专利名称：一种用电安全预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用电安全技术领域，尤其是面向大型用电设备及无人值班系统的安全用电过程，用于用电设备远程预警及优化控制的用电安全预警系统。
背景技术：
一些特殊的用电设备或系统，常常需要连续可靠地运行，随着电子技术的迅猛发展和电力网络的普及，由于电源停电和电源异常造成的故障越来越严重。然而，由于电力生产和输送过程的复杂性，停电事故在所难免。研制对这类重要用电设备的安全可靠的监控手段极其重要。目前的技术研究和实际应用，主要集中在基于TOB网络和单片机的系统。这种技术模式，存在运营费用高，功能扩展受限的问题。少有将远程监测和优化控制相结合的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用电安全预警系统，该系统基于公用通信网GSM，实现了对大型用电设备用电情况进行就地和远程监控，并在断电的条件下，控制各用电设备按照既定优先级和管理模式合理高效利用后备电源，以保证关键设备的正常、安全运行。为此，本发明提供了一种用电安全预警系统，该系统包含有主控装置和终端控制器，主控装置与终端控制器之间为双向通信连接，主控装置用于完成系统控制方案的订制和信息的监视工作，终端控制器以待控制的各用电设备的供电回路为基础，实时采集市电状态及各用电设备供电回路的供电情况，当市电失去时，立即启用后备电源，按既定的优先级管理策略进行后备电源分配，同时将该信息进行显示并发送到主控装置和管理人员的手机之上；终端控制器可接受主控装置或管理人员手机发来的对各用电回路进行强制通断电的请求。本发明具有两种工作模式，既可以在包含终端控制器和主控装置的完整模式下工作，也可以在无主控装置的独立终端控制器模式下工作。该系统不仅可以通过主控装置对系统当前的状态进行监视和控制，还可以通过GSM网络自动获取系统当前的运行状态和报警信息，并采用手机通过GSM网络完成系统的某些管理功能，从而确保在无人值守主控装置的情况下，实现远程预警和控制，即实现就地和远程预警控制相结合的功能。因此，即使主控装置出现故障，终端控制器也能独立的按照既定控制策略对用电设备进行监控，或接受管理人员手机的短信指令，完成对用电设备的监控，确保关键设备的正常、安全运行。系统采用“即插即用”的硬件构成模式和“模块组态”的软件结构模式，不但具有较大数量的预留硬、软件接口，还可以方便进行硬件和软件的扩展，以及多个控制点的联网等功能，使系统具有很大的实用性和灵活性。系统中的通信主要包括终端控制器的PLC与GSM Modem的通信和PLC与主控装置的通信。PLC与GSM Modem的通信完成GSM短信发送和接收的控制功能，采用PLC主动的模
3式来完成；而PLC与主控装置的通信则采用主控装置主动的方式，采用基于NEWT0C0L协议及RS232接口方式进行。终端控制器与受控用电设备供电回路之间接触器或继电器的控制侧采用常闭接线模式，即使该系统出现故障，也不影响用电设备的正常工作。本发明的用电安全预警系统实现了就地和远程控制相结合，预警与优化控制相结合，并方便地进行系统功能的扩展，对大型用电设备进行了长时间的运行管理，实用效果良好，适宜在变电站等场合进行推广应用。
图1是本发明的原理框图。图2是主控装置的功能模块组成架构图。图3是终端控制器的功能模块组成架构图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作具体说明。如图1所示，本发明的用电安全预警系统，含有主控装置1和终端控制器2，主控装置1与终端控制器2之间为双向通信连接，主控装置1用于完成系统控制方案的订制和信息的监视工作，终端控制器2以待控制的各用电设备的供电回路为基础，实时采集市电状态及各用电设备供电回路的供电情况，当市电失去时，立即启用后备电源3，按既定的优先级管理策略进行后备电源分配，同时将该信息进行显示并发送到主控装置1和管理人员的手机4之上；终端控制器2可接受主控装置1或管理人员手机4发来的对各用电回路进行强制通断电的请求。如图2所示，主控装置包含有主控管理模块11、与终端通信管理模块12、状态显示模块13、报警控制模块14、管理模式设置模块15、状态强制模块16和历史记录模块17，其中，主控管理模块11用于完成主控装置中各组成功能模块的管理和协调；与终端通信管理模块12用于从终端控制器读取用电设备和系统的状态，并将主控装置的设置参数传送到终端控制器；状态显示模块13用于将系统的状态进行图形模式和参数模式显示；报警控制模块14用于在主控装置上进行报警信息的提示；管理模式设置模块15用于设置系统所需的参数；状态强制模块16用于特定情况下对用电设备或系统强制进行操作；历史记录模块 17用于将系统的状态、故障情况以及操作信息进行记录，以供将来查询之用。报警控制模块 14又包含闪光报警控制模块141和声音报警控制模块142。如图3所示，终端控制器包含有终端管理模块21、状态采集模块22、状态显示模块 23、报警管理模块M、GSM管理模块25和与主控装置通信模块沈，其中，终端管理模块21用于完成终端控制器中各功能模块的管理和协调工作；状态采集模块22用于对各受控用电设备和系统当前的工作状态进行实时监测；状态显示模块23用于将系统当前的状态显示到对应的输出设备，并进行参数保存；报警管理模块M用于完成故障状态下的声、光报警功能；GSM管理模块25用于完成将故障信息通过GSM Modem以短信的方式发送到管理人员的手机，并接收管理人员手机发送来的短信类指令；与主控装置通信模块沈用于完成与主控装置之间的通信。报警管理模块M又包含闪光报警管理模块241和声音报警管理模块242。主控装置1通过RS232接口与终端控制器2相连。终端控制器2与受控用电设备供电回路之间接触器5或继电器6的控制侧采用常闭接线模式。每个供电回路对应于一个继电器和接触器，因此在终端控制器与用电设备之间会有一组继电器和一组接触器。参见图1，本系统的工作原理如下。1.当市电主电网7发生故障，导致对用电设备供电回路8的供电中断。2.终端控制器2的PLC通过监测器9获得市电断电信息。3.终端控制器2的PLC获得市电主电网故障信息后，发出指令启用后备用电源3。4.由于后备电源3无法满足对所有设备或回路的供电，终端控制器2的PLC根据预先设置的优先分配方案，只对部分关键用电设备的回路供电，并指令继电器6和接触器5 动作，关掉非重要设备的供电。5.同时，终端控制器2的PLC将故障报警信息，既定的后备电源的优先分配方案信息，以及供电方案是否调整请求信息，发送到主控装置，并同时通过GSM Modem 10提交给授权的管理人员手机。6.如有必要对备用电源的分配方案进行修改，当主控装置有人值守时，由值守主控装置的管理人员操作主控装置来向终端控制器发出后备电源分配方案修改的指令；当主控装置无人值守时，由授权的管理人员手机向终端控制器发出后备电源分配方案修改的指令。7.终端控制器2的PLC接到后备电源分配调整方案指令后，指令继电器6和接触器5动作，执行对某些设备供电回路的强制关电，及对某些设备供电回路的恢复供电。综上所述，本系统通过公用通信网络，实现对用电设备供电情况的就地和远程监控，并在市电断电的条件下，控制各个用电设备，按照既定策略实现后备电源的供给，以保证关键设备的正常、安全运行。本发明具有两种工作模式，既可以在包含终端控制器和主控装置的完整模式下工作，也可以在无主控装置的独立终端控制器模式下工作。系统具有自诊断、自恢复功能，在控制设备出现故障的情况下，也不影响用电设备的正常运行。
权利要求
1.一种用电安全预警系统，其特征在于包括主控装置和终端控制器，主控装置与终端控制器之间为双向通信连接，主控装置用于完成系统控制方案的订制和信息的监视工作，终端控制器以待控制的各用电设备的供电回路为基础，实时采集市电状态及各用电设备供电回路的供电情况，当市电失去时，立即启用后备电源，按既定的优先级管理策略进行后备电源分配，同时将该信息进行显示并发送到主控装置和管理人员的手机之上；终端控制器可接受主控装置或管理人员手机发来的对各用电回路进行强制通断电的请求。
2.如权利要求1所述的一种用电安全预警系统，其特征在于所述主控装置包括有主控管理模块，与终端通信管理模块，状态显示模块，报警控制模块，管理模式设置模块，状态强制模块和历史记录模块，其中，主控管理模块用于完成主控装置中各组成功能模块的管理和协调；与终端通信管理模块用于从终端控制器读取用电设备和系统的状态，并将主控装置的设置参数传送到终端控制器；状态显示模块用于将系统的状态进行图形模式和参数模式显示；报警控制模块用于在主控装置上进行报警信息的提示；管理模式设置模块用于设置系统所需的参数；状态强制模块用于特定情况下对用电设备或系统强制进行操作；历史记录模块用于将系统的状态、故障情况以及操作信息进行记录，以供将来查询之用。
3.如权利要求1所述的一种用电安全预警系统，其特征在于所述终端控制器包括有终端管理模块，状态采集模块，状态显示模块，报警管理模块，GSM管理模块和与主控装置通信模块，其中，终端管理模块用于完成终端控制器中各功能模块的管理和协调工作；状态采集模块用于对各受控用电设备和系统当前的工作状态进行实时监测；状态显示模块用于将系统当前的状态显示到对应的输出设备，并进行参数保存；报警管理模块用于完成故障状态下的声、光报警功能；GSM管理模块将故障信息通过GSM Modem以短信的方式发送到管理人员的手机，并接收管理人员手机发送来的短信类指令；与主控装置通信模块用于完成与主控装置之间的通信。
4.如权利要求1所述的一种用电安全预警系统，其特征在于所述主控装置通过RS232 接口与终端控制器相连。
5.如权利要求1所述的一种用电安全预警系统，其特征在于所述终端控制器与受控用电设备供电回路之间接触器或继电器的控制侧采用常闭接线模式。
全文摘要
本发明提供了一种用电安全预警系统，包括有主控装置和终端控制器，主控装置用于完成系统控制方案的订制和信息的监视工作，终端控制器以待控制的各用电设备的供电回路为基础，实时采集市电状态及各用电设备供电回路的供电情况，当市电失去时，立即启用后备电源，按既定的优先级管理策略进行后备电源分配，同时将该信息进行显示并发送到主控装置和管理人员的手机之上；终端控制器可接受主控装置或管理人员手机发来的对各用电回路进行强制通断电的请求。本发明的用电安全预警系统实现了就地和远程控制相结合，预警与优化控制相结合，并方便系统功能扩展，在大型用电设备进行长时间运行，实用效果良好，适宜在变电站等场合进行推广应用。
文档编号H02J9/06GK102176631SQ201110055250
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者任小川, 余明文, 刘敏, 敬勇, 谢伟, 陈慧春 申请人:重庆市电力公司教育培训中心