CN111884344A - 一种岸电箱控制供电通断装置 - Google Patents
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Abstract
一种岸电箱控制供电通断装置，主要包括数据采集模块、数据解析模块、状态输入模块、状态输出模块、主控模块、显示模块、外设控制模块；所述数据采集模块采集外电压、电流、频率、漏电流、过电流、过载等传感器数据；所述数据解析模块分析所述数据采集模块采集到的数据，与设定的安全阀值相比较，并将比较的结果发送到所述主控模块；所述状态输入模块接收用户输入的数据，并将数据发送到所述数据解析模块；所述状态输出模块把大电流通断单元的开断状态通过光隔离和电平转化连接到主控芯片；所述数据解析模块还接收所述状态输入模块发送过来的数据，根据相应数据执行相应动作，并将执行结果发送到所述显示模块，并通过显示模块进行展示。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电通断装置，尤其涉及一种岸电箱控制供电通断装置。
背景技术
岸电箱可以为停泊在港口、码头、锚地的船舶提供泵组、通风、照明、通讯和其他设施所需的电力，而无需使用船舶自身的燃油发电机组，从而阻止船舶的燃油发电机组将燃油燃烧颗粒及温室气体持续排放到当地空气中，达到改善港口空气质量的目的。船舶燃油发电本身效率不高，再加上产生的过剩电能又不能存储，能源浪费极大，总体效率远低于火电发电效率，因此，船舶使用岸电箱装置从总体上能节约能源、保护环境。本发明针对岸电箱如何为船舶提供稳定可靠、安全可用的持续供电提出了一种电路系统设计方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制大电流通断的控制系统，为实现上述目的，本系统采用了以下技术方案：
一种岸电箱控制供电通断装置，主要包括数据采集模块、数据解析模块、状态输入模块、状态输出模块、主控模块、显示模块、外设控制模块；
所述数据采集模块采集外电压、电流、频率、漏电流、过电流、过载等传感器数据；
所述数据解析模块分析所述数据采集模块采集到的数据，与设定的安全阀值相比较，并将比较的结果发送到所述主控模块；
所述状态输入模块接收用户输入的数据，并将数据发送到所述数据解析模块；
所述状态输出模块把大电流通断单元的开断状态通过光隔离和电平转化连接到主控芯片；
所述数据解析模块还接收所述状态输入模块发送过来的数据，根据相应数据执行相应动作，并将执行结果发送到所述显示模块，并通过显示模块进行展示。
所述主控模块接收所述数据解析模块的数据，并根据数据结果向所述外设控制模块发送切断供电命令，并将执行结果发送到所述显示模块。
所述显示模块接收所述主控模块和所述外设控制模块的数据，并显示。
所述显示模块在五分钟内无用户操作和告警信息时自动进行暗屏功能处理。
本发明的有益效果为：结构简单且工作稳定可靠，为确保岸电箱装置稳定、安全地为船舶供电提供了坚实的物质基础；本系统工作时能耗低、成本少，能有效促进环保和节能减排。
附图说明
图1为本发明的主控模块、数据解析模块、状态输入模块电路。
图2为本发明的外设控制模块电路。
图3为本发明的状态输出模块电路。
图4为本发明的数据采集模块电路。
图5为本发明的显示模块电路。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的工作原理，下面结合附图来进一步说明。
如图1所示，主控模块、数据解析模块、状态输入模块电路采用意法半导体公司生产的STM32F103C8T6单片机作为主控芯片，数据解析模块主要功能为：把外部传感器获取的电压、电流、频率、漏电流、过电流、过载等模拟信号通过单片机内置的AD转换器，按照相关转换规则，转换为直观的数字信号，本实施例中，接单片机第10、11、12、13、14、15脚。状态输入模块主要功能为：通过接在单片机第40、41、42、42脚的S2、S3、S4、S5四个按键输入需要的阀值数据和设定数据，由主控模块获取相关数据并存储。主控模块主要功能为：从数据解析模块、状态输入模块获取相应数据，经过运算和电路的反馈状态（接单片机第27脚）比较，发出相应的控制动作（接单片机第28脚），并把相关报警信息和结果输出到显示模块（接单片机第19、20、21脚）；
如图2所示，外设控制模块主要包括继电器控制电路、大电流通断单元、吸收单元，电阻R5起限流作用，电阻R6使三极管Q1可靠饱和，二极管D1起续流作用，防止继电器RK1线圈反向击穿。RK1常开点信号控制大电流通断单元的开通和断开，当大电流通断单元开通时，外接三相电开始给船舶用电设备供电。由于开断大电流通过时易发生磁饱和现象，进而导致二次输出信号波形畸变，无法实现对开断电流的准确测量，所以大电流通断单元须外接吸收单元，消除大电流开断时产生的各种干扰。主控模块通过外部传感器实时测量各种电参数，并对参数做出判断和分析，当超过设定阀值时，停止对船舶用电设备供电。
如图3所示，状态输出模块主要功能是把大电流通断单元的开断状态通过光隔离和电平转化连接到主控芯片，主控单元根据状态输出模块的输出信号并结合检测到的各种传感器数据，对大电流通断单元做出合适的开断控制。
如图4所示为数据采集模块电路，它采集外部传感器的4-20ma信号，其中，ADC1为电压传感器信号输入，ADC2为电流传感器信号输入、ADC3为频率传感器信号输入、ADC4为漏电流传感器信号输入、ADC5为过电流传感器信号输入、ADC6为过载传感器信号输入，ADC1-ADC6为4-20ma信号的正极接入点，负极信号分别接入电源地，D3-D14为二极管,起保护作用，防止接入传感器信号过高或过低而损坏主控芯片，R12、R14、R16、R18、R20、R22是精密电阻，起把4-20ma电流信号转换为电压信号的作用，传感器接入点的电容和电阻（R11、C25、R13、C26、R15、C27、R16、C28、R17、C29、R18、C29）组成低通滤波电路，起滤波功能，对电路有抗干扰的作用；外部传感器的4-20ma信号经此链路转换为模拟电压信号，最后接入数据解析模块中的单片机stm32f207第10、11、12、13、14、15脚，此六脚为单片机AD转换模块的接入引脚，最终外部传感器接入的4-20ma信号转换为数字信号被数据解析模块获取，该电路成本低，稳定性好，采集的距离可达1000米，信号抗干扰能力强。
如图5所示为显示模块电路，电阻R9为显示屏的亮度调节电阻，电阻R10为对比度调节电阻，片选信号CS、数据信号SID、时钟信号SCLK分别接主控芯片的第19、21、20脚，供主控芯片和显示屏通讯控制用。
Claims (4)
1.一种岸电箱控制供电通断装置，其特征在于：主要包括数据采集模块、数据解析模块、状态输入模块、状态输出模块、主控模块、显示模块、外设控制模块；所述数据采集模块采集外电压、电流、频率、漏电流、过电流、过载等传感器数据；所述数据解析模块分析所述数据采集模块采集到的数据，与设定的安全阀值相比较，并将比较的结果发送到所述主控模块；所述状态输入模块接收用户输入的数据，并将数据发送到所述数据解析模块；所述状态输出模块把大电流通断单元的开断状态通过光隔离和电平转化连接到主控芯片；所述数据解析模块还接收所述状态输入模块发送过来的数据，根据相应数据执行相应动作，并将执行结果发送到所述显示模块，并通过显示模块进行展示。
2.根据权利要求1所述的一种岸电箱控制供电通断装置，其特征在于：所述主控模块接收所述数据解析模块的数据，并根据数据结果向所述外设控制模块发送切断供电命令，并将执行结果发送到所述显示模块。
3.根据权利要求1所述的一种岸电箱控制供电通断装置，其特征在于：所述显示模块接收所述主控模块和所述外设控制模块的数据，并显示。
4.根据权利要求1所述的一种岸电箱控制供电通断装置，其特征在于：所述显示模块在五分钟内无用户操作和告警信息时自动进行暗屏功能处理。
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