智能配電柜控制綜合系統(tǒng)

WCTU智能配電柜控制系統(tǒng)摘要：本文提供了一個(gè)基于WCTU無線遠(yuǎn)程控制配電柜和監(jiān)控配電柜實(shí)時(shí)工作狀態(tài)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，簡(jiǎn)明介紹了WCTU無線透明傳輸技術(shù)，描述了WCTU無線傳輸應(yīng)用于配電柜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施和應(yīng)用，取得了降低人力物力效果，并確保生產(chǎn)、生活中，工作可靠性及其配電柜安全性。關(guān)鍵詞：WCTU、INTERNET、配電柜、透明傳輸、加密；一、概述遠(yuǎn)程配電柜控制系統(tǒng)是一個(gè)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備、遠(yuǎn)程傳輸及服務(wù)器管理一體綜合控制系統(tǒng)。她經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)把眾多帶有通信接口配電柜和管理服務(wù)器進(jìn)行連接起來，因?yàn)橛?jì)算機(jī)對(duì)配電柜智能化管理。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集中處理、集中分析、集中控制、及集中調(diào)度新型現(xiàn)代遠(yuǎn)程配電系統(tǒng)?，F(xiàn)在在中國(guó)全部應(yīng)用配電柜中還沒有用到完整遠(yuǎn)程控制功效。這種遠(yuǎn)程控制配電柜系統(tǒng)，能過起到遠(yuǎn)程配置電源跟遠(yuǎn)程監(jiān)控電源情況作用，當(dāng)線路出現(xiàn)異常時(shí)，有利于控制故障范圍降低經(jīng)濟(jì)損失，也能夠方便快速找到故障點(diǎn)并加和排除。另外配電柜內(nèi)方便放置多種保護(hù)設(shè)備，如預(yù)防短路器，預(yù)防過載空氣開關(guān)等，對(duì)線路和用電設(shè)備起到保護(hù)作用。二、配電柜遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)現(xiàn)在全國(guó)有多種需要配電柜系統(tǒng)大約在200萬（自己虛構(gòu)）套左右，故障發(fā)覺現(xiàn)在大部分還是關(guān)鍵靠人工巡檢完成，這對(duì)部分比較偏遠(yuǎn)礦區(qū)，花費(fèi)人力物力占用了很大成本，實(shí)時(shí)性也不高。配電柜遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開發(fā)，處理了這方面問題。只需要在辦公室服務(wù)器總就能王城上述很多功效，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)查看，立即控制作用。當(dāng)發(fā)覺現(xiàn)場(chǎng)配電柜出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)切斷電源供電。假如系統(tǒng)沒有自動(dòng)切斷電源，也能夠經(jīng)過手動(dòng)方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源進(jìn)線切斷。這么能夠節(jié)省電能還能避免系統(tǒng)在異常情況下繼續(xù)供電照成更大損壞。對(duì)比人工巡視管理好處，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)降低人工成本，對(duì)節(jié)能減排起到了一定作用。三、WCTU介紹3.1什么是WCTU?WCTU(WirelessCollect

Transfer

Unit)全稱為無線采集傳輸單元，是專門用于將串口數(shù)據(jù)（232、485、422、TTL、AD接口）轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)經(jīng)過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送無線終端設(shè)備。利用WCTUIO腳輸入跟輸出高低電平功效，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制跟實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備異常并對(duì)異常信息進(jìn)行報(bào)警功效。是廈門為那通信科技最新自主研發(fā)綜合WCTU,RTU,及短信收發(fā)功效為一體高性能工業(yè)級(jí)無線數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備。WCTU簡(jiǎn)單說是一個(gè)工業(yè)等級(jí)無線傳輸、采集設(shè)備,關(guān)鍵用在多種行業(yè)無線數(shù)據(jù)采集中。該設(shè)備把終端數(shù)據(jù)經(jīng)過串口把數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)行商無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)端。WCTU無線采集：關(guān)鍵方法是經(jīng)過運(yùn)行商基站網(wǎng)絡(luò)提供上網(wǎng)，也就是移動(dòng)，電信，聯(lián)通（中國(guó)現(xiàn)在就這三家）。在WCTU設(shè)備里面插一張SIM/UIM卡（手機(jī)卡）來實(shí)現(xiàn)無線傳輸跟控制功效，其實(shí)也就是跟手機(jī)上網(wǎng)差不多一樣原理。3.2WCTU工作過程描述WCTU登陸運(yùn)行商網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行PPP撥號(hào)。撥號(hào)成功后，WCTU將取得一個(gè)由運(yùn)行商隨機(jī)分配內(nèi)部IP地址。也就是說，WCTU處于運(yùn)行商內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定，伴隨每次撥號(hào)而改變。我們能夠了解為WCTU這時(shí)是一個(gè)運(yùn)行商內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)備，經(jīng)過移動(dòng)運(yùn)行商網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)和外部Internet公網(wǎng)通信。這和局域網(wǎng)內(nèi)電腦經(jīng)過網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)方法相同。WCTU主動(dòng)提議和數(shù)據(jù)中心通信連接，并保持通信連接一直存在。因?yàn)閃CTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而且IP地址不固定。所以，只能由WCTU主動(dòng)連接數(shù)據(jù)中心，而不能由數(shù)據(jù)中心主動(dòng)連接WCTU。這就要求數(shù)據(jù)中心含有固定公網(wǎng)IP地址或固定域名。數(shù)據(jù)中心公網(wǎng)IP地址或固定域名作為參數(shù)存放在WCTU內(nèi)，方便WCTU一旦上電撥號(hào)成功，就能夠主動(dòng)連接到數(shù)據(jù)中心。具體地講，WCTU經(jīng)過數(shù)據(jù)中心IP地址（假如是采取中心域名話，先經(jīng)過中心域名解析出中心IP地址）和端口號(hào)等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心提議TCP或UDP通信請(qǐng)求。在得到中心響應(yīng)后，WCTU即認(rèn)為和中心握手成功，然后就保持這個(gè)通信連接一直存在，假如通信連接中止，WCTU將立即重新和中心握手。因?yàn)門CP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信了。對(duì)于WCTU來說，只要建立了和數(shù)據(jù)中心雙向通信，完成用戶串口（IO）數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換就相對(duì)簡(jiǎn)單了。一旦接收到用戶串口數(shù)據(jù)，WCTU就立即把串口（IO）數(shù)據(jù)封裝在一個(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。反之，當(dāng)WCTU收到數(shù)據(jù)中心發(fā)來TCP/UDP包時(shí)，從中取出數(shù)據(jù)內(nèi)容，立即經(jīng)過串口（IO）發(fā)送給用戶設(shè)備。WCTU還提供了IO短信報(bào)警功效跟短信修改WCTUIO高低電平改變功效。當(dāng)WCTUIO腳為輸入報(bào)警狀態(tài)時(shí)，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)高低電平改變觸發(fā)WCTUIO，然后依據(jù)WCTU里面預(yù)設(shè)置報(bào)警電話，把里面預(yù)設(shè)置好報(bào)警內(nèi)容發(fā)送到指定手機(jī)上面，進(jìn)行設(shè)備故障報(bào)警。當(dāng)WCTUIO腳為輸出功效時(shí)，就是利用WCTU里面設(shè)置好控制手機(jī)號(hào)碼，然后經(jīng)過指定手機(jī)號(hào)碼發(fā)送控制指令，對(duì)WCTUIO腳進(jìn)行高低電平改變，以達(dá)成控制下位機(jī)設(shè)備目標(biāo)，短信修改IO高低電平也是跟短信報(bào)警同種原理。3.3WCTU采集優(yōu)勢(shì)WCTU通信方法更適合于野外和移動(dòng)數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，現(xiàn)在還存在很多監(jiān)測(cè)站和各采集點(diǎn)采取電話線傳送數(shù)據(jù)或手工抄錄，實(shí)時(shí)性差，費(fèi)用也不廉價(jià)。WCTU無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢(shì)：1．WCTU用戶可隨意分布和移動(dòng)自己網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無須擔(dān)心線路維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)造成通訊中止。建設(shè)新營(yíng)業(yè)點(diǎn)無需進(jìn)行拉線，埋線等工作。較光纖，或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。2．安裝價(jià)格比較低，和拉線埋線相比較WCTU其終端價(jià)格廉價(jià)很多。3．儀器設(shè)備雙向傳輸功效：在WCTU經(jīng)過無線跟數(shù)據(jù)中心進(jìn)行連接成功后，WCTU跟數(shù)采中心就能夠進(jìn)行雙向傳輸。4．WCTU能最好地支持頻繁、少許突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永久在線。5.支持IO報(bào)警功效，當(dāng)下位設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)，WCTU產(chǎn)生報(bào)警信息，立即聯(lián)絡(luò)相關(guān)人員處理，降低損失。6.支持短信控制、配置功效，相關(guān)管理人員能夠?qū)崟r(shí)控制設(shè)備跟修改WCTU配置7.支持多個(gè)安全加密協(xié)議，WCTU支持AES、3DES、DES等加密方法，預(yù)防用戶信息泄露。8.支持?jǐn)?shù)據(jù)燈查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，不用電腦連接串口就能夠一目了然看到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)9.支持遠(yuǎn)程在線升級(jí)，不用在擔(dān)心因?yàn)樵O(shè)備需要升級(jí)而跑到現(xiàn)場(chǎng)操作，浪費(fèi)人力物力，降低企業(yè)開支。10.支持雙串口，在進(jìn)行通信時(shí)候還能夠進(jìn)行配置，不影響串口數(shù)據(jù)傳輸，方便了設(shè)備調(diào)試跟使用11.優(yōu)化了485通信功效，485同時(shí)收發(fā)串口數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼現(xiàn)象。四、WCTU硬件/軟件特征依據(jù)多年行業(yè)應(yīng)用用戶使用和需求信息綜合開發(fā)出來一套實(shí)用性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，操作簡(jiǎn)易無線采集通信模塊。關(guān)鍵功效特征有：軟件網(wǎng)絡(luò)功效通信協(xié)議依據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和用戶需求自主開發(fā)通信協(xié)議：靈活多變，穩(wěn)定可靠，安全性高，網(wǎng)絡(luò)制式支持GSM/GPRS/CDMA/EVDO/WCDMA/TD-SCDMA等2G,3G網(wǎng)絡(luò)制式協(xié)議轉(zhuǎn)換支持ModbusRTU/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，透明傳輸，支持主流組態(tài)軟件驅(qū)動(dòng)如：亞控，力控，紫金橋等，安全可靠數(shù)據(jù)加密支持3種加密協(xié)議：AES，DES，3DES。數(shù)據(jù)傳輸安全，預(yù)防數(shù)據(jù)傳輸中被竊取，監(jiān)聽，數(shù)據(jù)安全可靠。管理和維護(hù)短信配置支持通信時(shí)，經(jīng)過短信方法配置網(wǎng)絡(luò)配置支持通信時(shí)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程配置硬件接口串口類型接口豐富，支持RS232,RS485，TTL，RS422等多個(gè)通信方法；支持多路IO輸入輸出或是AD采集接口共用，可自定義設(shè)置任意單路或是多路接口定義。靈活多變，互不干擾。當(dāng)?shù)嘏渲弥С之?dāng)?shù)刂鱾浯谕ㄐ牛鞔谕ㄐ?，備用串口配置。方便用戶在不用切換通信模式，就能快速修改配置參數(shù)，不影響數(shù)據(jù)正常傳輸。指示燈信號(hào)燈可經(jīng)過當(dāng)?shù)匦盘?hào)燈閃爍顏色，簡(jiǎn)易快速判定信號(hào)強(qiáng)度。狀態(tài)燈可經(jīng)過狀態(tài)燈閃爍顏色，預(yù)警并有短信報(bào)警通知，直觀方便用戶快速了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及問題故障。五、項(xiàng)目設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成關(guān)鍵是前端采集儀器搜集到儀表數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)過WCTU方法把儀表數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，前端設(shè)備傳輸設(shè)備就是用了廈門為那通信自主研發(fā)WCTU,進(jìn)行傳輸。WCTU和數(shù)采中心連接方法是WCTU利用手機(jī)卡功效，進(jìn)行PPP撥號(hào)，利用WCTU里面設(shè)置主中心跟端口號(hào)，WCTU主動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求鏈接功效，這么需要服務(wù)器提供讓外網(wǎng)能夠訪問公網(wǎng)IP或提供外網(wǎng)固定IP。假如沒有固定外網(wǎng)IP，能夠經(jīng)過域名綁定方法，讓W(xué)CTU跟數(shù)據(jù)中心進(jìn)行鏈接。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是WCTU無線傳輸功效，利用運(yùn)行提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，把串口接收數(shù)據(jù)，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)方法傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中指定公網(wǎng)IP上面。上位機(jī)軟件在依據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析跟組合，并顯示在顯示器上面，并存于采集中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。在采集中心再搭建一個(gè)WEB服務(wù)器，能夠讓用戶在任何能夠上網(wǎng)地方看到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)查看，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。依據(jù)WCTUIO報(bào)警、控制特征，用戶能夠短信接收設(shè)備工作狀態(tài)，也能夠經(jīng)過手機(jī)短信方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)在數(shù)據(jù)中心搭建了一個(gè)短信發(fā)送服務(wù)器，假如當(dāng)數(shù)據(jù)中心采集數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)電壓、電流過高或過低，現(xiàn)場(chǎng)配電箱數(shù)據(jù)異常，全部會(huì)觸發(fā)短信服務(wù)器發(fā)送異常報(bào)警。

系統(tǒng)方案圖六、系統(tǒng)功效

本放案設(shè)計(jì)想法，現(xiàn)在關(guān)鍵是定位在部分需要用配電柜作為配套設(shè)備項(xiàng)目上，因?yàn)榕潆姽襁\(yùn)行狀態(tài)會(huì)影響到大家用電問題，假如配電柜用于小區(qū)，配電柜異常會(huì)照成很多用戶使用電問題，對(duì)電力企業(yè)也照成一定損失。假如用于工廠上面，配電柜關(guān)系到生產(chǎn)用電。因?yàn)榕潆姽耜P(guān)鍵性，就需要配電柜處于長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，及其出現(xiàn)異常很夠快速恢復(fù)工作。配電柜大部分全部是處于無人值守狀態(tài)，這個(gè)就需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電柜工作情況，降低出現(xiàn)異常情況及出現(xiàn)異常立即報(bào)警作用，讓相關(guān)維修人員能夠立即處理設(shè)計(jì)完成后能實(shí)現(xiàn)以下功效和應(yīng)用。智能配電系統(tǒng)包含三大部分：硬件系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)保密系統(tǒng);6.1硬件功效1.智能配電系統(tǒng)硬件可實(shí)現(xiàn)對(duì)雙路電源切換，市電分配，UPS/空調(diào)等回路供電UPS輸出回路配電，輸出可采取熱插拔卡式斷路器，靈活在線擴(kuò)容，靈活調(diào)整負(fù)載三相平衡。2.配電系統(tǒng)還配置完善防雷方法，預(yù)防雷雨天氣對(duì)設(shè)備電力跟供電影響。3.廈門為那無線傳輸模塊WCTU，支持232、485、422、TTL等多個(gè)串口傳輸，能夠愈加好兼容多種PLC設(shè)備，及其相關(guān)周圍采集設(shè)備。廈門為那WCTU帶有豐富接口還提供6路IO報(bào)警功效，在你現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)異常情況，WCTU能立即發(fā)送出短信對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行異常告警。6.2監(jiān)控功效

監(jiān)控系統(tǒng)軟件由柜內(nèi)監(jiān)控模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件組成，當(dāng)?shù)卮笃聊挥|摸屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件全方位實(shí)現(xiàn)對(duì)電源狀態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，可輕松監(jiān)控主路和各支路電壓、電流、頻率、諧波、功率、電度等參數(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控開關(guān)狀態(tài)，

統(tǒng)計(jì)目前故障和歷史故障，可設(shè)置電流閥值預(yù)告警，開關(guān)動(dòng)作告警和實(shí)現(xiàn)高低壓、過流、缺相、不平衡度等多種故障聲光告警

智能配電監(jiān)控系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)從機(jī)組成，遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)是經(jīng)過WCTU功效把TCP/IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成串口數(shù)據(jù)（串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)）跟采集設(shè)備總線連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作監(jiān)控。也能夠在當(dāng)?shù)赜|摸屏（當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)從機(jī)）上面進(jìn)行操作，可滿足用戶開放式組屏習(xí)慣需求。用戶也能夠經(jīng)過擴(kuò)展多路綜合監(jiān)測(cè)單元，支路電流檢測(cè)單元等產(chǎn)品，以組成功效更強(qiáng)一體化智能交流監(jiān)控系統(tǒng)。6.3報(bào)警功效短信報(bào)警系統(tǒng)由配電柜中WCTUIO報(bào)警模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心報(bào)警服務(wù)器組成。1.當(dāng)?shù)貓?bào)警功效是利用WCTUIO腳進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)?shù)貓?bào)警功效關(guān)鍵負(fù)責(zé)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備異常短路、設(shè)備電源故障、設(shè)備無故關(guān)機(jī)、設(shè)備硬件故障等報(bào)警。這種方法是利用設(shè)備連接IO腳高低電平產(chǎn)生改變觸發(fā)報(bào)警。2.遠(yuǎn)程監(jiān)控中心報(bào)警關(guān)鍵是利用中心短信報(bào)警服務(wù)器，依據(jù)采集設(shè)備采集到數(shù)據(jù)發(fā)送到中心，中心服務(wù)器應(yīng)用程序?qū)Σ杉畔⑦M(jìn)行分析導(dǎo)出異常信息，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯并發(fā)送到短信服務(wù)器進(jìn)行短信報(bào)警功效。6.4數(shù)據(jù)保密功效第一，數(shù)據(jù)庫(kù)是由ORACLE企業(yè)提供數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它安全性高，允很多用戶操作而不破壞數(shù)據(jù)完整性，用它來做數(shù)據(jù)庫(kù)能夠確保數(shù)據(jù)安全；第二，中心采集系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)權(quán)限，依據(jù)使用者對(duì)應(yīng)系統(tǒng)權(quán)限，限制人員改變數(shù)據(jù)庫(kù)和硬件設(shè)置，以確保數(shù)據(jù)正確性跟數(shù)據(jù)隱秘性。第三，防火墻功效預(yù)防黑客惡意破壞，完善數(shù)據(jù)雙備份功效，預(yù)防中心管理服務(wù)器硬件系統(tǒng)故障，造成數(shù)據(jù)丟失，強(qiáng)大中心冗余備份，在主中心故障時(shí)，啟用冗余中心接收目前儀表數(shù)據(jù)。第四、完善系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志統(tǒng)計(jì)了進(jìn)入系統(tǒng)，離開系統(tǒng)，系統(tǒng)操作統(tǒng)計(jì)，并實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)改變運(yùn)行參數(shù)操作者。第五、WCTU內(nèi)部由軟件實(shí)現(xiàn)豐富加密方法，包含：AES、DES、3DES等多個(gè)加密方法，就是用戶數(shù)據(jù)在通信