專利名稱：電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣安全監(jiān)控裝置，是控制電氣火災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)用 的電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，現(xiàn)代電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，由此引 發(fā)的電氣火災(zāi)事故也越來越頻繁，從而對(duì)電氣安全及火災(zāi)監(jiān)控裝置的要求 也越來越高。電氣安全及火災(zāi)監(jiān)控裝置主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣回路的監(jiān)控和電氣 火災(zāi)的報(bào)警和控制等功能。使用專用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括采集電流、
電壓、剩余電流、溫度等數(shù)據(jù)，然后分別經(jīng)過傳感器和A/D模塊最后進(jìn)入 CPU; CPU在通過計(jì)算判斷之后，將測(cè)量所得信息顯示出來，如剩余電流、 溫度等；并決定如何進(jìn)行出口控制，如剩余電流過大引起報(bào)警和跳閘等。 從而達(dá)到了裝置的基本功能要求。
在實(shí)現(xiàn)上述功能時(shí)，目前市場(chǎng)上的電氣安全及火災(zāi)監(jiān)控裝置硬件在做 剩余電流采樣檢測(cè)、通訊、以及裝置出口處理時(shí)，通常采用以下幾種方式:
1、 采樣回路同一節(jié)點(diǎn)采樣經(jīng)過一次采集輸入一個(gè)專用的A/D采集模
塊，然后進(jìn)入CPU進(jìn)行計(jì)算。
2、 裝置通訊一般采用485或232等方式。
3、 裝置依靠單一的軟件進(jìn)行出口控制。同樣這幾種方式的選擇也伴隨著出現(xiàn)了相應(yīng)的問題
1、 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采樣可靠性低，穩(wěn)定性差。
2、 通訊組網(wǎng)布線復(fù)雜，成本高，工程量大。
3、 裝置出口電路過于簡(jiǎn)單，誤動(dòng)的幾率較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采樣準(zhǔn)確、通訊實(shí)用性強(qiáng)、 成本低廉、控制出口可靠性高的電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，包括剩余電流 采集模塊、電力線載波收發(fā)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、CPU、軟硬件組合出口控 制模塊、按鍵液晶模塊。
剩余電流采集模塊的輸出送CPU和軟硬件組合出口控制模塊，電力線 載波收發(fā)模塊與CPU連接，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的輸出送CPU， CPU輸出送到軟硬
件組合出口控制模塊和按鍵液晶模塊。
剩余電流采集模塊由剩余電流互感器、兩個(gè)調(diào)理電路、包含A/D采集 通道一和A/D采集通道二的A/D模塊組成，剩余電流互感器采樣信號(hào)雙重 輸入調(diào)理電路，再經(jīng)A/D模塊中的A/D采集通道一和A/D采集通道二兩次 采集處理之后輸入CPU。
電力線載波收發(fā)模塊內(nèi)含多功能變壓器Tl和防雷器件Gl。 軟硬件組合出口控制模塊由可調(diào)電阻Rl、電阻R2、比較器Ul、與門 U2組成，由互感器隔離轉(zhuǎn)換而來的Vi輸入與比較器U1正向輸入端連接，VCC 電壓通過可調(diào)電阻R1與比較器U1反向輸入端連接，比較器U1反向輸入端 通過電阻R2與GND連接，比較器Ul輸出Ucmp和與門輸入端之一連接，與門另一輸入端連接i/oi輸入信號(hào)。
本實(shí)用新型的積極效果是通過采用同一信號(hào)雙重采集的方式提高了
關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采樣的可靠性；通過采用電力線載波模塊有效增強(qiáng)了裝置的通訊
電路功能，利用現(xiàn)有電力線組網(wǎng)通訊，不需要專門布通訊線纜，降低工程
組網(wǎng)布線成本和工程施工勞動(dòng)量;通過防雷器件Gl增強(qiáng)了裝置的防雷功能； 通過采用軟硬件組合出口控制電路降低了裝置的出口誤動(dòng)幾率。裝置集電 力系統(tǒng)電氣安全保護(hù)、電氣火災(zāi)實(shí)時(shí)預(yù)警和控制等功能為一體，適用于預(yù) 防控制電氣安全事故及電氣火災(zāi)的發(fā)生。
圖1為本實(shí)用新型原理圖
圖2為未改進(jìn)時(shí)電力載波變壓器電路圖
圖3為改進(jìn)后電力載波變壓器電路圖
圖4為同一信號(hào)的雙重采集接線圖
圖5為軟硬件組合出口控制電路
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，包括剩余電流采集模塊l、電力線載 波收發(fā)模塊2、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊3、 CPU4、軟硬件組合出口控制模塊5、按鍵 液晶模塊6，其中
剩余電流采集模塊1的輸出送CPU4和軟硬件組合出口控制模塊5，電 力線載波收發(fā)模塊2與CPU4連接，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊3的輸出送CPU4， CPU4 輸出送到軟硬件組合出口控制模塊5和按鍵液晶模塊6。如圖4所示，剩余電流采集模塊1由剩余電流互感器7、兩個(gè)調(diào)理電路 8、 9、包含A/D采集通道一和A/D采集通道二的A/D模塊10組成，剩余電 流互感器7采樣信號(hào)雙重輸入調(diào)理電路8、 9，再經(jīng)A/D模塊10中的A/D采 集通道一和A/D采集通道二兩次采集處理之后輸入CPU4。
如圖3所示，電力載波變壓器作了改進(jìn)，電力線載波收發(fā)模塊2內(nèi)含 多功能變壓器T1和防雷器件G1。未改進(jìn)時(shí)如圖2所示。
如圖5所示，軟硬件組合出口控制模塊5由可調(diào)電阻R1、電阻R2、比 較器U1、與門U2組成，由互感器隔離轉(zhuǎn)換而來的Vi輸入與比較器Ul正向 輸入端連接，VCC電壓通過可調(diào)電阻Rl與比較器Ul反向輸入端連接，比較 器Ul反向輸入端通過電阻R2與GND連接，比較器Ul輸出Ucmp和與門輸 入端之一連接，與門另一輸入端連接I/01輸入信號(hào)。
本實(shí)用新型中，剩余電流的采集模塊1雙重輸入CPU4，同時(shí)輸入軟硬 件組合出口控制模塊5中的比較器U1，電力線載波收發(fā)電路模塊2除了具 有電力線載波功能外，兼給整個(gè)裝置提供可選的備用電源。采樣電路采用 對(duì)同一剩余電流信號(hào)的雙重采集。
Vi是由互感器轉(zhuǎn)換而來，Vset的電壓可以通過調(diào)節(jié)Rl使Vset電壓為 電力出故障時(shí)候的最低門限電壓。當(dāng)Vi大于Vset時(shí)候，Ucmp電平為高， 同時(shí)CPU通過AD采集軟件計(jì)算確定故障產(chǎn)生，把I/01置為高，當(dāng)U2的兩 個(gè)輸入都為高時(shí)，U2的OUT為高，開通后續(xù)的出口電路的電源。至此1/01 為軟件設(shè)置，Ucmp有硬件比較電路設(shè)置，所以就形成軟硬結(jié)合的出口電路。 以下對(duì)各創(chuàng)新點(diǎn)作詳細(xì)介紹
1、電力線載波收發(fā)模塊-本裝置的電力線載波收發(fā)模塊使用一多功能變壓器Tl，實(shí)現(xiàn)變壓器的 雙重功能(變壓器為多組線圈耦合變壓器， 一是實(shí)現(xiàn)與電力線通訊的耦合 聯(lián)接作用，二為裝置提供可選的備用電源)。
本裝置的電力線載波收發(fā)模塊電源線入口處設(shè)置防雷器件Gl，增強(qiáng)了 裝置的防雷效果。
2、 對(duì)同一剩余電流信號(hào)的雙重采集
為增加裝置的可靠性，特對(duì)每一路剩余電流信號(hào)用雙重采樣電路，并實(shí) 時(shí)校驗(yàn)，只有兩路的采樣都正確時(shí)，才做為有效數(shù)值。此舉大大增強(qiáng)了信 號(hào)采集的可靠性。
3、 軟硬件組合出口控制模塊
為排除由CPU軟件引起的誤出口，特增加硬件比較電路。只有單片機(jī)
和硬件比較電路都滿足出口時(shí)，才最終開放出口電路。這樣軟硬件的互相 閉鎖，可避免軟件錯(cuò)誤和硬件電路故障產(chǎn)生的誤動(dòng)。
.改進(jìn)之后的JSE-3000系列電氣安全及火災(zāi)監(jiān)控裝置在采集剩余電流的. 可靠性上有了大幅提高；電力線載波通訊使通訊組網(wǎng)免布線，降低了綜合 成本；增強(qiáng)了防雷效果；并且大大降低了裝置誤出口幾率。
權(quán)利要求1、電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，包括剩余電流采集模塊[1]、電力線載波收發(fā)模塊[2]、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊[3]、CPU[4]、軟硬件組合出口控制模塊[5]、按鍵液晶模塊[6]，其特征在于剩余電流采集模塊[1]的輸出送CPU[4]和軟硬件組合出口控制模塊[5]，電力線載波收發(fā)模塊[2]與CPU[4]連接，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊[3]的輸出送CPU[4]，CPU[4]輸出送到軟硬件組合出口控制模塊[5]和按鍵液晶模塊[6]。
2、 如權(quán)利要求l所述的電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，其特征在于剩余電流采 集模塊[1]由剩余電流互感器[7]、兩個(gè)調(diào)理電路[8]、 [9]、包含A/D采集 通道一和A/D采集通道二的A/D模塊[10]組成，剩余電流互感器[7]采樣信 號(hào)雙重輸入調(diào)理電路[8]、 [9]，再經(jīng)A/D模塊[10]中的A/D采集通道一和 A/D采集通道二兩次采集處理之后輸入CPU [4]。
3、 如權(quán)利要求l所述的電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，其特征在于電力線載波 收發(fā)模塊[2]內(nèi)含多功能變壓器T1和防雷器件G1。
4、 如權(quán)利要求l所述的電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，其特征在于軟硬件組合 出口控制模塊[5]由可調(diào)電阻R1、電阻R2、比較器U1、與門U2組成，由互 感器隔離轉(zhuǎn)換而來的Vi輸入與比較器Ul正向輸入端連接，VCC電壓通過可 調(diào)電阻R1與比較器U1反向輸入端連接，比較器U1反向輸入端通過電阻R2 與GND連接，比較器Ul輸出Uc卿和與門輸入端之一連接，與門另一輸入 端連接1/01輸入信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電氣安全監(jiān)控裝置，為一種電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置，包括剩余電流的采集處理模塊、電力載波收發(fā)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、CPU、軟硬件組合出口控制模塊、按鍵液晶模塊，剩余電流采集模塊的輸出送CPU和軟硬件組合出口控制模塊，電力線載波收發(fā)模塊與CPU連接，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊的輸出送CPU，CPU輸出送到軟硬件組合出口控制模塊和按鍵液晶模塊。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)裝置的可靠性不高，裝置備用供電系統(tǒng)變壓器繁瑣，通訊成本高，可能誤動(dòng)作的技術(shù)問題，具有裝置可靠性高、免工程布線通訊組網(wǎng)、克服出口誤動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H3/32GK201145846SQ200820030500
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者丁三六, 單立輝, 李俊嶺, 濮方興, 昱 龍 申請(qǐng)人:安徽巨森電氣自動(dòng)化有限公司