CN102510023A - 一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪及其测量方法，所述的开关柜状态指示仪，包括微处理器、液晶显示器及语音驱动电路、温湿度采集电路、红外温度采集电路、开关量采集电路、显示、语音报警电路、人体感应电路、控制输出电路及通讯接口电路所组成，所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路通过A/D转换电路和微处理器分别与显示、语音驱动电路、控制输出电路、通讯接口电路、存贮器相连接，所述的微处理器还与开关量采集电路相连接；采用上述结构和方法，除了完成开关柜的断路器的开关状态指示，同时用红外测温技术实现了对开关柜母排温度的测试，并对测量的温度值进行判断及报警，简化了设计结构，提高了产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力开关设备，具体地说涉及一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪及其测量方法。
背景技术
随着我国电力工业的迅速发展，电力设备正在向高集成化、智能化、高可靠性的方向发展，电力的供应对社会的生产、工作的正常进行有着非常重要的作用。
传统的开关柜是采用一次模拟牌、电磁式开关状态指示器、接地指示器、带电闭锁指示器、加热器故障监视器等分立器件组装于开关柜上，这些器件多而繁杂既不美观又容易损坏，不能动态地指示开关柜的状态，无法实现计算机智能管理，对比较复杂温湿度控制实现起来比较困难。同时目前的高压开关柜长期处于高电压、大电流及满负荷运行，并且采用封闭式结构，散热效果差、热积累大，其结果造成其母排热量累积加剧，温升增高，从而直接危害开关柜的安全，而母排发热部位的温度无法依靠人工进行实时监测，由此酿成火灾事故，导致电力设备损坏影响系统正常运行，会造成巨大的经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪及其测量方法，完成开关柜的断路器的开关状态指示、断路器的位置指示、接地刀的位置指示、弹簧储能状态指示、高压带电指示、高压带电闭锁、自动加热除湿、温度控制器、人体感应及语音报警等功能，同时用测温技术实现了对开关柜母排温度的测试，并对测量的温度值进行判断及报警。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪，其特征在于，所述的开关柜状态指示仪，包括微处理器、液晶显示器及语音驱动电路、温湿度采集电路、红外温度采集电路、开关量采集电路、显示、语音报警电路、人体感应电路、控制输出电路及通讯接口电路所组成，所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路通过A/D转换电路和微处理器分别与显示、语音驱动电路、控制输出电路、通讯接口电路、存贮器相连接，所述的微处理器还与开关量采集电路和人体感应电路相连接；
所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路，用于采集开关柜内温湿度及对母排红外测温，通过对温湿度及红外测温的采集值进行A/D转换，将转换的值通过微处理器进行逻辑分析从而通过控制输出电路达到加热或排风控制，并对母排超温进行报警。
所述的红外温度采集电路由红外温度传感器、电流转电压电路组成，所述的红外温度传感器将采集的信号通过电流转电压电路传送至A/D转换电路，所述的红外温度传感器的型号为S12。
所述的微处理器为单片机，型号为STC12C5A60AD。
一种根据权利要求1所述的具有测量母排温度的开关柜状态指示仪的测量方法，所述的方法包括下列步骤；
1)初始化步骤：用于对微处理器输入输出口分配及定义，全局变量的初始化赋值，定时器0中断初始化，通讯向量中断初始化，波特率初始化设置，驱动初始化等；
2)定时器中断步骤：用于定时读键盘采集值，读取输入开关量采集值以及通讯超时的控制；
3)温湿度及红外测温采集步骤，通过对温湿度及红外测温的采集值进行A/D转换，将转换的值进行逻辑分析判断从而达到加热或排风控制，对母排超温进行报警；
4)数据存储步骤：通过微处理器的I2C平方总线对EEPROM CAT1025J控制，从而将设置的母排高温报警、温湿度加热及排风值、语音控制、通讯地址、通讯波特率等值保存到EEPROM中，以便于失电永久保存；
5)数据显示步骤：通过微处理器对液晶显示器的控制，可以将从温湿度及红外测温的采集值经过计算处理正确地显示在面板上，同时在面板上设置各种温湿度的控制值；
6)串口中断判断步骤，用于判断是否执行通讯，若是执行通讯，进入串口中断执行步骤。
所述的串口中断执行步骤：当上位机唤醒本机，则本机立即响应并保存现场，接收完一帧数据后，微处理器对接收数据进行CRC校验，倘若校验结果正确，说明接收数据完全正确，微处理器响应上位机指令，查询功能码，根据功能码去执行遥信、遥测、遥控等功能。
一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪及其方法，由于采用上述结构和方法，除了完成开关柜的断路器的开关状态指示，同时用红外测温技术实现了对开关柜母排温度的测试，并对测量的温度值进行判断及报警。由于采用了高集成度的芯片简化了硬件设计结构，本系统将初始化设备、定时器中断响应、温湿度及红外测温的采集值转换、EEPROM存储设置数据、温湿度及母排温度数据的显示、通讯串口中断的响应等有效地结合一体，不仅实现状态指示仪的所有功能，而且还增加了母排测温的特殊要求，采用最新的进口芯片，简化了设计结构，加强了芯片的抗干扰的功能，提高了产品的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明；
图1为本发明一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪电路结构框图；
图2为本发明主程序流程图；
图3为图2所示的初始化流程图；
图4为图2所示的温湿度及红外测温采集及A/D转换流程图；
在图1中，1、温湿度采集电路、红外温度采集电路；2、A/D转换电路；3、通讯接口电路；4、控制输出电路；5、微处理器；6、显示器及语音驱动电路；7、开关量采集电路；8、存贮器；9、显示、语音报警电路。
具体实施方式
如图1所示，一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪，所述的开关柜状态指示仪，包括与各电路相连接的电源、微处理器5、显示及语音驱动电路6、温湿度采集电路、红外温度采集电路1、开关量采集电路7、显示、语音报警电路9、人体感应电路、控制输出电路4及通讯接口电路3所组成，所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路2通过A/D转换电路2和微处理器5分别与显示及语音驱动电路6、控制输出电路4、通讯接口电路3、存贮器8相连接，所述的微处理器5还与开关量采集电路7和人体感应电路相连接。所述的红外温度采集电路由红外温度传感器、电流转电压电路组成，所述的红外温度传感器将采集的信号通过电流转电压电路传送至A/D转换电路，所述的红外温度传感器的型号为S12。
如图2所示，为本发明主程序流程图，步骤10为开始动作，步骤11为初始化动作，即微处理器输入输出口的定义、中断寄存器、全局变量、定时器0、EEPROM中断、串口通讯中断、波特率设置等进行初始化。在步骤12中判断定时中断信号，若定时中断为是，则进入步骤13执行定时中断子程序，定时读键盘采集值，读取输入开关量采集值通讯超时的控制。若为否或执行完步骤13进入步骤14采集温湿度及母排温度值进行A/D转换，在步骤15中通过微处理器的I2C平方总线对EEPROM CAT1025J控制，从而将设置的母排高温报警、温湿度加热及排风值、语音控制、通讯地址、通讯波特率等值保存到EEPROM中，以便于失电永久保存；在步骤16中对采集到的温湿度及母排温度值进行计算和进行逻辑分析，在步骤17中对计算好的温湿度及母排温度值送显示器进行显示，同时在步骤18中判断是否开串口中断，若是，则进入19中执行串口中断，当上位机唤醒本机，则本机相应的立即保存现场，接收完一帧数据后，微处理器对接收数据进行CRC校验，倘若校验结果正确，说明接收数据完全正确，微处理器响应上位机指令，查询功能码，根据功能码去执行遥信、遥测、遥控功能。若否，则返回步骤12循环执行此系统程序。
如图3所示，图3为初始化程序流程图，步骤21为开始动作，在步骤22中首先定义微处理器的输入输出管脚，在步骤23中对EEPROM CAT1025JI中断进行初始化设置及定义，然后在步骤24中设置定时器的时间常数，在25中对串口通讯进行设置，同时定义通讯波特率。在26步骤中采集母排温度及柜内温湿度的A/D转换值等，在27步骤中设置中断的优先级开中断，最后到步骤28返回主程序。
如图4所示，图4为温湿度及红外测温采集及A/D转换流程图；步骤31为开始动作，在步骤32中采集母排温度红外探测值，在步骤33中采集开关柜内温湿度值，在步骤34中对采集到母排温度及开关柜温湿度值进行A/D转换，在步骤35中对A/D转换后的数值计算及分析得出正确的温湿度及逻辑判断信息，在步骤36中将数值送面板显示。
此装置是利用现代电子技术、传感器技术、红外测温技术、通讯技术、计算机网络技术，完成开关柜的断路器的开关状态指示、断路器的位置指示、接地刀的位置指示、弹簧储能状态指示、高压带电指示、高压带电闭锁、自动加热除湿、温度控制器、人体感应及语音报警等功能，同时用红外测温技术实现了对开关柜母排温度的测试，并对测量的温度值进行判断及报警。该产品以一体化布局配套装备于开关柜，将大大简化开关柜的面板结构设计，美化开关柜的面板布局，完善开关柜的指示功能，使回路状态一目了然，其红外母排测温功能，大大加强开关柜的安全性能，对电力设备的防护具有极大的保护作用。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有测量母排温度的开关柜状态指示仪，其特征在于，所述的开关柜状态指示仪，包括微处理器(5)、显示及语音驱动电路(6)、温湿度采集电路、红外温度采集电路(1)、开关量采集电路(7)、显示、语音报警电路(9)、人体感应电路、控制输出电路(4)及通讯接口电路(3)所组成，所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路(2)通过A/D转换电路(2)和微处理器(5)分别与显示及语音驱动电路(6)、控制输出电路(4)、通讯接口电路(3)、存贮器(8)相连接，所述的微处理器(5)还与开关量采集电路(7)和人体感应电路相连接；
所述的温湿度采集电路、红外温度采集电路(2)，用于采集开关柜内温湿度及对母排红外测温，通过对温湿度及红外测温的采集值进行A/D转换，将转换的值通过微处理器进行逻辑分析从而通过控制输出电路(4)达到加热或排风控制，并对母排超温进行报警。
2.根据权利要求1所述的具有测量母排温度的开关柜状态指示仪，其特征在于，所述的红外温度采集电路由红外温度传感器、电流转电压电路组成，所述的红外温度传感器将采集的信号通过电流转电压电路传送至A/D转换电路，所述的红外温度传感器的型号为S12。
3.根据权利要求1或所述的具有测量母排温度的开关柜状态指示仪，其特征在于，所述的微处理器(5)为单片机，型号为STC12C5A60AD。
4.一种根据权利要求1所述的具有测量母排温度的开关柜状态指示仪的测量方法，所述的方法包括下列步骤；
1)初始化步骤：用于对微处理器输入输出口分配及定义，全局变量的初始化赋值，定时器0中断初始化，通讯向量中断初始化，波特率初始化设置，驱动初始化等；
2)定时器中断步骤：用于定时读键盘采集值，读取输入开关量采集值以及通讯超时的控制；
3)温湿度及红外测温采集步骤，通过对温湿度及红外测温的采集值进行A/D转换，将转换的值进行逻辑分析判断从而达到加热或排风控制，对母排超温进行报警；
4)数据存储步骤：通过微处理器的I2C平方总线对EEPROM CAT1025J控制，从而将设置的母排高温报警、温湿度加热及排风值、语音控制、通讯地址、通讯波特率等值保存到EEPROM中，以便于失电永久保存；
5)数据显示步骤：通过微处理器对液晶显示器的控制，可以将从温湿度及红外测温的采集值经过计算处理正确地显示在面板上，同时在面板上设置各种温湿度的控制值；
6)串口中断判断步骤，用于判断是否执行通讯，若是执行通讯，进入串口中断执行步骤。
5.根据权利要求4所述的具有测量母排温度的开关柜状态指示仪的测量方法，所述的串口中断执行步骤：当上位机唤醒本机，则本机立即相应并保存现场，接收完一帧数据后，微处理器对接收数据进行CRC校验，倘若校验结果正确，说明接收数据完全正确，微处理器响应上位机指令，查询功能码，根据功能码去执行遥信、遥测、遥控功能。
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