CN106075784A - 适用风力发电机组的消防控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用风力发电机组的消防控制器。适用风力发电机组的消防控制器包括单片机模块、稳压电路模块、抗干扰电路模块、转换电路模块、温度检测模块和网络信号转换模块；稳压电路模块接收外界的输入电压；抗干扰电路模块接收外界的感温探头发送来的感温信号；转换电路模块的信号输入端在第一工作模式下接收模拟量信号、并将接收的模拟量信号转换为数字量信号，在第二工作模式下直接接收数字量信号；温度检测模块设置于单片机模块上，并且使得温度检测模块的温度检测探头接触单片机模块以检测单片机模块的温度；单片机模块连接网络信号转换模块。本发明的上述技术适用于风机消防领域。

Description

适用风力发电机组的消防控制器
技术领域
本发明涉及风机消防领域，尤其涉及一种适用风力发电机组的消防控制器。
背景技术
中国的风电装机取得了迅速的增长，无论是年度装机容量还是累计装机容量，都已经成为世界第一。但是，随着装机容量的不断增加，风电机组的火灾事故也越来越多，给企业在经济上、声誉上均造成了巨大的损失。
风力发电机组绝大多数安装在山脊上、戈壁滩、沙漠或草原深处，远离人员居住地，并且长期处于无人值守的状态，安装在风机中的消防系统自身也处于无人监控的状态。消防系统中的控制器自身的安装直接影响系统的安全和能否正常运行。因此，对风力发电机组消防系统控制器自身安全状态进行监控是确保消防系统安全和正常运行的重要举措，而目前尚无针对风机专用消防控制器的自身安全状态的检测技术。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，本发明提供了一种适用风力发电机组的消防控制器，以至少解决目前尚无针对风机专用消防控制器的自身安全状态的检测技术的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种适用风力发电机组的消防控制器，适用风力发电机组的消防控制器包括单片机模块、稳压电路模块、抗干扰电路模块、转换电路模块、温度检测模块和网络信号转换模块；其中，稳压电路模块的信号输入端用于接收外界的输入电压，稳压电路模块的稳压信号输出端用于连接单片机模块的稳压信号输入端；抗干扰电路模块的信号输入端用于接收外界的感温探头发送来的感温信号，抗干扰电路模块的信号输出端用于连接单片机模块的抗干扰信号输入端；转换电路模块的信号输入端在第一工作模式下用于接收模拟量信号、并将接收的模拟量信号转换为数字量信号，在第二工作模式下用于直接接收数字量信号；转换电路模块的信号输出端用于连接单片机模块的数字量信号输入端；温度检测模块设置于单片机模块上，并且使得温度检测模块的温度检测探头接触单片机模块以检测单片机模块的温度，温度检测模块的温度信号输出端连接单片机模块的温度信号输入端；单片机模块的信号输出端连接网络信号转换模块的信号输入端，网络信号转换模块的信号输出端作为消防控制器的信号输出端。
进一步地，稳压电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管、第一三极管和第二三极管，第一电阻的一端与第一三极管的集电极相连接并引出一个端子作为输入端，第一三极管的发射极、第二电阻的一端和第三电阻的一端相连接并引出一个端子作为输出端，第一电阻的另一端、第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连接，第二电阻的另一端、第二三极管的发射极和稳压二极管的负极相连接，第三电阻的另一端、第二三极管的基极和第四电阻的一端相连接，稳压二极管的正极和第四电阻的另一端相连接后接地。
进一步地，转换电路模块包括拨码开关；当拨码开关的第一脚和第四脚被拨成接通方式、而第二脚和第三脚被拨成断开方式时，转换电路模块处于第一工作模式；当拨码开关的第一脚和第四脚被拨成断开方式、而第二脚和第三脚被拨成接通方式时，转换电路模块处于第二工作模式。
进一步地，抗干扰电路模块包括交流稳压子模块、隔离变压子模块、交流滤波子模块以及电源变压子模块，交流稳压子模块的信号输入端作为抗干扰电路模块的信号输入端，隔离变压子模块的信号输入端连接交流稳压子模块的信号输出端，隔离变压子模块的信号输出端连接交流滤波子模块的信号输入端，交流滤波子模块的信号输出端连接电源变压子模块的信号输入端，电源变压子模块的信号输出端作为抗干扰电路模块的信号输出端。
进一步地，网络信号转换模块通过无线通信方式连接到以太网。
本发明的适用风力发电机组的消防控制器，其能够利用其中设置的温度传感器(即温度检测模块)的消防控制器，通过实时地检测消防控制器中单片机的温度并经过计算处理来确定其中的异常温度，从而能够快速、准确地定位出发生异常的单片机。
通过稳压电路模块，能够实现风力发电专用的消防控制器的稳压能力，能够适应发电机组较宽范围的电压、电流变化，在电压或电流超出消防设备(即单片机模块)接受范围时对电压或电流自动进行调峰，使其变为消防设备能够接受的电压或电流。
通过抗干扰电路模块，能够实现风力发电专用的消防控制器的抗干扰能力，解决由于来自风机内部和外部的各种干扰对消防系统和其传输电缆产生严重的干扰甚至会产生误动信号或错误信号而造成消防系统无法正常工作的问题。
通过采用转换电路模块，本发明的消防控制器既可以接收模拟量信号，也可以接收数字量信号，实现了一台消防控制设备可以同时接收数字量信号和模拟量信号的功能。由此，通过本发明的消防控制器，可以使得模拟量信号在消防控制器的电路板中被转换成为数字量信号；同一接口可以任意接入数字量信号或模拟量信号；数字量信号接入消防控制器时，转换器(即转换模块130)拨至1档(即第二工作模式)；模拟量信号接入消防控制器时，转换器拨至2档(即第一工作模式)，实现两种信号均可接入的状态。
通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：
图1为本发明的适用风力发电机组的消防控制器的一个示例的结构框图；
图2为图1所示的稳压电路模块的一种示例性结构的示意图；
图3为图1所示的抗干扰电路模块的一种示例性结构的示意图。
本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明的实施例提供了一种适用风力发电机组的消防控制器，适用风力发电机组的消防控制器包括单片机模块、稳压电路模块、抗干扰电路模块、转换电路模块、温度检测模块和网络信号转换模块；其中，稳压电路模块的信号输入端用于接收外界的输入电压，稳压电路模块的稳压信号输出端用于连接所述单片机模块的稳压信号输入端；抗干扰电路模块的信号输入端用于接收外界的感温探头发送来的感温信号，抗干扰电路模块的信号输出端用于连接单片机模块的抗干扰信号输入端；转换电路模块的信号输入端在第一工作模式下用于接收模拟量信号、并将接收的模拟量信号转换为数字量信号，在第二工作模式下用于直接接收数字量信号；转换电路模块的信号输出端用于连接单片机模块的数字量信号输入端；温度检测模块设置于单片机模块上，并且使得温度检测模块的温度检测探头接触单片机模块以检测单片机模块的温度，温度检测模块的温度信号输出端连接单片机模块的温度信号输入端；单片机模块的信号输出端连接网络信号转换模块的信号输入端，网络信号转换模块的信号输出端作为消防控制器的信号输出端。
下面结合图1描述本发明的适用风力发电机组的消防控制器100的一种示例结构。
如图1所示，本发明的消防控制器100包括单片机模块110、稳压电路模块120、抗干扰电路模块130、转换电路模块140、温度检测模块150和网络信号转换模块160。
稳压电路模块120的信号输入端用于接收外界的输入电压，稳压电路模块120的稳压信号输出端用于连接单片机模块110的稳压信号输入端。
根据一种实现方式，如图2所示，稳压电路模块120例如包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、稳压二极管Z1、第一三极管Q1和第二三极管Q2。第一电阻R1的一端与第一三极管Q1的集电极相连接并引出一个端子作为输入端，第一三极管Q1的发射极、第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端相连接并引出一个端子作为输出端，第一电阻R1的另一端、第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的集电极相连接，第二电阻R2的另一端、第二三极管Q2的发射极和稳压二极管Z1的负极相连接，第三电阻R3的另一端、第二三极管Q2的基极和第四电阻R4的一端相连接，稳压二极管Z1的正极和第四电阻R4的另一端相连接后接地。其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2的脚1为基极，脚2为集电极，脚3为发射极。Vi为输入电压，Vo为输出电压。
其中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、稳压二极管Z1、第一三极管Q1和第二三极管Q2均可以采用现有的电子元件实现。
如图2所示，输出电压Vo被第三电阻R3、第四电阻R4取样后与Z1进行比较，当输出电压Vo因为某种原因升高时，Q2的基极电压也升高，Q1的基极电压下降，使Vo趋于稳定。
这样，通过稳压电路模块能够实现风力发电专用的消防控制器的稳压能力，能够适应发电机组较宽范围的电压、电流变化，在电压或电流超出消防设备(即单片机模块)接受范围时对电压或电流自动进行调峰，使其变为消防设备能够接受的电压或电流。
抗干扰电路模块130的信号输入端用于接收外界的感温探头发送来的感温信号，抗干扰电路模块130的信号输出端用于连接单片机模块110的抗干扰信号输入端。
根据一种实现方式，如图3所示，抗干扰电路模块130例如包括交流稳压子模块310、隔离变压子模块320、交流滤波子模块330以及电源变压子模块340。
其中，交流稳压子模块310的信号输入端作为抗干扰电路模块130的信号输入端，隔离变压子模块320的信号输入端连接交流稳压子模块310的信号输出端，隔离变压子模块320的信号输出端连接交流滤波子模块330的信号输入端，交流滤波子模块330的信号输出端连接电源变压子模块340的信号输入端，电源变压子模块340的信号输出端作为抗干扰电路模块130的信号输出端。
这样，通过抗干扰电路模块实现风力发电专用的消防控制器的抗干扰能力，能够解决由于来自风机内部和外部的各种干扰对消防系统和其传输电缆产生严重的干扰甚至会产生误动信号或错误信号而造成消防系统无法正常工作的问题。
其中，交流稳压子模块310可以采用现有交流稳压器实现，隔离变压子模块320可以采用现有的1:1隔离变压器实现，交流滤波子模块330可以采用现有的交流滤波器实现，而电源变压子模块340可以采用现有的电源变压器实现。
转换电路模块140的信号输入端在第一工作模式下用于接收模拟量信号、并将接收的模拟量信号转换为数字量信号，在第二工作模式下用于直接接收数字量信号。转换电路模块140的信号输出端用于连接单片机模块110的数字量信号输入端。
根据一种实现方式，转换电路模块140例如包括拨码开关。当拨码开关的第一脚和第四脚被拨成接通方式、而第二脚和第三脚被拨成断开方式时，转换电路模块140处于第一工作模式。当拨码开关的第一脚和第四脚被拨成断开方式、而第二脚和第三脚被拨成接通方式时，转换电路模块140处于第二工作模式。
这样，通过采用转换电路，本发明的消防控制器既可以接收模拟量信号，也可以接收数字量信号，实现了一台消防控制设备可以同时接收数字量信号和模拟量信号的功能。由此，通过本发明的消防控制器，可以使得模拟量信号在消防控制器的电路板中被转换成为数字量信号；同一接口可以任意接入数字量信号或模拟量信号；数字量信号接入消防控制器时，转换器(即转换电路模块140)拨至1档(即第二工作模式)；模拟量信号接入消防控制器时，转换器拨至2档(即第一工作模式)，实现两种信号均可接入的状态。
温度检测模块150设置于单片机模块110上，并且使得温度检测模块150的温度检测探头接触单片机模块110以检测单片机模块110的温度，温度检测模块150的温度信号输出端连接单片机模块110的温度信号输入端。
单片机模块110的信号输出端连接网络信号转换模块160的信号输入端，网络信号转换模块160的信号输出端作为消防控制器的信号输出端。
其中，网络信号转换模块160例如可以通过无线通信方式连接到以太网。
在该示例中，单片机模块的型号例如可为80C51，而网络信号转换模块例如可采用TLN13UA06型WIFI模块实现。
传统的风机消防控制器中，没有监控自身温度，无法知道自身出现的状态。在本发明中，通过在消防控制器中增加“温度检测模块”，单片机将温度检测模块采集到的控制器中的温度经过网络信号转换后输出，如送入以太网，由此，连接在以太网上的触摸屏一体机(作为控制处理单元的示例)可以显示出温度检测模块的温度，也就是消防控制器中单片机的温度(也即消防控制器的温度)，便于监控人员对消防控制器自身安全进行判断。
例如，当所述消防控制器的数量为多个时：针对多个消防控制器中的每一个，通过该消防控制器的温度检测模块来实时检测该消防控制器的单片机模块的温度，将对应的温度数据发送给指定目标，其中，指定目标是多个消防控制器中的其中一个。
指定目标的单片机模块被配置用于根据多个消防控制器的单片机对应的多个温度数据，确定多个温度数据中的异常数据，以判定多个消防控制器的单片机中的异常对象。
由此，在具有多个消防控制器的场景下，利用本发明的设有温度检测模块的消防控制器，通过以上处理能够确定其中的异常对象，进而实现对消防控制器自身安全的判断。
例如，可以通过如下方式来确定多个温度数据中的异常数据：计算该多个温度数据的平均值；针对该多个温度数据中的每一个，计算该温度数据与平均值之差，若该差与平均值之比的绝对值大于或等于预设参考比值，则将该温度数据确定为异常数据。其中，预设参考比值例如可以为20％，20％的预设参考比值既可以有效地筛选出异常的单片机，又可以避免过度筛选。如果预测参考比值设置得过大，容易导致单片机虽发生温度异常却无法被筛选出的问题；而如果预测参考比值设置得过小，则容易发生过度筛选，也即，筛选出的部分单片机虽然温度高于预测参考比值，但仍可正常工作。预设参考比值可以根据经验值来设定，或者也可以通过试验的方法来确定，这里不再赘述。
在一个例子中，假设N为5，某一时刻实时检测得到的5个消防控制器A1、A2、A3、A4和A5各自的单片机温度分别依次为te1、te2、te3、te4和te5。经过步骤S310计算之后，得到te1、te2、te3、te4和te5的平均值tep。然后，在步骤S320中，分别计算te1、te2、te3、te4和te5与tep的比值绝对值，即，|te1/tep|、|te2/tep|、|te3/tep|、|te4/tep|和|te5/tep|，再分别判断|te1/tep|、|te2/tep|、|te3/tep|、|te4/tep|和|te5/tep|这5个比值绝对值是否大于或等于20％。假设|te1/tep|、|te2/tep|、|te3/tep|、|te4/tep|和|te5/tep|分别为10％、15％、13％、22％和19％，则可得知22％对应的温度数据te4为异常数据，进而可知te4对应的那个单片机为异常对象，也就是说，在检测结果中将消防控制器A4的单片机确定为异常对象。这样，可以初步判定该单片机自身出现故障或不能稳定运行的可能性较大，需要进行检测或更换。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.适用风力发电机组的消防控制器，其特征在于，所述适用风力发电机组的消防控制器包括单片机模块、稳压电路模块、抗干扰电路模块、转换电路模块、温度检测模块和网络信号转换模块；
其中，所述稳压电路模块的信号输入端用于接收外界的输入电压，所述稳压电路模块的稳压信号输出端用于连接所述单片机模块的稳压信号输入端；
所述抗干扰电路模块的信号输入端用于接收外界的感温探头发送来的感温信号，所述抗干扰电路模块的信号输出端用于连接所述单片机模块的抗干扰信号输入端；
所述转换电路模块的信号输入端在第一工作模式下用于接收模拟量信号、并将接收的模拟量信号转换为数字量信号，在第二工作模式下用于直接接收数字量信号；所述转换电路模块的信号输出端用于连接所述单片机模块的数字量信号输入端；
所述温度检测模块设置于所述单片机模块上，并且使得所述温度检测模块的温度检测探头接触所述单片机模块以检测所述单片机模块的温度，所述温度检测模块的温度信号输出端连接所述单片机模块的温度信号输入端；
所述单片机模块的信号输出端连接所述网络信号转换模块的信号输入端，所述网络信号转换模块的信号输出端作为所述消防控制器的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的适用风力发电机组的消防控制器，其特征在于，所述稳压电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管、第一三极管和第二三极管，所述第一电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连接并引出一个端子作为输入端，所述第一三极管的发射极、所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端相连接并引出一个端子作为输出端，所述第一电阻的另一端、所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极相连接，所述第二电阻的另一端、所述第二三极管的发射极和所述稳压二极管的负极相连接，所述第三电阻的另一端、所述第二三极管的基极和所述第四电阻的一端相连接，所述稳压二极管的正极和所述第四电阻的另一端相连接后接地。
3.根据权利要求1或2所述的适用风力发电机组的消防控制器，其特征在于，所述转换电路模块包括拨码开关；
当所述拨码开关的第一脚和第四脚被拨成接通方式、而第二脚和第三脚被拨成断开方式时，所述转换电路模块处于第一工作模式；
当所述拨码开关的第一脚和第四脚被拨成断开方式、而第二脚和第三脚被拨成接通方式时，所述转换电路模块处于第二工作模式。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的适用风力发电机组的消防控制器，其特征在于，所述抗干扰电路模块包括交流稳压子模块、隔离变压子模块、交流滤波子模块以及电源变压子模块，所述交流稳压子模块的信号输入端作为所述抗干扰电路模块的信号输入端，所述隔离变压子模块的信号输入端连接所述交流稳压子模块的信号输出端，所述隔离变压子模块的信号输出端连接所述交流滤波子模块的信号输入端，所述交流滤波子模块的信号输出端连接所述电源变压子模块的信号输入端，所述电源变压子模块的信号输出端作为所述抗干扰电路模块的信号输出端。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的适用风力发电机组的消防控制器，其特征在于，所述网络信号转换模块通过无线通信方式连接到以太网。
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