低压电力电网载波智能控制系统分站技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低压电力电网载波智能控制系统分站，包括低功耗载波收发单元、自适应组网算法单元、自适应多频段通信单元、终端群组网单元以及编解码单元。该分站通过电力线连接，且每一级节点可扩充为N＝2

Low voltage power grid carrier intelligent control system substation

The utility model discloses a low voltage power grid carrier intelligent control system of substation, including low power carrier transceiver unit, adaptive routing algorithm unit, adaptive multi band communication unit and a terminal group network unit and decoding unit. The substation is connected by power line, and each node can be expanded to N = 2

【技术实现步骤摘要】
低压电力电网载波智能控制系统分站
本技术涉及一种智能控制系统分站，尤其涉及基于低压电力电网复杂工况作业环境的载波工业控制系统的分站。
技术介绍
随着工业技术4.0+互联网技术的发展，在工业生产自动化应用领域，工业电气设备的网络控制越来越多的得到了运用。这些控制系统大多由集中控制器经过GPRS连接的点对点的数据交互，例如，电力电表用户终端就是这样的通信模式。这种工作模式仅用于居民区和商用办公的电能表的抄表和局部的路灯控制，无法适用于工业现场的每一个设备，更不能够用于工业现场电磁干扰的工况环境的设备控制和检测。然而，在工业应用领域以及危及人身生命和财产安全的爆炸性危险场所，对于每一台运行的设备进行安全性能和状态的实时监控，是保障安全生产的必要技术手段。因此，在这种工业环境中，在线的设备的检测、控制、数据和信息的交换等，必须在同一个网络平台上全方位实现联网与控制。随着电力线载波通信技术(PLC：PowerLineCommunication)的发展，电力线载波通信是以电力网作为通信通道进行载波通信的一种有线通信方式。当前，如在防爆电器等应用领域内的用电设备、照明控制、通讯系统、安全防范监控系统、危险场所的环境监测、重点设备的实时控制与监控等，仍采用的是人工传统的控制方式、仍采用独立运作的互不协同的工作形式、以及人工分断的操作方式，不利于自动化的检测和控制，也无法实现安全高效、节能减排的目标，从而造成大量的人力和物力的浪费。
技术实现思路
本技术的目的是提供基于690V及以下低压电网电力载波技术实现的低压电力网智能控制系统分站。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种低压电力电网载波智能控制系统分站，所述分站的数量为其所属主站下的N＝2n，n为大于等于0的整数；所述分站之间通过二级电力线、中继器连接或无线连接；所述分站与所述主站之间通过一级电力线连接；所述分站与所辖终端之间通过三级电力线连接；所述分站包括低功耗载波收发单元、自适应组网算法单元、自适应多频段通信单元、终端群组网单元以及编解码单元；其中低功耗载波收发单元用于与所述主站以及所述终端进行通讯；所述自适应组网算法单元用于根据检测的各相电力线的通讯状态选择合适相的电力线进行组网通讯；所述自适应多频段通信单元用于根据各相电力线的通讯状态自适应地选择合适的频段进行载波通讯；所述终端群组网单元用于根据电力线的频谱情况选择最优的路径，与所述终端保持实时沟通；所述编解码单元用于在所述主站和所述终端之间进行信息或指令的解码与传送。优选地，所述分站还包括TCP/IP通讯模块和/或光纤光缆通讯模块和/或CAN总线通讯模块和/或RS-485总线和/或USB数据总线和/或WIFI通讯模块；所述自适应组网算法单元，用于在检测的各相电力线的载波通讯状态符合预设条件时，选择TCP/IP通讯模块或光纤光缆通讯模块或CAN总线通讯模块或RS-485总线或USB数据总线或WIFI通讯模块实现所述分站之间、所述分站与所述主站之间、所述分站与所述终端之间的通讯。优选地，所述分站还包括上电时钟校时单元，用于在上电时完成时钟的同步。优选地，所述分站还包括人机交互界面，用于接收用户输入的信息并显示所述分站获取或计算得到的信息。优选地，所述人机交互界面为防爆触摸屏，所述防爆触摸屏由LCD显示器、钢化玻璃触摸感应板和安全栅电路组成；所述钢化玻璃触摸感应板包括两层钢化玻璃，所述两层钢化玻璃中间涂覆有透明的光学粘结树脂胶，所述钢化玻璃的触摸面上蚀刻有第一电阻线条并覆有透明的绝缘胶片，所述绝缘胶片上蚀刻有与所述第一电阻线条垂直的第二电阻线条，所述第二电阻线条上覆有透明触摸胶片。优选地，所述分站还包括RFID通讯单元，用于通过RFID通讯方式与外界设备进行通信；和/或；所述分站还包括数据存储单元，用于将获取或计算得到的数据进行保存；和/或；所述分站还包括数据二次加密及解密单元，用于对要发送的数据进行加密并对接收的数据进行解密。优选地，所述分站还包括终端地理位置信息甄别单元，用于甄别和区分各个终端在地理信息坐标系统上的位置信息。优选地，所述分站还包括应急通信与控制单元，用于在应急状态下建立通信和保障安全；和/或；所述分站还包括异常报警单元，用于在根据接收的信息判断到有异常情况出现时，输出异常报警信号。优选地，所述分站还包括终端维护与离网安全操作单元，用于在终端出现故障或有异常情况时，将故障的终端分离或移除出网络进行维护。优选地，所述分站还包括终端程序化设定单元，用于完成预先设置的程序化运行的指令或动作。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术智能控制系统分站充分利用电力线作为物理导体，以电力线为基本元素，构建成为任意形态的树状结构拓扑，形成向上一级控制系统中心站上传信息、数据，向下一级分站和网络终端传送命令，接收反馈数据和信息，根据低压电力网线的载波通讯技术的实效性，自主选择最优的频段和时域，结合不同的网络权限和路由，可将相同或者不同级别的单元有机的、实时地组合在一起，实现网络通讯的最优化，保障系统控制、通讯的及时性和可靠性。对于复杂的工业现场环境的“通讯孤岛”自动启用安全的无线通信方案构成或者疏通信息孤岛，构建成适应能力强大的载波通讯控制系统，充分启用自身配置的各种资源，将各主站、分站和终端设备得以有效的联接起来，达到高效、节能和协同工作的可靠网络基础和环境。附图说明图1是低压电力网载波智能控制系统主站与台变连接关系示意图；图2是低压电力网载波智能控制系统四级结构原理框图；图3是低压电力网载波智能控制系统中主站、分站和终端的三级拓展示意图；图4是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站通讯逻辑结构图；图5是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站与终端之间的一种连接的示意图；图6是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站组成结构图；图7是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站自适应组网流程图；图8是是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站对下一级时钟校准的流程图；图9是本技术的低压电力电网载波智能控制系统分站的外部结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术适用于690V及以下电力变压器配电系统低压电网，或者直流供电网络所组成的T型、Y型或树状结构拓扑。如图1和图2所示，本技术中提及的低压电力网载波智能控制系统包括控制中心站、主站、分站、系统终端四级结构，每级之间分别通过电力线进行通信连接。控制中心站与安装在某一现场的台变通过电力线相连接，如图1所示，台变可以是一台变压器，也可以是多台，控制中心站可以设置一个，也可设置多个(图1所示为多个)，当设置多个控制中心站时，每个控制中心站之间也可通过电力线相连接，当某个控制中心站出现故障时，其他控制中心站可根据预设的自主寻踪路由算法替代故障的控制中心工作。如图2和图3所示，N个分站分别通过一级电力线与主站连接，在此将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压电力电网载波智能控制系统分站，其特征在于：所述分站的数量为其所属主站下的N＝2

【技术特征摘要】
1.一种低压电力电网载波智能控制系统分站，其特征在于：所述分站的数量为其所属主站下的N＝2n，n为大于等于0的整数；所述分站之间通过二级电力线、中继器连接或无线连接；所述分站与所述主站之间通过一级电力线连接；所述分站与所辖终端之间通过三级电力线连接；所述分站包括低功耗载波收发单元、自适应组网算法单元、自适应多频段通信单元、终端群组网单元以及编/解码单元；其中所述低功耗载波收发单元用于与所述主站以及所述终端进行通讯；所述自适应组网算法单元用于根据检测的各相电力线的通讯状态选择合适相的电力线进行组网通讯；所述自适应多频段通信单元用于根据各相电力线的通讯状态自适应地选择合适的频段进行载波通讯；所述终端群组网单元用于根据电力线的频谱情况选择最优的路径，与所述终端实时通信；所述编/解码单元用于在所述主站和所述终端之间进行信息或指令的解码与传送。2.根据权利要求1所述的低压电力电网载波智能控制系统分站，其特征在于：所述分站还包括TCP/IP通讯单元和/或光纤光缆通讯单元和/或CAN总线通讯单元和/或RS-485总线和/或USB数据总线和/或WIFI通讯单元；所述自适应组网算法单元，用于在检测的各相电力线的载波通讯状态符合预设条件时，选择TCP/IP通讯单元或光纤光缆通讯单元或CAN总线通讯单元或RS-485总线或USB数据总线或WIFI通讯单元实现所述分站之间、所述分站与所述主站之间、所述分站与所述终端之间的通讯。3.根据权利要求1所述的低压电力电网载波智能控制系统分站，其特征在于：所述分站还包括上电时钟校时单元，用于在上电时完成时钟的同步。4.根据权利要求1所述的低压电力电网载波智能控制系统分站，其特征在于：所述分站还包括人机交互界面，用于接收用户输入的信息并显示所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李姝江，
申请(专利权)人：新黎明科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32