CN104793667A - 高寒地区配电自动化终端加热方法 - Google Patents
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Abstract
高寒地区配电自动化终端加热方法，属于配电安全技术领域。本发明是为了解决配电自动化终端在高寒地区使用时，由于环境温度低而易出现设备故障的问题。它通过键盘向AT89C51单片机输入环境低温报警参考值和正常运行温度上限值；AT89C51单片机将由DS18B20温度传感器采集获得的当前温度信号值与环境低温报警参考值和正常运行温度上限值进行比较；若当前温度信号值低于环境低温报警参考值，启动加热器开始加热；若当前温度信号值在环境低温报警参考值和正常运行温度上限值的范围内，保持当前状态；若当前温度信号值高于正常运行温度上限值，使加热器停止加热。本发明用于配电自动化终端加热。
Description
技术领域
本发明涉及高寒地区配电自动化终端加热方法，属于配电安全技术领域。
背景技术
现有的配电自动化终端在高寒地区使用时，经常出现因环境温度低而导致的终端设备故障现象，这严重影响了配电自动化终端的可控性和在线水平。尤其在气温骤降的环境下，配电自动化终端故障率明显增加，导致大量的终端设备无法实时在线显示配网设备运行状态，给配电网的安全稳定运行带来了极大的安全隐患。同时在严寒的冬季进行故障抢修会造成大量的人力、物力、财力的损失。
发明内容
本发明目的是为了解决配电自动化终端在高寒地区使用时，由于环境温度低而易出现设备故障的问题，提供了一种高寒地区配电自动化终端加热方法。
本发明所述高寒地区配电自动化终端加热方法，该加热方法基于高寒地区配电自动化终端加热装置实现，所述高寒地区配电自动化终端加热装置包括AT89C51单片机、DS18B20温度传感器、加热器、键盘、显示器、声光报警器和稳压电源，
DS18B20温度传感器由于采集配电自动化终端的箱体内温度，DS18B20温度传感器的温度信号输出端连接AT89C51单片机的温度信号输入端，AT89C51单片机的加热信号输出端连接加热器的加热信号输入端，AT89C51单片机的报警信号输出端连接声光报警器的报警信号输入端，AT89C51单片机的显示信号输出端连接显示器的显示信号输入端，AT89C51单片机的设置信号输入端连接键盘的设置信号输出端；
稳压电源包括降压变压器T、桥式整流电路D、电解电容C1、电容C2、电容C3、稳压芯片7812和稳压芯片7805，
220V市电经降压变压器T获得16V电压，该16V电压连接桥式整流电路D的两个输入端，桥式整流电路D的正极输出端连接电解电容C1的正极连接端，桥式整流电路D的负极输出端连接电解电容C1的负极连接端，电解电容C1与电容C2并联，桥式整流电路D的正极输出端连接稳压芯片7812的输入端，桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片7812的GND端，稳压芯片7812的输出端获得+12V电压；
稳压芯片7812的输出端连接电容C3的一端，桥式整流电路D的负极输出端连接电容C3的另一端；稳压芯片7812的输出端连接稳压芯片7805的输入端，稳压芯片7805的输出端获得+5V电压；桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片7805的GND端，桥式整流电路D的负极输出端接地；
稳压芯片7812的输出端获得的+12V电压用于为加热器提供工作电源，稳压芯片7805的输出端获得的+5V电压用于为AT89C51单片机、DS18B20温度传感器和显示器提供工作电源；
所述加热方法具体包括以下步骤：
步骤一：通过键盘向AT89C51单片机输入环境低温报警参考值和正常运行温度上限值；
步骤二：AT89C51单片机将由DS18B20温度传感器采集获得的当前温度信号值与环境低温报警参考值和正常运行温度上限值进行比较；
步骤三：若当前温度信号值低于环境低温报警参考值，则执行步骤四；
若当前温度信号值在环境低温报警参考值和正常运行温度上限值的范围内，则循环执行步骤二；
若当前温度信号值高于正常运行温度上限值，则执行步骤五；
步骤四：启动加热器开始加热；然后返回步骤二；
步骤五：使加热器停止加热，然后返回步骤二。
所述环境低温报警参考值为-10摄氏度。
所述正常运行温度上限值为5摄氏度。
本发明的优点：本发明方法所基于的装置设置于传统的配电自动化终端箱体内，通过温度传感器对环境温度的时时采集，来控制加热器，进而实现对配电自动化终端箱体内温度的调节。它通过将当前温度信号值实时的与预设置的环境低温报警参考值和正常运行温度上限值进行比较，来改变加热器的工作状态，使配电自动化终端箱体内的温度保持在设备安全运行的范围内，有效的消除了配电自动化终端的设备故障，确保了配电自动化终端的安全在线可靠运行。
本发明解决了现有配电自动化终端不能够进行温度调节的弊端，使配电自动化终端在高寒地区低温恶劣环境下能够保持正常工作，节省了故障抢修的费用支出，降低了配电自动化系统的安全隐患和运行成本，大幅度提高了高寒地区冬季时配电自动化终端的在线率指标。
附图说明
图1是本发明所述高寒地区配电自动化终端加热方法的原理框图；
图2是稳压电源的电路原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述高寒地区配电自动化终端加热方法，该加热方法基于高寒地区配电自动化终端加热装置实现，所述高寒地区配电自动化终端加热装置包括AT89C51单片机1、DS18B20温度传感器2、加热器3、键盘4、显示器5、声光报警器6和稳压电源7，
DS18B20温度传感器2由于采集配电自动化终端的箱体内温度，DS18B20温度传感器2的温度信号输出端连接AT89C51单片机1的温度信号输入端，AT89C51单片机1的加热信号输出端连接加热器3的加热信号输入端，AT89C51单片机1的报警信号输出端连接声光报警器6的报警信号输入端，AT89C51单片机1的显示信号输出端连接显示器5的显示信号输入端，AT89C51单片机1的设置信号输入端连接键盘4的设置信号输出端；
稳压电源7包括降压变压器T、桥式整流电路D、电解电容C1、电容C2、电容C3、稳压芯片78129和稳压芯片780510，
220V市电经降压变压器T获得16V电压，该16V电压连接桥式整流电路D的两个输入端，桥式整流电路D的正极输出端连接电解电容C1的正极连接端，桥式整流电路D的负极输出端连接电解电容C1的负极连接端，电解电容C1与电容C2并联，桥式整流电路D的正极输出端连接稳压芯片78129的输入端，桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片78129的GND端，稳压芯片78129的输出端获得+12V电压；
稳压芯片78129的输出端连接电容C3的一端，桥式整流电路D的负极输出端连接电容C3的另一端；稳压芯片78129的输出端连接稳压芯片780510的输入端，稳压芯片780510的输出端获得+5V电压；桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片780510的GND端，桥式整流电路D的负极输出端接地；
稳压芯片78129的输出端获得的+12V电压用于为加热器3提供工作电源，稳压芯片780510的输出端获得的+5V电压用于为AT89C51单片机1、DS18B20温度传感器2和显示器5提供工作电源；
所述加热方法具体包括以下步骤：
步骤一：通过键盘4向AT89C51单片机1输入环境低温报警参考值和正常运行温度上限值；
步骤二：AT89C51单片机1将由DS18B20温度传感器2采集获得的当前温度信号值与环境低温报警参考值和正常运行温度上限值进行比较；
步骤三：若当前温度信号值低于环境低温报警参考值，则执行步骤四；
若当前温度信号值在环境低温报警参考值和正常运行温度上限值的范围内，则循环执行步骤二；
若当前温度信号值高于正常运行温度上限值，则执行步骤五；
步骤四：启动加热器3开始加热；然后返回步骤二；
步骤五：使加热器3停止加热，然后返回步骤二。
本实施方式中，DS18B20温度传感器2实时测量配电自动化终端的工作环境温度，将温度测量值送给核心控制单元AT89C51单片机作为比较值，同时温度测量结果通过LCD显示器进行实时显示。通过键盘可以输入预设的低温报警参考值和正常运行温度上限值。单片机将实时测量的温度值与参考值进行比较，当测量值低于参考值时启动加热装置；当测量值达到运行温度上限值时停止加热。
所述加热装置可选择实施本地手动或远方控制启动加热，以保证各元件在正常温度下工作。也可选择自动加热，当自动加热被选择投入时，可设置2个参数，分别为最低温控值和浮动加热范围。当参数最低温控值为-10摄氏度、浮动加热范围值为15时，首先加热器3状态为未启动；当DS18B20温度传感器2采集的温度在-10,5摄氏度区间时加热器不启动；当温度传感器采集到的温度下降至-5度以下时，单片机控制加热器启动；当温度回升至-10到5度时加热器继续保持加热；而当温度采集器采集到的温度超过5度时，单片机控制加热器停止加热。
本实施方式中的显示器5可采用8位LED显示器，用于实时显示测量的温度，经MAX7219显示模块驱动。采用简单的键盘接口实现温度参数设置，每个按键独立地与单片机的I/O线直接相连，按键与按键之间的工作状态互不影响，每个按键占一个I/O口线。稳压电源7中采用降压变压器获得+16V左右的电压，通过桥式整流电路可以得到单一的正值电压，经过电容和电阻的稳压和平衡后，进入7805和7812。7805和7812可以将电压稳定在+5V和+12V输出。
AT89C51单片机1可以用AT89S52来替换。所述AT89C51单片机1通过射频电路与上位机8进行通讯。上位机8可通过远程调控加热方法的执行状态，使加热过程及设置更趋于灵活，适应性更强。
具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述环境低温报警参考值为-10摄氏度。
环境低温报警参考值可根据设备安全运行需要进行调节。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，所述正常运行温度上限值为5摄氏度。
正常运行温度上限值设置为设备安全运行需要的一般温度值即可，以确保加热器3不会处于过加热状态。
Claims (3)
1.一种高寒地区配电自动化终端加热方法，该加热方法基于高寒地区配电自动化终端加热装置实现，所述高寒地区配电自动化终端加热装置包括AT89C51单片机(1)、DS18B20温度传感器(2)、加热器(3)、键盘(4)、显示器(5)、声光报警器(6)和稳压电源(7)，
DS18B20温度传感器(2)由于采集配电自动化终端的箱体内温度，DS18B20温度传感器(2)的温度信号输出端连接AT89C51单片机(1)的温度信号输入端，AT89C51单片机(1)的加热信号输出端连接加热器(3)的加热信号输入端，AT89C51单片机(1)的报警信号输出端连接声光报警器(6)的报警信号输入端，AT89C51单片机(1)的显示信号输出端连接显示器(5)的显示信号输入端，AT89C51单片机(1)的设置信号输入端连接键盘(4)的设置信号输出端；
稳压电源(7)包括降压变压器T、桥式整流电路D、电解电容C1、电容C2、电容C3、稳压芯片7812(9)和稳压芯片7805(10)，
220V市电经降压变压器T获得16V电压，该16V电压连接桥式整流电路D的两个输入端，桥式整流电路D的正极输出端连接电解电容C1的正极连接端，桥式整流电路D的负极输出端连接电解电容C1的负极连接端，电解电容C1与电容C2并联，桥式整流电路D的正极输出端连接稳压芯片7812(9)的输入端，桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片7812(9)的GND端，稳压芯片7812(9)的输出端获得+12V电压；
稳压芯片7812(9)的输出端连接电容C3的一端，桥式整流电路D的负极输出端连接电容C3的另一端；稳压芯片7812(9)的输出端连接稳压芯片7805(10)的输入端，稳压芯片7805(10)的输出端获得+5V电压；桥式整流电路D的负极输出端连接稳压芯片7805(10)的GND端，桥式整流电路D的负极输出端接地；
稳压芯片7812(9)的输出端获得的+12V电压用于为加热器(3)提供工作电源，稳压芯片7805(10)的输出端获得的+5V电压用于为AT89C51单片机(1)、DS18B20温度传感器(2)和显示器(5)提供工作电源；
其特征在于，所述加热方法具体包括以下步骤：
步骤一：通过键盘(4)向AT89C51单片机(1)输入环境低温报警参考值和正常运行温度上限值；
步骤二：AT89C51单片机(1)将由DS18B20温度传感器(2)采集获得的当前温度信号值与环境低温报警参考值和正常运行温度上限值进行比较；
步骤三：若当前温度信号值低于环境低温报警参考值，则执行步骤四；
若当前温度信号值在环境低温报警参考值和正常运行温度上限值的范围内，则循环执行步骤二；
若当前温度信号值高于正常运行温度上限值，则执行步骤五；
步骤四：启动加热器(3)开始加热；然后返回步骤二；
步骤五：使加热器(3)停止加热，然后返回步骤二。
2.根据权利要求1所述的高寒地区配电自动化终端加热方法，其特征在于，所述环境低温报警参考值为-10摄氏度。
3.根据权利要求1或2所述的高寒地区配电自动化终端加热方法，其特征在于，所述正常运行温度上限值为5摄氏度。
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