[发明专利]用电设备状态检测与节能控制系统及其控制方法

说明书

 

技术领域

本发明属于工业控制技术领域，涉及一种设备控制系统，尤其涉及一种用电设备状态检测与节能控制系统；此外，本发明还涉及上述用电设备状态检测与节能控制系统的控制方法。

 

背景技术

我国工业耗电约占耗电总量70%，其中电机耗电占工业耗电的60%-70%，其中电机系统效率比发达国家低约20%-30%，其节能空间巨大。常见的电机节能技术有采用高效节能电机、变频调速、无功补偿与相位控制技术等，其中变频调速节能效果最为优秀，变频器最初用途是速度控制，随着技术的发展和社会对能源运用效率要求的日益提高，逐渐被用于节能领域。无功补偿与相位控制主要是根据电机有效功率与电流电压相位有关的原理，动态地跟随负载量的变化而调节输入电机的功率，减少电机的无效功率，使其功率因素和运行效率得到提升。

目前我国工业厂区对照明的控制大多还停留在人工控制的程度，但因厂区电压偏高（厂区电压在235～240v之间，通常照明用电电器的电压要求在210～220v之间）、公共区域照明管理不善等因素，导致厂区灯具的使用时间超出实际需要时间，使用电压超出最佳电压，不但导致电力白白浪费，还会导致灯具使用寿命下降，从而导致更多损失。本发明智能节电原理是通过感知、分析厂区电路状况，对照明用电进行调整，对照明电器进行智能控制，如在深夜电压较高时将电压稳定在220v左右，并且当传感器未探测到有照明需求的时候自动关闭照明电器或减少区域照明亮度，进而达到节电的效果。

传感器网络是传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成的，具有获取多种信息信号的综合处理能力，配合近年来高速发展的嵌入式技术，传感网络的应用已经拓展到楼宇控制、工业控制及智能家居等各领域，并且还在不断有新的应用方式被挖掘出来。随着现场总线技术发展，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，进而形成了无线传感器网络，由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，因而可适用于各类复杂环境，如：工业生产现场；目前常见的无线传感技术有采用GPRS通讯、蓝牙通讯、高频无线通讯、超高频无线通讯以及微波通讯等不同传输方式，主要的现场总线协议有Lon、EIB/KNX、profibus、BACnet等，在工业、智能楼宇等领域均有应用，但目前传感网络在工业应用还主要集中在工控领域，而专门的节能相关应用尚在起步阶段，本发明系统即为传感网络在节能领域的一个创新应用。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用电设备状态检测与节能控制系统，具有可扩展性高、鲁棒性强、施工简便等特性,适用于各类企事业单位、政府机关的各种类用电设备状态检测与节能控制管理。

此外，本发明还涉及上述用电设备状态检测与节能控制系统的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用电设备状态检测与节能控制系统，所述系统包括传感网络单元、总控平台、现场控制终端、执行单元；所述总控平台包括异常诊断系统、最佳功耗运行自寻优系统。所述传感网络单元包括若干传感器，用以获取设备的环境信息或/和运行状态数据；所述现场控制终端用以对传感网络单元获取的数据进行初步处理以及完成总控平台控制指令的传达；所述执行单元用以执行总控平台发出的控制指令，对设备运行状态进行调整；所述异常诊断系统通过被动接收传感器信息或主动问询传感器信息获取传感器及设备的运行信息，与系统内置的正常工作状态的传感参数集与设备工作状态参数集进行对比，查看传感器与设备是否出现异常；所述最佳功耗运行自寻优系统基于历史模板库，通过对传感器参数集和设备工作状态参数集与设备功率因素的函数关系进行分析，并将多个设备的功率因素整体考虑，最终得到每一个设备的配置参数；而后，执行单元对设备调整，使得设备当前设置逼近这个最优的目标配置参数。

系统通过环境传感器网络获取包括光照、温度、声音、人员来往等实时的环境信息与设备状态指示灯、设备运行噪音、震动、电机转速等设备信息，通过电路传感器获取电路的实时信息，并将获取的环境参数、设备信息和电路状况传送至现场控制终端，进行初步分形，并上报至总控平台。

本系统采用多种传感器进行组合以应用于不同的场景，如红外传感、微波感应器配合门磁感应器可以准备测定厂房、车间、办公室的人员进出情况；红外传感器、声音传感器配合光传感器可以得到公共区域的照明需求相关的数据，设备指示灯传感器结合电路传感器可以得到设备运转状态等信息，根据现场的环境和设备状况还有更多的传感器组合应用，不一枚举。