不卡久久国产精品99精品国产,动漫精品一区二区在线,日韩精品中文无码一区,日韩无码中文字幕无码日韩

歡迎光臨安科瑞電氣股份有限公司網(wǎng)站!
誠信促進(jìn)發(fā)展,實(shí)力鑄就品牌
服務(wù)熱線:

18702111750

產(chǎn)品分類

Product category

技術(shù)文章 / article 您的位置:網(wǎng)站首頁 > 技術(shù)文章 > 高校學(xué)生宿舍用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型

高校學(xué)生宿舍用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型

更新時(shí)間:2021-08-06 點(diǎn)擊次數(shù): 1295次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

摘要:為了更好地保障學(xué)生宿舍用電,減少用電事故的發(fā)生,利用工控技術(shù),把PLC、觸摸屏和電參數(shù)采集模塊通過通信協(xié)議組合在一起,搭建了用電系統(tǒng)。該系統(tǒng)對學(xué)生宿舍的用電狀況、惡性發(fā)熱電器等進(jìn)行監(jiān)控和管理,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理過載、短路及惡性負(fù)載接入等異常情況,并具備用電量計(jì)量功能。

關(guān)鍵詞:用電;PLC;觸摸屏;惡性負(fù)載

 

0引言

空調(diào)、洗衣機(jī)、電熱水器等大功率用電器的使用,給我們的生產(chǎn)、生活帶來了極大的便利,但使用這些設(shè)備會存在大電流、發(fā)熱等問題,特別是電吹風(fēng)、熱得快、電飯鍋等發(fā)熱設(shè)備,使用不當(dāng)很容易造成事故。對于人員較為集中的學(xué)生宿舍來說,用電尤為重要。雖然各個(gè)學(xué)校都有相關(guān)規(guī)章制度禁止在宿舍內(nèi)使用大功率、發(fā)熱量大的用電器,但屢禁不止,用電事故時(shí)有發(fā)生。重于泰山,我們不僅僅要做好學(xué)生的用電教育,還要有監(jiān)督、發(fā)現(xiàn)、處理用電隱患的能力,把隱患消滅在萌芽狀態(tài)。本裝置就是為了保障學(xué)生宿舍用電而研發(fā)設(shè)計(jì)的

 

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

學(xué)生宿舍用電設(shè)備主要為電飯鍋、熱得快、電磁爐、電吹風(fēng)等一些電熱器具,這些電器使用不當(dāng)很容易引起事故,引發(fā)火災(zāi),后果不堪設(shè)想。用電保障裝置的設(shè)計(jì)要求為:能識別大功率電器,比如800W 以上的用電器禁止使用;能夠識別小功率的電熱設(shè)備;能夠準(zhǔn)確報(bào)警切斷故障電源;能夠?qū)崟r(shí)顯示各路電壓、電流、功率等參數(shù);能夠計(jì)量用電量。

1.1系統(tǒng)框圖

根據(jù)功能進(jìn)行分析設(shè)計(jì),系統(tǒng)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)構(gòu)成框圖

1.2 各模塊說明

1.2.1信息采集模塊

信息采集的主要任務(wù)是采集用電負(fù)載的電參量,包括電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。從設(shè)計(jì)成本、穩(wěn)定性等綜合考慮,選用了深圳市健思科技有限公司研制的6路互感式計(jì)量模塊,型號為JSY-MK-141。該模塊能夠監(jiān)測6路用電負(fù)載,分別完成各路電能的采集、監(jiān)測及數(shù)據(jù)傳輸,準(zhǔn)確測量每一路的交流電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、用電量等電參數(shù),測量精度達(dá)到0.1級,提供一路RS485通信接口,具有很高的性價(jià)比。MODBUS-RTU通信協(xié)議規(guī)約見表1。

1 MODBUS-RTU規(guī)約


負(fù)載單相輸入220V、互感器檢測電流50A,模塊供電24V,符合設(shè)計(jì)要求指標(biāo)。MODBUS-RTU通信規(guī)約實(shí)例:讀多路寄存器的數(shù)據(jù),功能碼為0X03。例:主機(jī)要讀取的地址為01H、開始地址為0048H2個(gè)從機(jī)寄存器數(shù)據(jù)。

1.2.2人機(jī)界面

人機(jī)界面能夠?qū)崿F(xiàn)信息的內(nèi)部形式與用戶可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。人機(jī)界面在本裝置中的作用有:實(shí)時(shí)顯示電流、電壓、用電量、功率因數(shù)等電參量,控制處理器和信息采集模塊;在用戶違規(guī)使用電熱器具或者大功率用電器時(shí),及時(shí)報(bào)警提醒管理人員。考慮人機(jī)交互的可操作性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性原則,選用步科eView ET100工業(yè)型人機(jī)界面。該屏為10.1英寸、分辨率1024×60像素的4線電阻觸摸屏,額定電壓24V,功率5.3W,并帶有節(jié)能保護(hù)功能,支持 MODBUS-RS通信規(guī)約的PLC、單片機(jī)通信,組態(tài)軟件功能,系統(tǒng)參數(shù)、固件更新、觸控校準(zhǔn)方便,性價(jià)比高。該觸摸屏通過RS232、RS485 串口分別與處理器、信息采集模塊通信,并讀取、顯示各路負(fù)載的用電參量,同時(shí)獲取屏幕的觸摸事件,把相應(yīng)的信號回傳給處理器。

1.2.3 處理器

處理器作為從機(jī),與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,處理相關(guān)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和邏輯判斷,并根據(jù)觸摸事件信息及運(yùn)算結(jié)果控制各路負(fù)載的電源通斷。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,需要控制6路負(fù)載的電源,故選用三菱FX3SA-20MT作為處理器。該處理器集CPU、電源、輸入輸出為一體,工作可靠,性價(jià)比高。

1.2.4 開關(guān)電源模塊

根據(jù)各模塊設(shè)備的用電參數(shù),信息采集器供電電源為924V、觸摸屏和處理器PLC供電電源均為24V。市場上有大量的開關(guān)電源,技術(shù)很成熟,不需自己開發(fā)設(shè)計(jì)??紤]到各模塊的功耗都不大,故選用24V、25W的開關(guān)電源。

 

2系統(tǒng)接線圖

系統(tǒng)接線圖如圖2所示。受通信端口限制,需自制通信線纜。由于PLC每個(gè)端口只能通過2A電流,且頻繁通斷負(fù)載電源容易損壞PLC端口,故在PLC輸出端口擴(kuò)展了繼電器模塊。

系統(tǒng)接線圖

 

3工作原理及過程

3.1 監(jiān)控模式

數(shù)據(jù)采集模塊采集電參量(電壓、電流、用電量、功率),觸摸屏通過RS485 串口與之通信,以MODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)格式讀取相關(guān)數(shù)據(jù),并通過RS232串口與PLC通信,通過運(yùn)算找到相應(yīng)數(shù)據(jù),送至對應(yīng)的存儲器中,由觸摸屏實(shí)時(shí)顯示出來。宿舍管理員就可以知道宿舍的用電情況,并在觸摸屏上操作,斷開或接通學(xué)生宿舍的電源。

3.2惡性負(fù)載的識別

該裝置需要識別大功率電器和發(fā)熱電器這類惡性負(fù)載。當(dāng)檢測到惡性負(fù)載時(shí),在很短的時(shí)間內(nèi)給予斷電,經(jīng)過一段時(shí)間后再送電,并再次檢測惡性負(fù)載是否存在。若該宿舍發(fā)現(xiàn)次使用惡性負(fù)載,則斷開電源并記錄事件、報(bào)警。斷電后,只有通過宿舍管理員才能恢復(fù)供電。

3.2.1大功率負(fù)載的識別

宿舍中常用的大功率用電器有電水壺、電飯鍋(800W以上的)、熱得快等。為發(fā)現(xiàn)這些大功率電器,只需在觸摸屏中設(shè)置該線路的功率、電流(發(fā)生短路時(shí)電流急劇增加),把該數(shù)據(jù)保存到存儲器中。當(dāng)某一宿舍功率、電流超出預(yù)設(shè)范圍時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號,同時(shí)切斷對應(yīng)線路的電源,并更新觸摸屏頁面監(jiān)控狀態(tài)。宿舍管理員通過屏幕就能知道哪個(gè)宿舍在使用大功率電器,可以迅速趕往事故點(diǎn)進(jìn)行評批教育。

3.2.2小功率發(fā)熱器件的識別

對于一些小功率發(fā)熱用電器,如電吹風(fēng)、電熱毯、電烙鐵、小功率電飯鍋等,如果使用不當(dāng)(比如忘記關(guān)電吹風(fēng)、電熱毯等),長時(shí)間發(fā)熱也會引起火災(zāi)等重大事故,因此對這些小功率電器也不能忽視。我們對部分電器的電參數(shù)進(jìn)行了測試,詳見表2。

2部分電器電參數(shù)測試數(shù)據(jù)

對于大功率惡性負(fù)載,從功率上很容易發(fā)現(xiàn)處理。對于小功率的發(fā)熱電器,如電吹風(fēng)(高擋)、小功率的電飯鍋、電熱毯等,它們工作時(shí)功率因數(shù)都很高,差不多為1,我們只需要根據(jù)功率因數(shù)就可以判別。而電吹風(fēng)(低擋)工作時(shí),功率為121W,功率因數(shù)為0.815;臺式電腦功率因數(shù)為0. 89左右,每增加1臺電腦時(shí),功率增加60W,功率因數(shù)基本不變。只按照功率因數(shù)判斷,容易誤判臺式電腦為惡性負(fù)載。解決方法:設(shè)定功率單次增加80W 以上(電吹風(fēng)低檔位),同時(shí)功率因數(shù)大于0.8為惡性負(fù)載;功率單次增加小于80W(臺式電腦),同時(shí)功率因數(shù)大于0.93為惡性負(fù)載。通過這樣的程序設(shè)置,就可以把臺式電腦和電吹風(fēng)(低擋)區(qū)分開來。實(shí)驗(yàn)證明該方法可靠可行。

3.3 用電量計(jì)量功能

采集系統(tǒng)采集線路中的用電量信息并存儲于內(nèi)存,PLC讀取該信息,并將用電量累加,存儲在存儲器中,每個(gè)月的用電量乘以單價(jià),就是宿舍的電費(fèi)??梢圆捎妙A(yù)繳模式,通過觸摸屏把宿舍預(yù)存電量輸入系統(tǒng),預(yù)存的用電量與實(shí)時(shí)的用電量進(jìn)行運(yùn)算,當(dāng)相減為0時(shí),自動(dòng)切斷電源,并顯示出是哪個(gè)宿舍,提醒宿舍人員繳費(fèi)。

 

制作測試步驟

1)按接線圖搭建硬件電路,并通電測試觸摸屏、PLC、采集器供電是否正常,若不正常,用萬用表逐步檢查,直至排除故障。

2)利用組態(tài)軟件,對觸摸屏進(jìn)行組態(tài)、編輯,設(shè)置相應(yīng)的開關(guān)、文本屬性,無誤后下載到觸摸屏中(組態(tài)方法見使用手冊)。

3)觸摸屏與采集器通信測試,設(shè)置通信端口,編寫相關(guān)程序,讀取采集器數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算處理,顯示出來。

4)觸摸屏與PLC通信測試,編寫PLC程序,進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào),完成相關(guān)的功能測試。

5安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺

5.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)為B/S架構(gòu),主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù),配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352DTSY1352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。

5.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺由云平臺-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費(fèi)電能表組成,通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢、監(jiān)控、控制及短信報(bào)警等功能。
   
本系統(tǒng)適用于一些大集團(tuán)和大物業(yè),往往需要將多個(gè)物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費(fèi)和管理,面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸,財(cái)務(wù)操作分散,在線支付,總部財(cái)務(wù)扎口等復(fù)雜的需求。

遠(yuǎn)程集中抄表:抄表信息通過網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺,快速便捷,免去人工抄表 。

水表預(yù)付費(fèi):可是查看某區(qū)域水表的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息,并可以進(jìn)行單表或批量設(shè)置水價(jià)控閥等操作。

遠(yuǎn)程售電:財(cái)務(wù)集中管理,電量實(shí)時(shí)下發(fā),并比對充值次數(shù),方便快捷。

 

 

 

能耗分析:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或管控表每天的用能狀況;可提供能耗分析+財(cái)務(wù)軌跡一體式綜合管理報(bào)表,包含用戶表的能耗、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財(cái)務(wù)的期初期末值等數(shù)據(jù)。

在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號實(shí)現(xiàn)在線自助充值水電費(fèi),也可以實(shí)時(shí)關(guān)注商鋪用水用電情況。

短信提醒:金額不足或金額欠費(fèi)提醒、電表充值到賬提醒,都可及時(shí)短信通知商戶。

 

遠(yuǎn)程控制:可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作,方便管理。

 

5.3 產(chǎn)品選型

 

6結(jié)束語

該系統(tǒng)方案,通過實(shí)物試制、測試達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,并具有以下特點(diǎn):簡潔性:不用復(fù)雜的布線方式,不用每個(gè)宿舍都安裝一個(gè)電表,一個(gè)采集器可以采集多個(gè)宿舍的用電情況,節(jié)約成本,節(jié)省安裝空間,易于集中管理控制。智能性:普通電表出現(xiàn)過載、短路現(xiàn)象,若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),就會燒毀熔斷器或者發(fā)生其他事故。本方案可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切斷電源,同時(shí)報(bào)警提醒宿舍管理員對相關(guān)宿舍人員進(jìn)行批評教育。多功能性:具備電表的用電量計(jì)量功能,并能算出實(shí)際用電費(fèi)用。系統(tǒng)能夠存儲預(yù)繳電費(fèi),并按用電量自動(dòng)扣減,當(dāng)剩余用電量等于0度時(shí),自動(dòng)切斷電源。相對于買卡充電,成本低,管理容易。該系統(tǒng)不需要復(fù)雜的技術(shù)支持,讀電、充電、斷電操作簡單便捷。隨著生活水平的提高,很多宿舍都安裝了空調(diào),空調(diào)都采用單獨(dú)布線,專線控制,集中管理。若要對空調(diào)進(jìn)行控制及計(jì)費(fèi),該系統(tǒng)也是可行的,只需設(shè)定功率范圍,即可進(jìn)行有效控制。

 

【參考文獻(xiàn)】

[1]苗鵬,陳燕鳳,謝文波.學(xué)生宿舍用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

[2]朱向東,石劍榮.學(xué)生宿舍火災(zāi)事故樹分析[J].與環(huán)境工程,200916(1):7880.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06

 

作者簡介:徐秋霞,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事宿舍用電研究發(fā)展。


聯(lián)


霸州市| 崇仁县| 克山县| 孝义市| 田林县| 博白县| 台州市| 齐齐哈尔市| 竹北市| 通许县| 贵南县| 兴安盟| 讷河市| 广德县| 自贡市| 徐汇区| 上高县| 聊城市| 清水县| 安国市| 西畴县| 延长县| 峨眉山市| 柳林县| 武山县| 富蕴县| 玉环县| 城固县| 高密市| 台东县| 乌鲁木齐县| 承德市| 安徽省| 织金县| 从化市| 西乌珠穆沁旗| 东源县| 黄浦区| 邵阳市| 江川县| 静安区|