS通信模塊采用德國(guó)Simens公司的MC35模塊。MC35由射頻天線、內(nèi)部Flash、SRAM、GSM基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的ZIF插座組成。GSM基帶處理器是核心部件，相當(dāng)于協(xié)議處理器，處理外部系統(tǒng)通過(guò)串口發(fā)送AT指令。射頻天線部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，以及外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換。匹配電源為處理器、基帶、射頻部分提供工作電源。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)的具體實(shí)施方式
:所述的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用普通的PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，配置操作系統(tǒng)Windows2000，并配置相應(yīng)的中央監(jiān)控軟件。Windows2000操作系統(tǒng)安全穩(wěn)固，適合工業(yè)控制應(yīng)用。中央監(jiān)控軟件的控制指令，由RS232串口發(fā)出，由GPRS網(wǎng)絡(luò)單元接收轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)GPRS無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程發(fā)送給工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多模節(jié)電器。
權(quán)利要求1.基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)，包括相控節(jié)電器、變頻節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其特征在于，包括: 所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)的節(jié)電模式，有變頻模式和相控模式2種； 所述的節(jié)電模式的切換，是通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，由中央計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程遙控實(shí)施。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的多模智能化電機(jī)節(jié)電應(yīng)用系統(tǒng)，涉及電力電子學(xué)領(lǐng)域，能基于GPRS物聯(lián)網(wǎng)對(duì)電機(jī)以變頻或相控模式實(shí)施節(jié)電。該系統(tǒng)包括相控節(jié)電器、變頻節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)。其中，相控節(jié)電器、變頻節(jié)電器、程控開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、GPRS網(wǎng)絡(luò)單元組成多模節(jié)電器，中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)配置GPRS網(wǎng)絡(luò)單元。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)GPRS無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制多模節(jié)電器內(nèi)部單片機(jī)，切換程控開(kāi)關(guān)選擇變頻節(jié)電器或相控節(jié)電器實(shí)施節(jié)電。本實(shí)用新型兼容變頻、相控兩種節(jié)電技術(shù)，能根據(jù)需求任意遙控切換，在保證正常生產(chǎn)效率的前提下，最大限度挖掘節(jié)電潛力，特別適用于多臺(tái)電機(jī)的節(jié)電改造。
文檔編號(hào)H04L29/08GK203014737SQ20122057882
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者胡晉東 申請(qǐng)人:河南恒天電子信息技術(shù)有限公司