变电站控制柜故障提示方法及系统与流程

1.本发明涉及控制柜故障提示技术领域，尤其涉及一种变电站控制柜故障提示方法及系统。


背景技术：

2.变电站控制柜是变电站非常重要的一部分，维持着电力系统的稳定运行。在变电站室内，各种高压控制柜紧密排列，各种控制屏、保护屏外形相同颜色一致。在检修时，需要停运部分设备并悬挂警示标志，提醒人们哪些是运行设备，哪些是需要停运的设备。
3.当某一控制柜需要检修时，传统的提示方法是，在该待检修设备的前后左右柜上作标记，如手动在柜顶上放置长长的“运行设备禁止触碰”的红布盖住前后左右柜的面板，但是，由于高压控制柜光滑平整、控制屏、保护屏上没有可以捆绑绳索的挂钩或孔洞，所以在悬挂有警示内容的红布帘和红布条时，非常不便，且布帘与高压柜外壳之间摩擦力小，极易脱落或偏离原位置，导致检修人员需要重新核对检修编号，一旦工作人员弄错需要检修的屏柜，就容易出现工作失误，带来工作安全隐患；另外，在检修结束后又要人工清理，降低检修效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种变电站控制柜故障提示方法及系统，使变电站控制柜故障提示工作自动化，能够保证提高警示位置的准确性，同时防止检修人员误操作运行中的高压控制柜，提高检修工作效率，排除安全隐患。
5.本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，用于变电站控制柜的提示工作，包括：服务器、无线遥控终端、具有无线路由器的主机、具有通信模块的从机、控制终端、布幔组件、门磁开关和声光提示组件，所述主机、所述从机、所述控制终端均由外部电源供电，所述布幔组件、所述门磁开关和声光提示组件由所述控制终端间接供电；
7.所述主机和所述从机均作为zigbee节点，n个所述从机与所述主机之间通信连接，每个所述从机各与一组所述控制终端电连接，每个所述控制终端都对应电性连接一个所述布幔组件、一个所述门磁开关和一个所述声光提示组件，相邻所述布幔组件首尾连接、固定安装在一排控制柜柜体的顶部，所述门磁开关安装在控制柜的柜门与柜体上；所述声光提示装置安装在所述布幔组件上；
8.所述无线遥控终端具有显示屏、无线通信模块，所述主机通过所述无线路由器与所述无线遥控装置以及所述服务器之间建立连接，所述无线遥控终端内安装控制软件，所述无线遥控终端用于向所述主机发送布撤防控制指令、以及接收所述主机上报的布幔组件状态信息，所述主机用于向各个所述从机下发所述布撤防控制指令、经所述从机转发给所述控制终端、由所述控制终端控制所述布幔组件布防或撤防，所述布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布
防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置。
9.较优地，所述主机与所述无线遥控终端之间的连接方式为无线通信连接，所述主机与所述服务器之间的连接方式为无线通信连接；所述主机和所述从机之间采用zigbee组网技术通信；所述从机与所述控制终端之间采用有线485方式通信。
10.较优地，所述控制终端由终端壳体，以及置于所述终端壳体内的主控芯片、电源输入电路、电机驱动电路、电流检测电路、通信电路组成，所述终端壳体上具有按键，所述主控芯片与所述电源输入电路、所述电机驱动电路、所述通信电路、所述按键、所述门磁开关、所述声光提示组件电性连接，所述电源输入电路连接所述电机驱动电路，所述电流检测电路与所述电机驱动电路相连接；
11.所述布幔组件由2个l型板、外转轴、内转轴、环形套管、堵头、2个支撑架、电机和布幔本体组成，第一l型板和第二l型板通过一组l型连接件连接，使所述第一l型板的竖板、所述第二l型板的横板、所述第二l型板的竖板共同围成一个u型槽，所述第一l型板的横板以铆钉连接的方式固定安装在所述控制柜的柜顶，所述u型槽位于所述控制柜前方；2个支撑架位于所述u型槽内，分别位于安装在所述第一l型板的竖板的两端；
12.所述外转轴的外表面固定连接所述布幔本体，所述外转轴为空心结构，所述外转轴内壁具有限位凸起结构，所述外转轴的前端安装堵头，所述堵头面向所述外转轴的一侧开设第一限位凹槽，所述第一限位凹槽与所述限位凸起结构形状匹配，所述堵头的另一侧中心位置安装转动头；
13.所述内转轴为圆柱形，所述内转轴的前端安装所述电机，所述电机的转子上固定连接一个具有限位槽的牵引块，所述限位槽与所述限位凸起结构形状匹配，所述内转轴上套装所述环形套管，所述环形套管的内径与所述内转轴外径尺寸匹配，所述环形套管的外径与所述外转轴内径尺寸匹配，所述环形套管面向所述外转轴的一侧开设第二限位凹槽，所述第二限位凹槽与所述限位凸起结构形状匹配；所述内转轴的后端上表面轴心处具有固定块；
14.所述内转轴从所述外转轴的后端插入、置于所述外转轴内，所述牵引块、所述环形套管与所述限位凸起结构相嵌，所述环形套管的内表面与所述内转轴外壁相接触，所述环形套管的外表面与所述外转轴内壁相接触，从而使所述电机的转子、所述内转轴、所述外转轴、所述堵头的所述转动头同轴；
15.所述堵头的所述转动头置于第一支撑架的孔槽内、为周向滑动连接关系；所述内转轴的所述固定块置于第二支撑架的固定槽内，所述第二支撑架的固定槽对所述固定块起限位作用；
16.所述电机由所述电机驱动电路供电、且由所述电机驱动电路提供驱动信号；
17.所述声光提示装置安装在所述第二l型板外表面上；
18.通过所述电机正转、反转，所述布幔本体卷起或垂下，所述布幔组件实现对变电站控制柜的布防与撤防；
19.在一排控制柜的场景下，相邻两个所述布幔组件之间通过连接板以螺栓固定的方式连接，具体为，所述连接板与第一布幔组件的第一l型板的竖板后端固定连接、与第二布幔组件的第一l型板的竖板前端固定连接，使所述第一布幔组件的第一l型板与所述第二布幔组件的第一l型板对齐；
20.所述外转轴的外表面上开设布幔卡口，所述布幔卡口位于所述限位凸起结构的对应位置，所述布幔本体由依次连接的上支撑杆、布幔和下支撑杆组成，所述上支撑杆置于所述限位凸起结构内，所述布幔从所述布幔卡口伸出；
21.所述电源输入电路的接入为外部电源，所述电源输入电路向内部提供电流电压。
22.较优地，所述从机i，用于定时轮询从属于所述从机i的各所述控制终端ij，获取所述控制终端ij所对应的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；
23.所述主机，用于定时轮询各所述从机i，获取各从属于所述从机i的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；
24.所述主机，还用于发送所述布幔组件状态信息至所述无线遥控终端以及所述服务器，所述布幔组件状态信息为所有所述控制终端ij位置信息和及布幔组件ij布撤防状态信息的汇总信息。
25.较优地，所述无线遥控终端，用于向所述主机发送所述布撤防控制指令，所述布撤防控制指令携带控制终端编号；
26.所述主机，接收所述布撤防控制指令，并发送响应消息给所述无线遥控终端；
27.所述主机，在所述zigbee网中广播所述布撤防控制指令；
28.所述从机，读取所述布撤防控制指令并响应；确认所述控制终端编号所对应设备是否从属于所述从机，若是，发送所述布撤防控制指令至所述控制终端编号所对应的所述控制终端；若否，则不执行所述布撤防控制指令；
29.所述控制终端，接收并执行所述布撤防控制指令，通过控制所述布幔组件的所述电机以执行对所述变电站控制柜的布撤防作业。
30.较优地，所述主机，在轮询过程中，若所述从机没有在规定时间内响应，则所述主机重发轮询消息至所述zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；
31.所述从机，若在所述规定时间内没有获取到所述主机的所述轮询消息，则所述从机重启；
32.所述从机，在轮询过程中，若所述控制终端没有在规定时间内响应，则所述从机记录未反馈响应的控制终端至所述从机的缓存；
33.所述主机，在轮询过程中通过所述从机获取到所述控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给所述无线遥控终端和所述服务器；
34.所述无线遥控终端，接收到所述控制终端故障信息后，根据所述控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过所述显示屏显示。
35.较优地，所述控制终端上具有按键，支持检修人员通过控制所述控制终端、来进行就地布撤防操作，所述按键被触动后，所述控制终端记录按键触动事件。
36.本发明还提供一种变电站控制柜故障提示方法，其特征在于，实施主体为前述的变电站控制柜故障提示系统，所述方法包括：
37.步骤s1，无线遥控终端向主机发送布撤防控制指令，所述布撤防控制指令携带控制终端编号，所述布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置；
38.步骤s2，所述主机接收所述布撤防控制指令，并发送响应消息给所述无线遥控终端；
39.步骤s3，所述主机在zigbee网中广播所述布撤防控制指令；
40.步骤s4，从属于所述主机的从机读取所述布撤防控制指令并响应，确认所述控制终端编号所对应设备是否从属于所述从机，若是，发送所述布撤防控制指令至所述控制终端编号所对应的所述控制终端；若否，则不执行所述布撤防控制指令；
41.较优地，还包括：
42.步骤s6，所述从机i定时轮询从属于所述从机i的各所述控制终端ij，获取各个布幔组件ij的状态信息并进行缓存；
43.步骤s7，所述主机定时轮询各所述从机i，获取各从属于所述从机i的布幔组件ij的状态信息并进行缓存；
44.步骤s8，所述主机发送所述布幔组件状态信息至所述无线遥控终端以及所述服务器，所述布幔组件状态信息为所有各个布幔组件ij的状态信息的汇总信息；
45.步骤s9，所述无线遥控终端接收所述主机上报的布幔组件状态信息。
46.较优地，还包括：
47.步骤s10，所述主机在轮询过程中，若所述从机没有在规定时间内响应，则所述主机重发轮询消息至所述zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；
48.步骤s11，所述从机在所述规定时间内没有获取到所述主机的所述轮询消息，则所述从机重启；
49.步骤s12，所述从机在轮询过程中，若所述控制终端没有在规定时间内响应，则所述从机记录未反馈响应的控制终端至所述从机的缓存；
50.步骤s13，所述主机在轮询过程中通过所述从机获取到所述控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给所述无线遥控终端和所述服务器；
51.步骤s14，所述无线遥控终端接收到所述控制终端故障信息后，根据所述控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过所述显示屏显示。
52.由上述技术方案可知，本发明实施例提供的变电站控制柜故障提示方法及系统。其中系统由服务器、无线遥控终端、具有无线路由器的主机、具有通信模块的从机、控制终端、布幔组件、门磁开关和声光提示组件组成，主机和从机均作为zigbee节点，n个从机与主机之间通信连接，每个从机各与一组控制终端电连接，每个控制终端都对应电性连接一个布幔组件、一个所述门磁开关和一个所述声光提示组件，相邻布幔组件首尾连接、固定安装在一排控制柜柜体的面板顶部；无线遥控终端具有显示屏、无线通信模块，主机通过无线路由器与无线遥控装置以及服务器之间建立连接，无线遥控终端内安装控制软件，无线遥控终端用于向主机发送布撤防控制指令、以及接收主机上报的布幔组件状态信息，主机用于向各个从机下发布撤防控制指令、经从机转发给控制终端、由控制终端控制布幔组件布防或撤防，布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置。通过本发明，使变电站控制柜故障提示工作自动化，能够保证提高警示位置的准确性，同时防止检修人员误操作运行中的高压控制柜，提高检修工作效率，排除安全隐患。
附图说明
53.图1为变电站控制柜故障提示方法的流程图。
54.图2为变电站控制柜故障提示系统。
55.图3为控制终端结构图。
56.图4为控制终端、布幔组件以及门磁开关和声光提示组件安装在控制柜示意图。
57.图5为布幔组件安装在控制柜示意图。
58.图6为布幔组件效果图。
59.图7为布幔组件中l型板连接示意图。
60.图8为外转轴和内转轴连接图。
61.图9为外转轴和牵引块连接示意图。
62.图10为第一支撑架、第二支撑架连接示意图。
63.图11为远程控制终端屏幕显示效果图。
64.图12为电源输入模块电路图。
65.图13为电机驱动电路图。
66.图14为电流检测电路图。
67.其中：控制柜0、主机1、从机2、无线遥控终端3、控制终端5、布幔组件6、门磁开关7、声光提示组件8、外转轴61、内转轴62、环形套管63、堵头64、电机65、布幔本体66、第一l型板671、第二l型板672、l型连接件68、第一支撑架691、第二支撑架692、连接板610、限位凸起结构611、固定块622、转动头641、转子651、牵引块652。
具体实施方式
68.以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
69.如图2所示，本发明提供一种变电站控制柜故障提示系统，由底层硬件控制平台和顶层软件显示平台组成，底层硬件控制平台由用于变电站控制柜的提示工作，包括：服务器、无线遥控终端、具有无线路由器的主机、具有通信模块的从机、控制终端(指图2中的终端)、布幔组件(指图2中的布幔)、门磁开关和声光提示组件，主机、从机、控制终端均由外部电源供电，布幔组件、门磁开关和声光提示组件由控制终端间接供电；
70.主机和从机均作为zigbee节点，n个从机与主机之间通信连接，主机和从机之间采用zigbee组网技术通信；控制终端之间采用有线485方式通信，每个从机各与一组控制终端电连接，每个控制终端都对应电性连接一个布幔组件、一个所述门磁开关和一个所述声光提示组件，如图5所示，相邻布幔组件首尾连接、固定安装在一排控制柜柜体的顶部，所述门磁开关安装在控制柜的柜门与柜体上；所述声光提示装置安装在所述布幔组件上；
71.无线遥控终端可以为一种平板电脑，具有显示屏、无线通信模块，主机通过无线路由器与无线遥控装置以及服务器之间建立连接，无线遥控终端内安装控制软件，无线遥控终端用于向主机发送布撤防控制指令、以及接收主机上报的布幔组件状态信息，主机用于向各个从机下发布撤防控制指令、经从机转发给控制终端、由控制终端控制布幔组件布防或撤防，布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置。显示屏可以为一种触控屏，显示屏显示效果如图11所示。
72.控制终端5、布幔组件6、门磁开关7和声光提示组件8的连接方式如图3-10所示，其
中：
73.门磁开关7安装在控制柜的柜门与柜体上，用于监控控制柜的柜门开闭状态；
74.如图3所示，控制终端5由终端壳体，以及置于终端壳体内的主控芯片、电源输入电路、电机驱动电路、电流检测电路、通信电路组成，终端壳体上具有按键，主控芯片与电源输入电路、电机驱动电路、通信电路、按键、门磁开关7、声光提示组件8电性连接，电源输入电路连接电机驱动电路、用于向电机驱动电路提供电压电流，电流检测电路与电机驱动电路相连接、用于对电机驱动电路进行检测；
75.布幔组件6由2个l型板、外转轴61、内转轴62、环形套管63、堵头64、2个支撑架、电机65和布幔本体66组成，第一l型板671和第二l型板672通过一组l型连接件68连接，使第一l型板671的竖板、第二l型板672的横板、第二l型板672的竖板共同围成一个u型槽，第一l型板671的横板以铆钉连接的方式固定安装在控制柜的柜顶，u型槽位于控制柜前方；2个支撑架位于u型槽内，分别位于安装在第一l型板671的竖板的两端；
76.外转轴61的外表面固定连接布幔本体66，外转轴61为空心结构，外转轴61内壁具有限位凸起结构611，外转轴61的前端安装堵头64，堵头64面向外转轴61的一侧开设第一限位凹槽，第一限位凹槽与限位凸起结构611形状匹配，堵头64的另一侧中心位置安装转动头641；
77.内转轴62为圆柱形，内转轴62的前端安装电机65，电机65的转子651上固定连接一个具有限位槽的牵引块652，限位槽与限位凸起结构611形状匹配，内转轴62上套装环形套管63，环形套管63的内径与内转轴62外径尺寸匹配，环形套管63的外径与外转轴61内径尺寸匹配，环形套管63面向外转轴61的一侧开设第二限位凹槽，第二限位凹槽与限位凸起结构611形状匹配；内转轴62的后端上表面轴心处具有固定块622；
78.内转轴62从外转轴61的后端插入、置于外转轴61内，牵引块652、环形套管与限位凸起结构611相嵌，环形套管的内表面与内转轴62外壁相接触，环形套管的外表面与外转轴61内壁相接触，从而使电机65的转子651、内转轴62、外转轴61、堵头64的转动头641同轴；
79.堵头64的转动头641置于第一支撑架691的孔槽内、为周向滑动连接关系；内转轴62的固定块622置于第二支撑架692的固定槽内，第二支撑架692的固定槽对固定块622起限位作用；
80.电机65由电机驱动电路供电、且由电机驱动电路提供驱动信号；
81.声光提示装置8安装在第二l型板672外表面上，声光提示装置通常由蜂鸣器及提示灯组成，用于对控制柜状态改变作出提示，例如，当控制终端记录上一次的控制信号是布防，那么在布防状态下，若接收到控制柜上门磁开关发送开门状态信号，则进行声光提示。声光提示的逻辑由主控芯片控制。
82.较优地，固定块622为长方形固定块622，第二支撑架692的固定槽为十字形槽，十字形槽与长方形固定块622尺寸匹配、支持长方形固定块622横置或纵置限位。
83.如图5和图9所示，在一排控制柜的场景下，相邻两个布幔组件6之间通过连接板610以螺栓固定的方式连接，具体为，连接板610与第一布幔组件6的第一l型板671的竖板后端固定连接、与第二布幔组件6的第一l型板671的竖板前端固定连接，使第一布幔组件6的第一l型板671与第二布幔组件6的第一l型板671对齐。
84.较优地，外转轴61的外表面上开设布幔卡口，布幔卡口位于限位凸起结构611的对
应位置，布幔本体66由依次连接的上支撑杆、布幔和下支撑杆组成，上支撑杆置于限位凸起结构611内，布幔从布幔卡口伸出。
85.图12所示为适用于主机1、从机2、控制终端5的电源输入模块，电源输入的是24v直流电，可由开关电源220v转24v，电流需求14a。其中，kf301是输出端，f1为电流保护，l2用于消除母线波纹，lm2596用于输入24v直流电并输出5v直流电。
86.图13所示为控制终端5中用于向电机65输出驱动信号的电机驱动电路，控制终端5接收到控制指令后，启动由继电器组成的电机驱动电路，可以让布幔装置布防、撤防、停止等动作，其中，kf301用于为布幔组件6供电，包括电机供电和其他原件装置的供电，供电电压为24v直流，k1和k2为继电器，in0和in1输出驱动信号，当in0和in1电平相同时，电机保持不动，in0和in1中一个为高电平、一个为低电平时，电机进行正转或反转，具体视接线方式而定。电机接线端口并联了rc吸收电路，可以在继电器关闭瞬间吸收电弧，避免损坏继电器。电机两端同样并联了压敏电阻，电机关断瞬间，自感电压过高时，会吸收能量，避免电压瞬间太高对电路造成损坏，工作顺序是：关断瞬间，rc吸收电路先工作，当电压依旧很高时，压敏电阻工作。正常情况rc吸收电路足以满足要求。
87.图14所示为电流检测电路，控制终端5带有电流检测功能，测量电流的原理是，电流流经限流电阻，根据欧姆定律，限流电阻两端会产生电压差，又因为电阻一端接的是地，因此只需要检测限流电阻一端的电压就能得知流经的电流。单片机检测的电压范围是0-3.3v，精度12位，由于限流电阻阻值很小，两端的电压很小，单片机很难测出来。图14中gntd端接图13所示的限流电阻r22与接地端之间，单片机电流检测采用的是adc方式，常规的adc查询一次得到一次adc结果，速度较慢，我们采用的是adc-dma连续采集的方式，会不断测出adc的值，需要用时直接读取缓存的值就行，对单片机工作影响较小。实际测试中adc数据波动较大，故采用滤波adc值，使其准确稳定。目前采用的是中值滤波法，得到的adc值较为准确。最后通过换算公式，根据测出的adc值、放大倍数、限流电阻阻值来计算出电流大小。流经限流电阻r22的电压经过lm358放大后，输出一定范围的电压值，单片机adc输入检测电压值，来得出相应的adc值，经过计算公式转换，得到电流值current：
88.tempvalue＝median_filter(adc1value,30,5)；//滤波后的电流adc值
89.motor_current＝(3300*tempvalue)/(4096*23.0f*0.2)；//电流转换公式
90.电流过大代表布幔组件6被异物勾住等阻止布幔正常收放的异常故障，检测到电流超限，控制电机急停，待排除故障后，控制终端5控制电机继续工作。
91.系统搭建后，主机首先将i排控制终端编号，加入协议，传递给所属从机i，从机i识别并存入flash。协议采用：帧头、长度、功能码、从机编号i、从机i所在线路终端数目、16字节、校验、帧尾。从机i通过解析协议的功能码知道协议数据的目的，解析编号能和从机编号对应，一致则继续解析，协议中的16个字节，最多可以储存128个控制终端，一个控制终端对应一个bit位，一个字节8个bit位，按照从高到底顺序来逐一对应128个设备，bit位为1代表此位置有设备，bit位为0，代表无设备，因此解析出来这个数据帧就能得知从机线路下有多少个控制终端，最后和数据帧中的从机i所在线路终端数目进行对比，满足要求，就认为数据无误。
92.在对控制终端进行批量控制时，采用协议：帧头、长度、功能码、32字节、校验、帧尾。采用的方式和数据编码技术相似，但这里采用的是2bit代表一个设备，同样是按照顺序
排列，32字节正好组成128个设备，2bit中的00代表设备停止、01代表设备布防、10代表设备撤防、11代表设备通信失联。同样上传位置数据也用到了此协议格式，方式和批量控制类似。
93.系统在运行过程中，轮询过程采用缓存机制，从机i定时轮询从属于从机i的各控制终端ij，获取控制终端ij所对应的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；主机定时轮询各从机i，获取各从属于从机i的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；主机发送布幔组件状态信息至无线遥控终端以及服务器，布幔组件状态信息为所有控制终端ij位置信息和及布幔组件ij布撤防状态信息的汇总信息。主机和从机都增加缓存数组记录信息，定时更新，当需要上行传输数据时，主机直接将缓存的数据上传即可，这种方法具有速度快的特点。从机每次需要轮询所有控制终端，耗时比较久，只要满足定时要求，并且从机处于空闲状态的话，就可以轮询控制终端，记录到缓存中，定时上传给主机。
94.无线遥控终端，用于向主机发送布撤防控制指令，布撤防控制指令携带控制终端编号；主机接收布撤防控制指令，并发送响应消息给无线遥控终端；主机在zigbee网中广播布撤防控制指令；从机读取布撤防控制指令并响应；确认控制终端编号所对应设备是否从属于从机，若是，发送布撤防控制指令至控制终端编号所对应的控制终端；若否，则不执行布撤防控制指令；控制终端接收并执行布撤防控制指令，通过控制布幔组件的电机以执行对变电站控制柜的布撤防作业。
95.在系统运行过程中，对于远程遥控终端连续发送的指令，本发明采用定时器制作了一个轮流执行机制，新增了当前状态和目标状态，空闲状态，每次有新的指令进来先区分指令的优先程度，一般的话，要先等上一次的任务执行完毕，处于空闲模式才能执行新的指令。布撤防控制指令可分为批量控制指令以及对单个控制终端的控制指令，在这里，批量控制指令的优先程度高于对单个控制终端的控制指令。
96.本发明采用了统一时基原则，主机需要定时轮询从机，从机需要定时轮询终端。当多个从机设备一起工作时，zigbee通信干扰非常严重，因此有必要采用分时复用的方法，提高通信效率，因此利用主机的广播功能充当统一的定时器，所有从机收到特定的广播后，设定统一时间，主机也能合理的分配时间，上传数据、定时轮询、定时查询位置，都不影响。当需要从机上传数据时，这里采用的是分时上传，也就是每个设备根据编号的不同，延时不同的时间开始上传数据，主机汇总后上传数据，运行效率更高。
97.较优地，主机，在轮询过程中，若从机没有在规定时间内响应，则主机重发轮询消息至zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；重发模式主要用于传输数据保证通信成功率，能知道数据有没有被接收到，在此系统中主要用于：主机轮询从机；单选模式主机传递信息给从机；单选模式从机传递信息给终端。从机在轮询过程中，若控制终端没有在规定时间内响应，则从机记录未反馈响应的控制终端至从机的缓存。重发的逻辑是：上一级给下级发送数据，上一级发送完数据的一刻，开始计时，在规定的时间内，下级收到数据，并且能成功应答，上一级收到下级的应答数据，代表数据发送成功。如果超过规定时间，上一级没收到任何应答，就继续重发，收到下级的应答数据就结束。如果重发次数超过限制，就认为通信失败。
98.发生上述应答失败的原因通常是突然部分设备掉电，导致主从通信异常，若设备
快速重连，可恢复通信正常。例如，从机若在规定时间内没有获取到主机的任何数据，如轮询消息，就认为通信短开了，这时从机会自动重启通信模块，尝试重连；主机、从机都带有看门狗功能，设备异常会自动重启设备。为了保证通信的稳定性，主机也会定时给从机发送广播数据或查询从机状态。有远程遥控终端正在使用时，系统自动进入活跃模式，主机自动上传位置数据给远程遥控终端，关闭远程遥控终端时，主机停止上传数据，减少流量损耗。
99.在整个系统中从机轮询是非常重要的一部分，从机轮询终端获取控制终端位置信息，此过程触发较为频繁。轮询过程详解：从机根据储存在flash中的控制终端表开始按照储存位置的顺序，逐一进行485通信查询控制终端位置。如果从机发送轮询指令后，控制终端收到并及时回复数据。从机就认为和该控制终端之间通信成功，转而和下一个控制终端进行通信，直到所有控制终端通信完毕。汇总数据记录到缓存，如果从机和控制终端单次通信超时的话，控制终端没有回应数据，从机就会主动重发一次，终端回复就继续下一个，如果继续超时没有回复数据且次数超过三次，就认为设备通信异常，然后标记下编号，等到所有设备通信完毕，记录数据到缓存中。之后，主机在轮询过程中通过从机获取到控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给无线遥控终端和服务器；无线遥控终端，接收到控制终端故障信息后，根据控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过显示屏显示。
100.进一步的，控制终端上可配置有按键，方便运维人员安装时，方便调节布幔的限位，且支持检修人员通过控制控制终端、来进行就地布撤防操作，按键被触动后，控制终端记录按键触动事件。在程序上采用的是定时器检测法，可检测短按、长按、连按等特性。控制终端串口收到数据后解析，是否和控制终端编号对应，对应的话，继续执行，如果解析出来指令是布防，会立即执行布防操作，同时会记录当前的布幔组件的状态，如果当前状态和之前不同，则会记录到flash中。
101.进一步地，控制终端通过门磁开关检测到正常工作的开关被开启时(指控制终端记录了上一次的布防操作，在此状态下由接收到了门磁开关发送的开门状态信号)，控制终端向所述从机发送预警提示信息，从机通过zigbee网络向主机上报该预警提示信息，主机收到后再通过路由器上报给服务器和远程控制终端，可以起到监控作用。
102.本发明还提供一种变电站控制柜故障提示方法，其特征在于，实施主体为前述的变电站控制柜故障提示系统，方法包括无线遥控终端的控制流程：
103.步骤s1，无线遥控终端向主机发送布撤防控制指令，布撤防控制指令携带控制终端编号，布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置；
104.步骤s2，主机接收布撤防控制指令，并发送响应消息给无线遥控终端；
105.步骤s3，主机在zigbee网中广播布撤防控制指令；
106.步骤s4，从属于主机的从机读取布撤防控制指令并响应，确认控制终端编号所对应设备是否从属于从机，若是，发送布撤防控制指令至控制终端编号所对应的控制终端；若否，则不执行布撤防控制指令；
107.步骤s5，控制终端接收并执行布撤防控制指令，通过控制布幔组件的电机以执行对变电站控制柜的布撤防作业。
108.方法还包括状态上报的流程：
109.步骤s6，从机i定时轮询从属于从机i的各控制终端ij，获取各个布幔组件ij的状态信息并进行缓存；
110.步骤s7，主机定时轮询各从机i，获取各从属于从机i的布幔组件ij的状态信息并进行缓存；
111.步骤s8，主机发送布幔组件状态信息至无线遥控终端以及服务器，布幔组件状态信息为所有各个布幔组件ij的状态信息的汇总信息；
112.步骤s9，无线遥控终端接收主机上报的布幔组件状态信息。
113.还包括响应延迟的重发过程：
114.步骤s10，主机在轮询过程中，若从机没有在规定时间内响应，则主机重发轮询消息至zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；
115.步骤s11，从机在规定时间内没有获取到主机的轮询消息，则从机重启；
116.步骤s12，从机在轮询过程中，若控制终端没有在规定时间内响应，则从机记录未反馈响应的控制终端至从机的缓存；
117.步骤s13，主机在轮询过程中通过从机获取到控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给无线遥控终端和服务器；
118.步骤s14，无线遥控终端接收到控制终端故障信息后，根据控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过显示屏显示。
119.本发明结合变电站控制柜实际的空间位置，发明的一整体套软硬件设备和系统，变电站工作人员能快速掌握并实际操作，上手难度较低。无需浪费多余的精力用于放置警示牌等一系列多余操作，极大的提高了工作效率，同时也能在服务器后台得知工作人员操作和实际工作是否匹配。本发明的目的是减少变电站工作人员操作变电站控制柜的额外工作量，提高工作效率预防和规范变电站控制柜人员操作，避免失误导致极大的安全隐患和经济损失。
120.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，用于变电站控制柜的提示工作，包括：服务器、无线遥控终端、具有无线路由器的主机、具有通信模块的从机、控制终端、布幔组件、门磁开关和声光提示组件，所述主机、所述从机、所述控制终端均由外部电源供电，所述布幔组件、所述门磁开关和所述声光提示组件由所述控制终端间接供电；所述主机和所述从机均作为zigbee节点，n个所述从机与所述主机之间通信连接，每个所述从机各与一组所述控制终端电连接，每个所述控制终端都对应电性连接一个所述布幔组件、一个所述门磁开关和一个所述声光提示组件，相邻所述布幔组件首尾连接、固定安装在一排控制柜柜体的顶部，所述门磁开关安装在控制柜的柜门与柜体上；所述声光提示装置安装在所述布幔组件上；所述无线遥控终端具有显示屏、无线通信模块，所述主机通过所述无线路由器与所述无线遥控装置以及所述服务器之间建立连接，所述无线遥控终端内安装控制软件，所述无线遥控终端用于向所述主机发送布撤防控制指令、以及接收所述主机上报的布幔组件状态信息，所述主机用于向各个所述从机下发所述布撤防控制指令、经所述从机转发给所述控制终端、由所述控制终端控制所述布幔组件布防或撤防，所述布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置。2.如权利要求1所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，所述主机与所述无线遥控终端之间的连接方式为无线通信连接，所述主机与所述服务器之间的连接方式为无线通信连接；所述主机和所述从机之间采用zigbee组网技术通信；所述从机与所述控制终端之间采用有线485方式通信。3.如权利要求2所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于：所述控制终端由终端壳体，以及置于所述终端壳体内的主控芯片、电源输入电路、电机驱动电路、电流检测电路、通信电路组成，所述终端壳体上具有按键，所述主控芯片与所述电源输入电路、所述电机驱动电路、所述通信电路、所述按键、所述门磁开关、所述声光提示组件电性连接，所述电源输入电路连接所述电机驱动电路，所述电流检测电路与所述电机驱动电路相连接；所述布幔组件由2个l型板、外转轴、内转轴、环形套管、堵头、2个支撑架、电机和布幔本体组成，第一l型板和第二l型板通过一组l型连接件连接，使所述第一l型板的竖板、所述第二l型板的横板、所述第二l型板的竖板共同围成一个u型槽，所述第一l型板的横板以铆钉连接的方式固定安装在所述控制柜的柜顶，所述u型槽位于所述控制柜前方；2个支撑架位于所述u型槽内，分别位于安装在所述第一l型板的竖板的两端；所述外转轴的外表面固定连接所述布幔本体，所述外转轴为空心结构，所述外转轴内壁具有限位凸起结构，所述外转轴的前端安装堵头，所述堵头面向所述外转轴的一侧开设第一限位凹槽，所述第一限位凹槽与所述限位凸起结构形状匹配，所述堵头的另一侧中心位置安装转动头；所述内转轴为圆柱形，所述内转轴的前端安装所述电机，所述电机的转子上固定连接一个具有限位槽的牵引块，所述限位槽与所述限位凸起结构形状匹配，所述内转轴上套装所述环形套管，所述环形套管的内径与所述内转轴外径尺寸匹配，所述环形套管的外径与所述外转轴内径尺寸匹配，所述环形套管面向所述外转轴的一侧开设第二限位凹槽，所述
第二限位凹槽与所述限位凸起结构形状匹配；所述内转轴的后端上表面轴心处具有固定块；所述内转轴从所述外转轴的后端插入、置于所述外转轴内，所述牵引块、所述环形套管与所述限位凸起结构相嵌，所述环形套管的内表面与所述内转轴外壁相接触，所述环形套管的外表面与所述外转轴内壁相接触，从而使所述电机的转子、所述内转轴、所述外转轴、所述堵头的所述转动头同轴；所述堵头的所述转动头置于第一支撑架的孔槽内、为周向滑动连接关系；所述内转轴的所述固定块置于第二支撑架的固定槽内，所述第二支撑架的固定槽对所述固定块起限位作用；所述电机由所述电机驱动电路供电、且由所述电机驱动电路提供驱动信号；所述声光提示装置安装在所述第二l型板外表面上；通过所述电机正转、反转，所述布幔本体卷起或垂下，所述布幔组件实现对变电站控制柜的布防与撤防；在一排控制柜的场景下，相邻两个所述布幔组件之间通过连接板以螺栓固定的方式连接，具体为，所述连接板与第一布幔组件的第一l型板的竖板后端固定连接、与第二布幔组件的第一l型板的竖板前端固定连接，使所述第一布幔组件的第一l型板与所述布幔组件的第一l型板对齐；所述外转轴的外表面上开设布幔卡口，所述布幔卡口位于所述限位凸起结构的对应位置，所述布幔本体由依次连接的上支撑杆、布幔和下支撑杆组成，所述上支撑杆置于所述限位凸起结构内，所述布幔从所述布幔卡口伸出；所述电源输入电路的接入为外部电源，所述电源输入电路向内部提供电流电压。4.如权利要求3所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，所述从机i，用于定时轮询从属于所述从机i的各所述控制终端ij，获取所述控制终端ij所对应的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；所述主机，用于定时轮询各所述从机i，获取各从属于所述从机i的控制终端ij位置信息和布幔组件ij布撤防状态信息并进行缓存；所述主机，还用于发送所述布幔组件状态信息至所述无线遥控终端以及所述服务器，所述布幔组件状态信息为所有所述控制终端ij位置信息和及布幔组件ij布撤防状态信息的汇总信息。5.如权利要求4所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，所述无线遥控终端，用于向所述主机发送所述布撤防控制指令，所述布撤防控制指令携带控制终端编号；所述主机，接收所述布撤防控制指令，并发送响应消息给所述无线遥控终端；所述主机，在所述zigbee网中广播所述布撤防控制指令；所述从机，读取所述布撤防控制指令并响应；确认所述控制终端编号所对应设备是否从属于所述从机，若是，发送所述布撤防控制指令至所述控制终端编号所对应的所述控制终端；若否，则不执行所述布撤防控制指令；所述控制终端，接收并执行所述布撤防控制指令，通过控制所述布幔组件的所述电机以执行对所述变电站控制柜的布撤防作业。
6.如权利要求5所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，所述主机，在轮询过程中，若所述从机没有在规定时间内响应，则所述主机重发轮询消息至所述zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；所述从机，若在所述规定时间内没有获取到所述主机的所述轮询消息，则所述从机重启；所述从机，在轮询过程中，若所述控制终端没有在规定时间内响应，则所述从机记录未反馈响应的控制终端至所述从机的缓存；所述主机，在轮询过程中通过所述从机获取到所述控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给所述无线遥控终端和所述服务器；所述无线遥控终端，接收到所述控制终端故障信息后，根据所述控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过所述显示屏显示。7.如权利要求6所述的变电站控制柜故障提示系统，其特征在于，所述控制终端上具有按键，支持检修人员通过控制所述控制终端、来进行就地布撤防操作，所述按键被触动后，所述控制终端记录按键触动事件。8.一种变电站控制柜故障提示方法，其特征在于，实施主体为权利要求1-7任一所述的变电站控制柜故障提示系统，所述方法包括：步骤s1，无线遥控终端向主机发送布撤防控制指令，所述布撤防控制指令携带控制终端编号，所述布撤防控制指令是用于对待检修变电站控制柜的面板进行撤防、或者对正常工作的变电站控制柜的面板进行布防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置；步骤s2，所述主机接收所述布撤防控制指令，并发送响应消息给所述无线遥控终端；步骤s3，所述主机在zigbee网中广播所述布撤防控制指令；步骤s4，从属于所述主机的从机读取所述布撤防控制指令并响应，确认所述控制终端编号所对应设备是否从属于所述从机，若是，发送所述布撤防控制指令至所述控制终端编号所对应的所述控制终端；若否，则不执行所述布撤防控制指令；步骤s5，所述控制终端接收并执行所述布撤防控制指令，通过控制所述布幔组件的电机以执行对所述变电站控制柜的布撤防作业。9.如权利要求8所述的变电站控制柜故障提示方法，其特征在于，所述步骤s5之后，还包括：步骤s6，所述从机i定时轮询从属于所述从机i的各所述控制终端ij，获取各个布幔组件ij的状态信息并进行缓存；步骤s7，所述主机定时轮询各所述从机i，获取各从属于所述从机i的布幔组件ij的状态信息并进行缓存；步骤s8，所述主机发送所述布幔组件状态信息至所述无线遥控终端以及所述服务器，所述布幔组件状态信息为所有各个布幔组件ij的状态信息的汇总信息；步骤s9，所述无线遥控终端接收所述主机上报的布幔组件状态信息。10.如权利要求9所述的变电站控制柜故障提示方法，其特征在于，所述步骤s9之后，还包括：步骤s10，所述主机在轮询过程中，若所述从机没有在规定时间内响应，则所述主机重发轮询消息至所述zigbee网络，并记录未反馈响应的从机编号；
步骤s11，所述从机在所述规定时间内没有获取到所述主机的所述轮询消息，则所述从机重启；步骤s12，所述从机在轮询过程中，若所述控制终端没有在规定时间内响应，则所述从机记录未反馈响应的控制终端至所述从机的缓存；步骤s13，所述主机在轮询过程中通过所述从机获取到所述控制终端未反馈响应的信息后，生成控制终端故障信息并上报给所述无线遥控终端和所述服务器；步骤s14，所述无线遥控终端接收到所述控制终端故障信息后，根据所述控制终端故障信息中的控制终端编号生成提示消息并通过所述显示屏显示。

技术总结
本发明提供变电站控制柜故障提示系统，属于控制柜故障提示技术领域。包括：服务器、无线遥控终端、主机、从机、控制终端、布幔组件、门磁开关和声光提示组件，主机和从机均作为ZigBee节点，每个从机各与一组控制终端电连接，每个控制终端都对应连接一个布幔组件、一个所述门磁开关和一个所述声光提示组件，相邻布幔组件首尾连接、固定安装在一排控制柜柜体顶部；主机通过无线路由器与无线遥控装置以及服务器之间建立连接，无线遥控终端用于向主机发送布撤防控制指令、以及接收主机上报的布幔组件状态信息，主机用于向各个从机下发布撤防控制指令、经从机转发给控制终端、由控制终端控制布幔组件布防或撤防，以使检修人员清晰地知晓故障控制柜的位置。障控制柜的位置。


技术研发人员：李志远 王玉财 谢明亮 李金诚 李洋 邵李斌 赵冠楠 周玉龙 黄超 佟庆祝 邓京芝 饶园园
受保护的技术使用者：宁夏创耀信科技有限公司
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/7/12