CN105529698B - 一种带自检功能的智能电气柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带自检功能的智能电气柜，能够在电气柜通电时检测电气柜的对地绝缘电阻且可以自检，一旦发生故障能够自动定位故障点，安全可靠。其方案是，包括主电路、单片机控制板卡、触摸屏、主电路控制回路、多路开关电源、多路选择开关、电动执行机构P1、电动执行机构P2、排线J1、排线J2、排线J3、排线J4、连接器CN1、连接器CN2、连接器CN3和连接器CN4。本发明在开机前完成自检，保证电气柜在无故障情况下才能工作，有效保证了操作人员的人身安全，电气柜可进行自检，快速定位故障点，节省了检修时间，安全可靠。

Description

一种带自检功能的智能电气柜

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，特别是一种带自检功能的智能电气柜。

背景技术

电气柜广泛应用于工业生产的各个方面，电气柜的安全运行关乎整个生产的顺利进行，并关乎安全生产，目前的电气柜基本上都带有过载保护、过流保护，但是仅有这些是不够的，由于一般的生产场合不会有绝缘表进行绝缘测试，所以很少会对电气柜对地绝缘进行测试，这带来了用电的安全隐患，再者，电气柜一般接线比较复杂，一旦发生故障检修不方便。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种带自检功能的智能电气柜，能够在电气柜通电时检测电气柜的对地绝缘电阻且可以自检，一旦发生故障能够自动定位故障点，安全可靠。

其解决的技术方案是，包括主电路、单片机控制板卡、触摸屏、主电路控制回路、多路开关电源、多路选择开关、电动执行机构P1、电动执行机构P2、排线J1、排线J2、排线J3、排线J4、连接器CN1、连接器CN2、连接器CN3和连接器CN4，所述的多路开关电源经电源控制开关SB与三相交流电源的火线相连接，三相交流电源的火线经电源控制开关SB与单片机控制板卡上的继电器连接，三相交流电源的零线与多路开关电源的零线输入端连接，多路开关电源的输出端与单片机控制板卡连接，三相交流电源的零线与断路器QF1、主电路各接触器、交流接触器KM1的控制线圈的一端和交流接触器KM2的控制线圈的一端分别连接，交流接触器KM1的控制线圈另一端和交流接触器KM2的控制线圈的另一端接入单片机控制板卡的继电器，单片机控制板卡通过控制交流接触器KM1和交流接触器KM2的控制线圈的通电，实现对各继电器、接触器的单独控制；

三相交流电源的火线L1、火线L2和火线L3通过交流接触器KM1与整流桥连接，三相交流电源的火线L1和火线L2接入交流接触器KM2的两输入端子，交流接触器KM2的一输出端子经电阻R1与整流桥的一交流输入端子连接，交流接触器KM2的另一输出端子与整流桥的另一交流输入端子连接，整流桥的两直流输出端与电容C并联，整流桥的两直流输出端与电压传感器SV1并联，整流桥的正极经电阻R2与多路选择开关的一端连接，多路选择开关的另一端的三个接线端子与主电路的端子2连接，主电路的端子2与主电路的一路输出并联，整流桥的负极与电气柜的机壳相连，整流桥的负极依次经电阻R4和电阻R3与多路选择开关的一端连接，电阻R4两端与电压传感器SV2并联，多路选择开关经排线J3由单片机控制板卡控制，三相交流电源经断路器QF与主电路的端子连接作为主电路的输入，连接器CN3与主电路输入端子并联通过排线J4与连接器CN4相连，主电路端子3经排线J4连接主电路内各接触器或熔断器的输出端子4，主电路的输出端子4为主电路的输出端，单片机控制板卡经排线J3控制多路选择开关，单片机控制板卡经排线J2连接主电路的端子2，单片机控制板卡经排线J1连接主电路的端子1，单片机控制板卡控制电动执行机构P1控制连接器CN1和连接器CN3的连接或断开，单片机控制板卡控制电动执行机构P2控制连接器2和连接器CN4的连接或断开。

本发明在开机前完成自检，保证电气柜在无故障情况下才能工作，有效保证了操作人员的人身安全，电气柜可进行自检，快速定位故障点，节省了检修时间，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明的系统软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

现结合图1和图2所示，为简化说明，对主电路和单片机控制板卡进行了简化，本发明的一种带自检功能的智能电气柜，包括主电路、单片机控制板卡、触摸屏、主电路控制回路、多路开关电源、多路选择开关、电动执行机构P1、电动执行机构P2、排线J1、排线J2、排线J3、排线J4、连接器CN1、连接器CN2、连接器CN3和连接器CN4，所述的多路开关电源经电源控制开关SB与三相交流电源的火线相连接，三相交流电源的火线经电源控制开关SB与单片机控制板卡上的继电器连接，三相交流电源的零线与多路开关电源的零线输入端连接，多路开关电源的输出端与单片机控制板卡连接，三相交流电源的零线与断路器QF1、主电路各接触器、交流接触器KM1的控制线圈的一端和交流接触器KM2的控制线圈的一端分别连接，交流接触器KM1的控制线圈另一端和交流接触器KM2的控制线圈的另一端接入单片机控制板卡的继电器，单片机控制板卡通过控制交流接触器KM1和交流接触器KM2的控制线圈的通电，实现对各继电器、接触器的单独控制；

三相交流电源的火线L1、火线L2和火线L3通过交流接触器KM1与整流桥连接，三相交流电源的火线L1和火线L2接入交流接触器KM2的两输入端子，交流接触器KM2的一输出端子经电阻R1与整流桥的一交流输入端子连接，交流接触器KM2的另一输出端子与整流桥的另一交流输入端子连接，整流桥的两直流输出端与电容C并联，整流桥的两直流输出端与电压传感器SV1并联，整流桥的正极经电阻R2与多路选择开关的一端连接，多路选择开关的另一端的三个接线端子与主电路的端子2连接，主电路的端子2与主电路的一路输出并联，整流桥的负极与电气柜的机壳相连，整流桥的负极依次经电阻R4和电阻R3与多路选择开关的一端连接，电阻R4两端与电压传感器SV2并联，多路选择开关经排线J3由单片机控制板卡控制，三相交流电源经断路器QF与主电路的端子连接作为主电路的输入，连接器CN3与主电路输入端子并联通过排线J4与连接器CN4相连，主电路端子3经排线J4连接主电路内各接触器或熔断器的输出端子4，主电路的输出端子4为主电路的输出端，单片机控制板卡经排线J3控制多路选择开关，单片机控制板卡经排线J2连接主电路的端子2，单片机控制板卡经排线J1连接主电路的端子1，单片机控制板卡控制电动执行机构P1控制连接器CN1和连接器CN3的连接或断开，单片机控制板卡控制电动执行机构P2控制连接器2和连接器CN4的连接或断开。

本发明的工作原理是：

按下电源控制开关SB，开关电源工作，为单片机控制板卡供电，单片机开始工作；

单片机控制交流接触器KM2闭合，三相交流电源通过电阻R1对电容C完成预充电；

单片机控制交流接触器KM2断开，控制交流接触器KM1闭合，三相交流电源为整流桥供电；

单片机控制主电路内部接触器，使主电路内所有的接触器都闭合；

单片机经排线J3控制多路选择开关，使电阻R2分别与主电路输出U、V、W闭合；

在多路选择开关与主电路每一相输出闭合时，分别读取电压传感器SV1和电压传感器SV2的值，单片机分别计算绝缘电阻；

单片机控制主电路各接触器断开，单片机将计算绝缘电阻阻值显示在触摸屏上；

单片机通过电动执行机构P1使连接器CN1和连接器CN3连接，单片机通过电动执行机构P1使连接器CN2和连接器CN4连接；

单片机依次控制主电路内各接触器闭合，同时单片机通过排线J2输出高电平至主电路输入端，每闭合一个接触器，排线J1检测与该接触器输出并联的线输入至单片机的电平，如果某个节点未检测到高电平，则该点为故障点；

单片机控制主电路内各接触器断开，单片机将故障路径显示在触摸屏上；

如果单片机没发现故障点，则闭合断路器QF；断路器QF闭合后，操作人员可通过触摸屏控制相应的接触器闭合；

如果电气柜运行过程中，出现故障，按下断路器QF，电气柜完成自检，并定位、显示故障点。

本发明在使用时，

按下电源控制开关SB，电气柜进入工作状态，此时电气柜进行自检状态，首先进行电气绝缘测试，单片机控制交流接触器KM2闭合，三相交流电源通过电阻R1为整流桥供电并对电容C进行预充电，当电容C预充电完成后，单片机控制交流接触器KM2断开，交流接触器KM1闭合，电压传感器SV1分别测量整流桥输出电压和电阻R4两端的电压，单片机控制主电路内所有接触器闭合和控制多路选择开关，使整流桥正极通过电阻R1分别与主电路的三相连接，分别利用电压传感器SV1和电压传感器SV2的测量值进行绝缘电阻的测量，并以此为依据判断绝缘电阻是否合格，同时将测试结果显示在触摸屏上，此时断开主电路的所有接触器，如果绝缘测试结果不合格，则终止下面的步骤，如果绝缘测试结果合格，进行下面的步骤。

单片机通过电动执行机构P1使连接器CN1和连接器CN3连接，单片机通过电动执行机构P2使连接器CN2和连接器CN4连接，单片机通过排线J2分别输出高电平至主电路输入端的三相电源，以U相为例，当U相输入高电平时，依次控制主电路内部接触器闭合，每闭合一个接触器，排线J1检测与该接触器输出并联的线输入至单片机的电平，如果某个与U相相关联节点没有检测到高电平，则该节点存在开路故障，与U相无关联的节点也检测到高电平，则该节点存在短路故障，并确认短路位置和短路的两条线路，单片机对U相输出高组态，接着按照U相的检测方法，依次完成对V相和W相的检测，单片机通过电动执行机构P1使连接器CN1和连接器CN2断开，通过电动执行机构P2使连接器CN2和连接器CN4断开，防止强电时，损坏主电路控制回路部分，单片机控制主电路各接触器断开，单片机将故障路径显示在触摸屏上，如果单片机没有发现故障，则闭合断路器QF，断路器QF闭合后，操作人员可通过触摸屏控制相应的接触器的闭合，如果运行中出现故障，按下断路器QF，电气柜完成自检，并定位和显示故障点。

本发明在开机前完成自检，保证电气柜在无故障情况下才能工作，有效保证了操作人员的人身安全，电气柜可进行自检，快速定位故障点，节省了检修时间，安全可靠。

Claims (1)

1.一种带自检功能的智能电气柜，其特征在于，包括主电路、单片机控制板卡、触摸屏、主电路控制回路、多路开关电源、多路选择开关、电动执行机构P1、电动执行机构P2、排线J1、排线J2、排线J3、排线J4、连接器CN1、连接器CN2、连接器CN3和连接器CN4，所述的多路开关电源经电源控制开关SB与三相交流电源的火线相连接，三相交流电源的火线经电源控制开关SB与单片机控制板卡上的继电器连接，三相交流电源的零线与多路开关电源的零线输入端连接，多路开关电源的输出端与单片机控制板卡连接，三相交流电源的零线与断路器QF1、主电路各接触器、交流接触器KM1的控制线圈的一端和交流接触器KM2的控制线圈的一端分别连接，交流接触器KM1的控制线圈另一端和交流接触器KM2的控制线圈的另一端接入单片机控制板卡的继电器，单片机控制板卡通过控制交流接触器KM1和交流接触器KM2的控制线圈的通电，实现对各继电器、接触器的单独控制；

三相交流电源的火线L1、火线L2和火线L3通过交流接触器KM1与整流桥连接，三相交流电源的火线L1和火线L2接入交流接触器KM2的两输入端子，交流接触器KM2的一输出端子经电阻R1与整流桥的一交流输入端子连接，交流接触器KM2的另一输出端子与整流桥的另一交流输入端子连接，整流桥的两直流输出端与电容C并联，整流桥的两直流输出端与电压传感器SV1并联，整流桥的正极经电阻R2与多路选择开关的一端连接，多路选择开关的另一端的三个接线端子与主电路的端子2连接，主电路的端子2与主电路的一路输出并联，整流桥的负极与电气柜的机壳相连，整流桥的负极依次经电阻R4和电阻R3与多路选择开关的一端连接，电阻R4两端与电压传感器SV2并联，多路选择开关经排线J3由单片机控制板卡控制，三相交流电源经断路器QF与主电路的端子连接作为主电路的输入，连接器CN3与主电路输入端子并联通过排线J4与连接器CN4相连，主电路端子3经排线J4连接主电路内各接触器或熔断器的输出端子4，主电路的输出端子4为主电路的输出端，单片机控制板卡经排线J3控制多路选择开关，单片机控制板卡经排线J2连接主电路的端子2，单片机控制板卡经排线J1连接主电路的端子1，单片机控制板卡控制电动执行机构P1控制连接器CN1和连接器CN3的连接或断开，单片机控制板卡控制电动执行机构P2控制连接器2和连接器CN4的连接或断开。