CN106774523A - 一种变电站辅助控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站辅助控制系统，包括用于采集画面信息的摄像头、用于人工解锁的密码输入模块、用于系统供电的智能电源、用于无线信息传递的GPRS模块、用于负载驱动的驱动电路、用于数据信息采集的传感器模块、用于数据转换的数模转换器和用于综合数据处理的核心控制器。本发明变电站辅助控制系统能够对变电站进行一系列的保护，包括门禁控制系统、温度控制系统、湿度控制系统和消防控制系统，并采取相应的设备对气体参数和温度数值进行控制，同时还具有无线信息传递与控制的功能，能够有效保护变电站不受非法入侵、温度过高、湿度过高和火灾事故的影响。

Description

一种变电站辅助控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体是一种变电站辅助控制系统。

背景技术

电流的输送往往导致因线路发热造成损耗，所以在输送的时候都是通过变电升高电压，让电流变小以减少发热损耗。高压电具有很高的危险性，且目标电器也不需要如此高压，这就需要通过变电降低电压。由于在电流输送的过程中需要多次的变电，所以把电流的输送称为输变电。

输变电就像是一张布满全国的的大网。变电站就是网中的节点。连接各个节点的就是输电线路，输电线路又可分为：钢铁塔、钢管杆、砼杆、电力电缆等形式。铁塔形式的比较普遍在高速公路两侧随处可见。随着科技的发展和国家的强大，造价很高的电力电缆慢慢的被应用，这种由天空转为地下的做法，体现了社会的进步和文明。

变电站中的各项数据直接关系到电网的运行安全问题，例如变电站内部不允许非工作人员进入，变电站内部的温湿度情况都要受到严格的控制，同时，变电站一旦发生火灾，可能就会引起严重的电气火灾事故，这些都是一个现代化的变电站需要完善的地方。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、性能稳定的变电站辅助控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种变电站辅助控制系统，包括用于采集画面信息的摄像头、用于人工解锁的密码输入模块、用于系统供电的智能电源、用于无线信息传递的GPRS模块、用于负载驱动的驱动电路、用于数据信息采集的传感器模块、用于数据转换的数模转换器和用于综合数据处理的核心控制器，所述传感器模块采集数据信息并传输到数模转换器中进行数据转换，转换后的信号传输到核心控制器中，核心控制器还分别与密码输入模块、看门狗、驱动电路、智能电源、摄像头和GPRS模块相连接，驱动电路还分别连接换气扇、中央空调和步进电机。

作为本发明的优选方案：所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。

作为本发明的优选方案：所述密码输入模块包括指纹密码器和按键密码器。

作为本发明的优选方案：所述温度检测模块包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

作为本发明的优选方案：所述气体检测模块包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

作为本发明的优选方案：所述芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。

作为本发明的优选方案：所述智能电源是由市电和蓄电池组成的双电源供电系统。

作为本发明的优选方案：所述核心控制器选用单片机。

作为本发明的优选方案：所述驱动电路为继电器开关模组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明变电站辅助控制系统能够对变电站进行一系列的保护，包括门禁控制系统、温度控制系统、湿度控制系统和消防控制系统，并采取相应的设备对气体参数和温度数值进行控制，同时还具有无线信息传递与控制的功能，能够有效保护变电站不受非法入侵、温度过高、湿度过高和火灾事故的影响。

附图说明

图1为变电站辅助控制系统的结构框图；

图2为温度检测模块的电路图；

图3为气体检测模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种变电站辅助控制系统，包括用于采集画面信息的摄像头、用于人工解锁的密码输入模块、用于系统供电的智能电源、用于无线信息传递的GPRS模块、用于负载驱动的驱动电路、用于数据信息采集的传感器模块、用于数据转换的数模转换器和用于综合数据处理的核心控制器，所述传感器模块采集数据信息并传输到数模转换器中进行数据转换，转换后的信号传输到核心控制器中，核心控制器还分别与密码输入模块、看门狗、驱动电路、智能电源、摄像头和GPRS模块相连接，驱动电路还分别连接换气扇、中央空调和步进电机。

作为本发明的优选方案：所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。

作为本发明的优选方案：所述密码输入模块包括指纹密码器和按键密码器。

作为本发明的优选方案：所述温度检测模块包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

作为本发明的优选方案：所述气体检测模块包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。智能电源是由市电和蓄电池组成的双电源供电系统。核心控制器选用单片机。驱动电路为继电器开关模组。

本发明的工作原理是：系统中的传感器模块检测到系统的温度、湿度以及烟雾信息并传输给数模转换器中进行数据转换，转换后的信号传输到核心控制器中，其具体的工作原理如下：

温度传感器：电源VCC输出的电流通过由芯片IC1、芯片IC2及其外围部件组成的恒流源电路后向热敏电阻RS供电，热敏电阻RS的阻值随温度的变化而变化，从而影响芯片IC4引脚2的输入电压，当机房内的温度高于设定值时，芯片IC4的输入电压为高电平，芯片IC2为温度信号缓冲级，芯片IC3为温度信号滞后比较级，对由热敏电阻反馈来的电压信号进行钳制，报警电路不会立即工作，防止报警电路的反复开启和关断，减少元器件的老化速度，只有当高压线附近的环境温度低于设定值一段时间后，由芯片IC4的3引脚输出高电平信号OUT1到第一A/D转换器中，第一A/D转换器对输入信号进行处理，转换成单片机能够识别的机器语言后传输到单片机中，单片机通过其内部的编码译码器对报警信号进行分析处理，并输出给驱动电路，驱动电路可以根据输入的信号开启中央空调，对机房内部的温度进行调控。

烟雾传感器：当机房内部无烟雾时，红外发光二极管D1以预先调好的起始电流发光。该红外光被光敏三极管VT1接收后使其内阻减小，使得红外发光二极管D1和光敏三极管VT1串联电路中的电流增大，红外发光二极管VD1的发光强度相应增大，光敏三极管VT1内阻进一步减小。如此循环便形成了强烈的正反馈过程，直至使串联感光电路中的电流达到最大值，在电阻R1上产生的压降经二极管D2使三极管VT2导通，三极管VT3截止，报警电路不工作。当高压线附近的环境中烟雾急骤增加时，空气中的透光性恶化，此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小，其内阻增大，串联感光电路中的电流也随之减小，发光二极管D1的发光强度也随之减弱。如此循环便形成了负反馈的过程，使串联感光电路中的电流直至减小到起始电流值，电阻R9上的电压也降到临界值，使三极管VT2导通，发出报警信号到第二A/D转换器中，第二A/D转换器对输入信号进行处理，转换成单片机能够识别的机器语言后传输到单片机，第一A/D转换器中，第一A/D转换器对输入信号进行处理，转换成单片机能够识别的机器语言后传输到驱动电路和电子开关，电子开关用于打开排气扇，进行机房内部的换气，同时还会打开GPRS模块，发出远程报警信号到管理人员手机。

智能门禁的工作原理：想要进入变电站内部，可以通过密码输入模块中的按键密码器或者指纹密码器进行输入，如果识别成功，则单片机通过驱动电路开启不禁打电机，打开大门，允许通过，如果识别错误，则不会开启大们，摄像头用于采集画面信息，位于监控中心的管理人员根据画面信息判断是否允许开启大门，如果允许，管理人员可以通过手机向系统中的GPRS模块发送无线控制信号，使得单片机同样能够开启驱动电路和步进电机，打开大门，达到智能门禁的功能。

Claims (9)

1.一种变电站辅助控制系统，其特征在于，包括用于采集画面信息的摄像头、用于人工解锁的密码输入模块、用于系统供电的智能电源、用于无线信息传递的GPRS模块、用于负载驱动的驱动电路、用于数据信息采集的传感器模块、用于数据转换的数模转换器和用于综合数据处理的核心控制器，所述传感器模块采集数据信息并传输到数模转换器中进行数据转换，转换后的信号传输到核心控制器中，核心控制器还分别与密码输入模块、看门狗、驱动电路、智能电源、摄像头和GPRS模块相连接，驱动电路还分别连接换气扇、中央空调和步进电机。

2.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。

3.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述密码输入模块包括指纹密码器和按键密码器。

4.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述温度传感器包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

5.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述烟雾传感器包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

6.根据权利要求4所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。

7.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述智能电源是由市电和蓄电池组成的双电源供电系统。

8.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述核心控制器选用单片机。

9.根据权利要求1所述的变电站辅助控制系统，其特征在于，所述驱动电路为继电器开关模组。