摘要：在互联网时代下，为了降低配电柜检测的难度，保证检测结果的准确性，工业物联网被应用于配电柜之中，提高了设备的智能程度。本文以某电气公司研发的智能配电柜为例，对基于工业物联网关为核心的智能配电柜进行分析，希望为相关行业提供借鉴。
关键词：工业物联网关；智能配电柜；电气公司
引言：电气设备的安全与否，会直接影响人们和企业的生活生产。配电柜在电力系统中起到了不可替代的作用，其运行质量受到了电力企业的高度关注。在科学技术高速发展的时代，各种先进技术相互融合，促进了智能配电柜的发展。智能化配电柜可以实现自动化的检测和监控，从而在最大限度上保障设备的质量。
一、智能配电柜发展的动因
自进入21世纪后，国家对于电网的优化升级十分重视，希望将旧有电网改造为智能电网。各大电气设备制造企业积极响应国家的号召，纷纷将精力投入到智能设备的研发中，智能配电柜也在此背景下产生，与传统配电柜相比，智能配电柜拥有更大的容量，且具备自动化检测和数字化显示等功能。
在输配电网络中配电柜起到的作用不容忽视，如果其在运行过程中出现安全和质量方面的问题，则会威胁居民的安全，严重时甚至会导致电力系统瘫痪，影响地区经济的正常发展。由于我国幅员辽阔，疆域面积大，故不同地区在地质条件和气候特点上存在显著的差异，特别是位于偏远地区的设备，管理难度极大，其运行安全和质量难以得到保障。针对这种情况，提高配电柜的智能化程度，促使其具备自动化诊断和控制功能，是解决问题的有效途径。据了解得知，目前智能采集系统在配电网络中取得了良好的应用，其应用使传统监控和检测方式发生了改变[1]。
基于工业物联网关的智能配电柜，具有自动化监控能力，有利于缩短用户采集和分析信息的时间，并降低人工检测的错误率。在与互联网和云平台结合后，可以实现全生命周期管理的目标，为用户合理使用能源提供可行性的建议。目前，智能化、数字化已经成为低压配电柜未来发展的方向。
二、基于工业物联网关为核心的智能配电柜探讨
（一）智能配电柜的创新和发展
某电气设备公司作为国内最早的电气设备制造企业，以满足客户需求为原则，致力于解决用户的电气设备问题。近些年企业发展速度却受到了制约，究其原因，主要是相关产业市场竞争愈加激烈，企业需要将大量资金投入到设备和技术的研发之中，在此背景下，企业基于工业物联网关，研发了一种智能配电柜设备。该设备对TPC-1251T人机交互界面进行了应用，使一屏管理多柜成为可能，工作人员在实践操作阶段不用打开机柜，故保障了工作人员的人身安全。并且设备组件兼容能力较强，在使用阶段可以根据需求合理配置，达成实时监测和操作的目标。此外，智能配电柜还应用了计算机操作系统，使设备的适用范围进一步延伸。工业物联网关将云端与底层设备互联，并通过分布式采集数据的方式宏观管理数据信息。
（二）智能配电柜的研发
1.服务器的选择
经过综合比较后，企业将ECU-1251服务器作为了主要选择，然后将其作为智能开关柜的核心。与其他服务其相比，这种服务器的优势十分显著，具体表现在以下方面：（1）兼容性强，可以支持的设备驱动高达百种；（2）服务协议多样性；（3）内置软件运算能力突出。除了服务器本身的优势之外，服务器厂商的信誉和实力，也是企业选择这款服务器的重要原因。具体表现为服务器厂商可以为智能配电柜二次开发提供技术和环境上的支持。
2.工作流程和数据流向分析
工作流程：该企业所研发的智能配电柜，其整体架构由两个层面构成，第一个层面为外层，属于物联网终端节点，其功能为数据采集、分析、处理和控制功能，系统在控制配电柜时需要借助继电器。第二个层面是内层，在智能配电柜系统中，内层的作用不容忽视，其主要功能为远程控制和信息处理，其功能的实现，需要依靠网络和数据库的服务器，属于物联网的中枢神经。
数据流向：智能配电柜数据由智能监测仪采集，在完成数据采集后，测控程序会将数据进行封装处理，TCP报文是数据的封装形式，究其原因，主要是这种封装形式容易被云平台接收和处理。在接收数据后，由数据库存储，同时检测数据的状态，如果发现数据异常，会在故障记录表对其予以体现。
外层和内层可以相互发送信息数据，故在智能配电柜系统中，数据信息的传播具有双向性特点，虽然传播过程类似，但在内容上却存在显著的差异，如图1所示。
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图 1 数据流向图
3.模型设计
基于智能配电柜系统的工作流程和数据流向，对系统功能进行分析，如下所述：
（1）配电测控单元：该单元的功能为数据采集、传输和处理功能；
（2）综合信息平台：信息显示、异常报警、远程控制、统计分析和后台管理功能。其中信息显示的内容包括电力参数和开关，而后台管理的内容为用户信息及配电柜信息。
通过上述分析可知，智能配电柜的终端核心为测量控制单元，该单元由两个层面构成，分别为内层和外层，其中内层属于配电柜系统的核心，可以实现对服务器信息的远程监听。外层具有多种外接口，可以为智能配电柜功能的完善，创造有利的条件。
4.组网设计
如何利用网络将多个配电柜连接到一起，是物联网技术的重难点问题，为攻克技术难点，企业对组网进行了优化设计，将测控单元内置到智能配电柜之中，并通过485总线使配电柜内部各设备与测控单元相连，同时侧空单元拥有专属路由器，通过分布式设计，使各个测控单元相互独立，互不影响。在调试好电气设备后对其运行效果进行了检验，实践结果表明，在组网设计完成后，智能配电柜的运行质量和安全性得到了有效提升，虽然设计成本较高，但由于稳定性强，因此，能够减少后期维护所使用的资金[2]。
5.远程控制设计
基于物联网关的智能配电柜，与传统配电柜相比，更具专业性和技术性，因此，传统的DDNS和窗口映射策略无法适用，究其原因，主要是上述两种策略使用难度较高，与智能配电柜设计理念不符。为促进智能配电柜的发展，实现远程控制目标，企业在进行远程控制设计时将长连接建立作为物联网的解决策略。
技术人员在经过研究和讨论后，发现TCP协议可以满足设计要求。但考虑到We服务器移动难度较大，很难与终端测控单元直接相连，因此技术人员设计了中转服务器作为连接二者的纽带，在系统构建完成后，由无线LTE通信模块负责数据的传输，使现场布线数量减少。
产品配置简单，安装效率高是上述设计方案的优势。将其应用于物联网之中，可以随时随地的采集信息。在数据上传到云平台后，用户使用移动终端即可实现对数据的调取和应用。简言之，基于物联网关的智能配电柜不仅可以满足用户对设备本身的要求，还能为他们提供解决问题的方案，使远程监控和控制成为可能。与传统监控系统相比，智能配电柜的后期维护成本更加低廉，符合经济性原则。
结论：物联网的基础就是互联网技术，通过互联网将物与物之间相连，就构成了物联网，为提升能源效率，确保电力系统运行的安全性和稳定性，对配电柜设备进行升级和改造十分重要。据了解得知，以电力事业为代表的能源行业，对配电柜提出了更高的要求，不仅需要保证产品的性能，还要为客户提供解决问题的方案。面对未来发展的机遇和挑战，电气设备制造企业应积极参与到市场竞争之中，加强技术研发力度，走技术创新路线，从而实现更好的发展。
参考文献：
[1]梁俊杰.一种环网柜智能在线检测方案[J].居业,2020(02):23-24.
[2]孙彬.以工业物联网关为核心的智能配电柜[J].电气时代,2018(10):18+20.