1智能控制技术

智能控制技术是通过微处理器控制电气产品、各部件和电路系统，在低压电气产品中使用智能控制技术，可以发挥良好的监控效果，同时遵守传统电气的基本工作原理，也可以结合电子处理方法，达到智能控制的目的，确保电气处于良好的工作状态。将智能控制技术应用于电气工业是电气工业发展的必然条件。

2智能控制技术的应用设计方案

2.1智能控制器的功能

目前，通用开关的基本功能主要是过流保护，没有实现智能特性。然而，随着科学技术的进步，为了更好地满足当今配网的智能需求，本文设计的智能控制器具有全面的电网参数和保护、友好的人机交互界面、通信和在线更新功能。

2.2智能控制器硬件设计

智能控制器硬件包括微处理器和信号处理电路、电源电路、脱扣驱动电路、人机交互模块和通信模块。其中一个由旋钮和按钮、LED指示灯和LCD显示器组成。在为用户设置整定电流和动作时间时，还可以查看记录信息，完成整定值的实时输入，并简单指示操作状态。

工作机制：电力系统信号通过变压器变压器转换为二次端信号，主电路信号转换为弱信号，然后通过信号处理输入单片机ADC模块，MCU基于取样AD离散值，计算处理和分析，同时使用各种保护算法监控电力系统状态，当发现异常时，MCU会发送跳闸信号，驱动跳闸元件动作，使断路器断开。在此基础上，开发了一种用于收集、测量和控制电力设备的智能控制器。

2.3智能控制器软件设计

在控制软件方面，我们使用了NXP公司的ARMCortex-M0+微处理器，并在MCUXpresoIDE开发平台上编写和模拟程序，并增加了白盒和黑盒测试，从而更好地保证了软件系统的稳定性和可靠性。基于20ms/50H(z16.67ms/60Hz)的周期构建，电子控制单元对电网参数的监控具有较高的实时性，实现了系统初始化、电网参数信号处理、保护处理、输出控制、人机交互处理、通信处理、在线升级模块等。

3.关键技术分析

3.1信号处理技术

目前，人们对电流测量、电压测量、功率测量、电能测量、谐波测量等电能测量技术提出了更高的要求。数据处理技术一直是高压电气设备智能化过程中的一个重要问题。主电路中的电流信号主要由中空电流变压器获得。变压器利用中空电流变压器的di/dt变化，将较大的电流信号转换为毫伏电压。同时，由于其相位领先作用，需要对其进行校正和恢复。该电路采用整流环对信号进行延迟，从而实现相位补偿。选择合适的截止频率，使其阻尼系数接近电流谐波个数。主电路的电压信号是通过变流器获得的，同样，后端电路的增益也应得到补偿。利用零序电流变压器检测主电路中的残余电流。上述信号采集电路需要放大，电位升高，进入MCUADC单元，模拟量转换为数字量，MCU在每个循环中采样64个AD值，捕获信号波形，然后在平方根算法的基础上，完成电流电压有效值的计算。

3.2保护处理技术

在智能控制器的保护中，实现了智能控制器的电流保护、过/欠压保护、过/欠频保护和逆向功率保护。电流保护主要包括过载长延迟保护、短路短延迟保护、短路瞬时保护和接地故障保护，是保证智能电器正常使用的重要因素。超负荷长延迟保护是一种具有“逆时”特征的新型保护。其基本思想是模拟超负荷运行过程中的“过度”现象，随着短路电流的增加而逐渐缩短。当主电路中的电能达到一定的临界值时，单片机会发出跳闸命令，检测到可能损坏装置。短路短延迟和接地故障保护分别采用两种不同的保护模式，一种是反时限特性，另一种是固定时限特性，短路临时保护是检测相电流超过临时保护值，无需延迟会立即发出扣除命令，尽量减少短路对家用电器或智能控制器的危害，在某种意义上保证用户的安全。其他保护，如电压、频率、功率等，都是具有时限特征的保护。当相应的网络参数超过相应的设置阈值时，累积延迟T，如果达到延迟T，就会触发跳闸命令或发出警报。

3.3通信技术

众所周知，计算机技术已经渗透到社会的每一个角落，成为人类社会不可或缺的一部分。现场总线技术是将计算机技术与各种高新技术相结合，从而构建出一套优秀的数字通信系统。在我国“节能减排”的背景下，采用科学的方法收集和分析各种电力数据，实现电力智能，把握其演变规律，是未来发展的方向。该控制器使用的通信技术是将TTL电平转换为RS-485，基于MCU的UART模块，与MAX485的控制转换芯片一起实现与外界的通信。主站向其发起询问，从UART中断中收到主站发出的请求，在对数据帧进行判断和分析后，做出相应的回复。通信数据帧的格式可设置为校验，停止比特，并可设置为1200位/秒至38400位/秒的波特率。结合“四遥”技术，利用ModBus和TCP/IP技术构建的低压配网监控系统，不仅可以利用PC终端进行远程监控，还可以利用移动终端进行监控，从而达到检测各种电气设备故障的目的。

3.4在线升级技术

通常，框架断路器安装在电源盘箱中。当客户升级或定制系统功能时，控制系统会更新。此时，必须拆卸和更换开关。在这种情况下，会造成很大的不便，也会对开关造成损坏。为此，增加了在线升级技术，并引入了bootloader处理器，完成了用户程序的启动和用户程序的自我更新两个功能。在无需拆卸和更换开关的前提下，可以直接使用通信界面将更新程序烧录到产品中，降低了公司售后服务的难度和成本，提高了产品的性能。

结语

智能技术的使用给人类的生活和工作带来了极大的便利，大大提高了人类的生活质量，也给相关企业带来了更大的效益。为了促进智能家电产业的发展，必须加强通信技术、智能控制技术和信息技术的研究，总结实际应用经验，使智能家电进入新时代。