一种基于物联网的变频配电箱控制系统的制作方法

1.本实用涉及智能物联网技术领域，具体为一种基于物联网的变频配电箱控制系统。


背景技术：

2.变频调速器能否实现节电，是由其负载的调速特性决定的。对于离心风机、离心水泵这类负载，转矩与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀门控制流量，且不是满负荷工作，改为调速运行，均能实现节电。当转速下降为原来的80％时，功率只有原来的51.2％。可见，变频调速器在这类负载中的应用，节电效果最为明显。对于罗茨风机这类负载，转矩与转速的大小无关，即恒转矩负载。
3.现有技术中，通用的变频配电箱大多数为开环恒压比(v/f＝常数) 的控制方式。其优点是控制结构简单、成本较低，缺点是系统性能不高，比较适合应用在风机、水泵场合，应用场景小。具体来说，其控制曲线会随着负载的变化而变化；转矩响应慢，电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降稳定性变差等，因通用变频器输出的电流或电压的波形为非正弦波而产生的高次谐波，对电动机及电源会产生种种不良影响，缺少可编程可配置的智能化控制单元，为此我们提出一种基于物联网的变频配电箱控制系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用的目的在于提供一种基于物联网的变频配电箱控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用提供如下技术方案：一种基于物联网的变频配电箱控制系统，包括ai制衡箱，所述ai制衡箱包括智能控制单元，所述智能控制单元连接变频控制单元，所述智能控制单元连接电铃报警器和故障灯，所述智能控制单元连接数据采集单元，其中：
6.所述变频控制单元包括主端子、控制端子、模拟信号共同端、串列通信；
7.所述主端子包括正极、负极、r、s、e、w、v、u，所述正极和负极并联制动模块，所述制动模块上并联制动电阻，所述r、s通过电流互感器连接emi滤波模块，所述e、w、v、u连接交流接触器1，所述交流接触器1并联电机且接地；
8.所述控制端子包括电源1、多机能输入端子、dcm、频率设定用电源、avi、aci/avi、acm、afm、mom、mo1、rc、rb和ra，所述控制端子均为串联；
9.所述模拟信号共同端连接智能控制单元；
10.所述串列通信连接智能控制单元；
11.所述数据采集单元包括物联网传感采集模块、云服务通讯模块、综合保护模块和emi滤波模块，所述物联网传感采集模块连接现场生产传感器。
12.优选的，所述电流互感器连接综合保护模块，所述综合保护模块连接交流接触器
2，所述交流接触器2连接npn/pnp拨切开关，所述 emi滤波模块连接塑壳开关abc。
13.优选的，所述串列通信为rs
‑
485；
14.所述电源1为 24v。
15.优选的，所述多机能输入端子包括mi1、mi2、mi3、mi4、mi5和 mi6，所述mi1、mi2、mi3、mi4、mi5和mi6连接交流接触器3和交流接触器4，所述交流接触器4连接avi/aci拨切开关，所述mi6连接智能控制单元。
16.优选的，所述dcm与频率设定用电源中间设有一组e，所述频率设定用电源为 10/3ma，所述avi为主速指令0
‑
10v/47kω，所述 aci/avi为4
‑
20ma/0
‑
10v。
17.优选的，所述acm和afm并联运算放大器。
18.优选的，所述rc和ra并联处设有常开开关，所述rb并联rc和 ra并联处设有常闭开关。
19.优选的，所述mi1、mi2、mi3、mi4、mi5和mi6分别为正转/停止、反转/停止、多段速指令1、多段速指令2、多段速指令3、多段速指令4。
20.与现有技术相比，本实用的有益效果是：
21.结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好，解决了传统变频配电箱调速性能先天不足的问题。智能化传感化矢量化的可编程的新一代电机调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在生产领域的广泛适用性，目前是一种最有前途的智能化交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。
22.1、调速效率高，属于高效调速方式。这是由于在频率变化后，电动机仍在同步转速附近运行，基本保持额定转差。只是在变频装置系统中会产生变流损失，以及由于高次谐波的影响，电动机的损耗增加，从而效率有所下降。
23.2、调速范围宽，一般可达20:1，并在整个调速范围内具有高的调速效率。所以变频调速适用于调速范围宽，且经常处于低负荷状态下运行的场合。
24.3、机械特性较硬，在无自动控制时，转速变化率在5％以下；当采用自动控制时，能做高精度运行，把转速波动率控制在0.5％～1％左右。
25.4、变频装置万一发生故障，可以退出运行，改由工频直接供电，电机仍可继续保持运转。
26.5、能兼作启动设备，即通过变频电源将电动机启动到某一转速，再断开变频电源，电动机可直接接到工频电源使电机加速到全速。在变频电源向工频电源切换时，一般有400％～500％的冲击电流产生，电网电压瞬时下降，电动机受到机械冲击。为了防止这种现象的产生，可在电动机和工频电源之间并联一个启动电抗器，以便在启动时抑制冲击电流的产生。若原动机为同步电动机，则需进行“同步切换”。
27.6、满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的型号。
28.7、由于采用变频调速后，电机负载的节能效果最明显，节电率可达到20％～60％，这是因为电机的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，电机的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和法门进行转速调节时，耗用功率变化不大。由于这类负载很多，约占交流电动机总容量的20％～30％，它们的节能就具有非常
重要的意义。
29.8、物联网化的ai智衡箱为生产企业提供了一个个性化的综合能源管理、节能计算与设备状态管理平台，实时在线监控、记录、查询、统计、分析、打印报表；同时客户可灵活地根据登录用户的权限密码，实现数据查看、修改、报警、统计、分析等；提高企业的智能化管理。可远程掌握销售给企业的装备运行情况，通过运行数据，准确预警、定位故障，便于提前合理安排维保人员和维保设备。从而实现对所售装备更加机构及、高效、准确的售后服务，达到管、控、营一体化的企业管理目标。
30.9、通过智能化加密物联网网关建立的通道，可采集变频器数据 (如电压、电流、频率、转速、运行时间、故障代码等数据)可实现变频器远程智能故障预测性分析，对可能发生的故障提出预警信号，提高变频器效能，减低维修成本，保证变频器安全、稳定的运行。变频器远程智能监测建成后，设备和生产线的故障检测和维护流程。
31.10、远程监控和维护：智能监测系统能够实现对设备的智能识别、监控和管理，以更加精细和动态的方式管理变频器，达到”智慧”状态，实现对系统的安全、高效、节能等一体化管理。
32.11、大数据应用：随着入网设备数量的增多，其数据收集量将更广、更具代表性，对变频器设备的横向数据(不同设备之间的数据) 与纵向数据(单一设备的历史数据)进行统计，有助于设备制造单位和使用单位进行研究，实现设备的集中监测，推进精细化管理，提升系统的运行效率。
附图说明
33.图1为本实用中ai智能箱内单元电路图；
34.图2为本实用新型中ai制衡箱处内单元物理结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用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实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，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，都属于本实用保护的范围。
36.请参阅图1
‑
2，本实用提供一种技术方案：一种基于物联网的变频配电箱控制系统，包括ai制衡箱，所述ai制衡箱包括智能控制单元，所述智能控制单元连接变频控制单元，所述智能控制单元连接电铃报警器和故障灯，所述智能控制单元连接数据采集单元，其中：
37.变频控制单元包括主端子、控制端子、模拟信号共同端、串列通信。
38.主端子包括正极、负极、r、s、e、w、v、u，正极和负极并联制动模块，制动模块上并联制动电阻，r、s通过电流互感器连接emi 滤波模块，e、w、v、u连接交流接触器1，交流接触器1并联电机且接地。
39.控制端子包括电源1、多机能输入端子、dcm、频率设定用电源、 avi、aci/avi、acm、afm、mom、mo1、rc、rb和ra，控制端子均为串联。
40.电源1为 24v。
41.多机能输入端子包括mi1、mi2、mi3、mi4、mi5和mi6，mi1、 mi2、mi3、mi4、mi5和mi6连接交流接触器3和交流接触器4，交流接触器4连接avi/aci拨切开关，mi6连接智能控制单元。
42.dcm与频率设定用电源中间设有一组e，频率设定用电源为 10/3ma，avi为主速指令0
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10v/47kω，aci/avi为4
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20ma/0
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10v。
43.acm和afm并联运算放大器。
44.rc和ra并联处设有常开开关，rb并联rc和ra并联处设有常闭开关。
45.mi1、mi2、mi3、mi4、mi5和mi6分别为正转/停止、反转/停止、多段速指令1、多段速指令2、多段速指令3、多段速指令4
46.模拟信号共同端连接智能控制单元。
47.串列通信连接智能控制单元，串列通信为rs
‑
485。
48.数据采集单元包括物联网传感采集模块、云服务通讯模块、综合保护模块和emi滤波模块，物联网传感采集模块连接现场生产传感器。
49.电流互感器连接综合保护模块，综合保护模块连接交流接触器2，交流接触器2连接npn/pnp拨切开关，emi滤波模块连接塑壳开关abc。
50.结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好，解决了传统变频配电箱调速性能先天不足的问题。智能化传感化矢量化的可编程的新一代电机调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在生产领域的广泛适用性，目前是一种最有前途的智能化交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。
51.1、调速效率高，属于高效调速方式。这是由于在频率变化后，电动机仍在同步转速附近运行，基本保持额定转差。只是在变频装置系统中会产生变流损失，以及由于高次谐波的影响，电动机的损耗增加，从而效率有所下降。
52.2、调速范围宽，一般可达20:1，并在整个调速范围内具有高的调速效率。所以变频调速适用于调速范围宽，且经常处于低负荷状态下运行的场合。
53.3、机械特性较硬，在无自动控制时，转速变化率在5％以下；当采用自动控制时，能做高精度运行，把转速波动率控制在0.5％～1％左右。
54.4、变频装置万一发生故障，可以退出运行，改由工频直接供电，电机仍可继续保持运转。
55.5、能兼作启动设备，即通过变频电源将电动机启动到某一转速，再断开变频电源，电动机可直接接到工频电源使电机加速到全速。在变频电源向工频电源切换时，一般有400％～500％的冲击电流产生，电网电压瞬时下降，电动机受到机械冲击。为了防止这种现象的产生，可在电动机和工频电源之间并联一个启动电抗器，以便在启动时抑制冲击电流的产生。若原动机为同步电动机，则需进行“同步切换”。
56.6、满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的型号。
57.7、由于采用变频调速后，电机负载的节能效果最明显，节电率可达到20％～60％，这是因为电机的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，电机的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和法门进行转速调节时，耗用功率变
化不大。由于这类负载很多，约占交流电动机总容量的20％～30％，它们的节能就具有非常重要的意义。
58.8、物联网化的ai智衡箱为生产企业提供了一个个性化的综合能源管理、节能计算与设备状态管理平台，实时在线监控、记录、查询、统计、分析、打印报表；同时客户可灵活地根据登录用户的权限密码，实现数据查看、修改、报警、统计、分析等；提高企业的智能化管理。可远程掌握销售给企业的装备运行情况，通过运行数据，准确预警、定位故障，便于提前合理安排维保人员和维保设备。从而实现对所售装备更加机构及、高效、准确的售后服务，达到管、控、营一体化的企业管理目标。
59.9、通过智能化加密物联网网关建立的通道，可采集变频器数据 (如电压、电流、频率、转速、运行时间、故障代码等数据)可实现变频器远程智能故障预测性分析，对可能发生的故障提出预警信号，提高变频器效能，减低维修成本，保证变频器安全、稳定的运行。变频器远程智能监测建成后，设备和生产线的故障检测和维护流程。
60.10、远程监控和维护：智能监测系统能够实现对设备的智能识别、监控和管理，以更加精细和动态的方式管理变频器，达到”智慧”状态，实现对系统的安全、高效、节能等一体化管理。
61.11、大数据应用：随着入网设备数量的增多，其数据收集量将更广、更具代表性，对变频器设备的横向数据(不同设备之间的数据) 与纵向数据(单一设备的历史数据)进行统计，有助于设备制造单位和使用单位进行研究，实现设备的集中监测，推进精细化管理，提升系统的运行效率。
62.尽管已经示出和描述了本实用的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用的范围由所附权利要求及其等同物限定。