CN116345695A - 一种换热站用带断电报警通讯方法及通讯终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通讯终端技术领域，公开了一种换热站用带断电报警通讯方法及通讯终端，主控模块实时采集换热设备工作参数并上传至总控平台；实时监控换热站主电路以及自身供电电路运行情况，当出现自身供电电路断路问题，超级电容给主控模块供电，保持主控模块工作，同时主控模块切换与总控平台通讯方式，主动上传断电数据、工作参数以及所属ID号以及SIM卡号，无需外置UPS备用电源，采用超级电容作为备用电源供电，保证通讯终端将断电信号传输至总控平台，成本低，后期运维简单；切换与总控平台通讯模式，保证断电信号的传输，通讯方式灵活，且断电信号包含ID等数据，能够辅助工作人员快速定位问题设备，快速做出应对，保证设备的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及通讯终端技术领域，具体涉及一种换热站用带断电报警通讯方法及通讯终端。
背景技术
目前换热站断电报警采用多功能通讯终端上传到服务器，服务器采用系统设置断线报警功能，但是如果从系统1000台左右换热机组运行参数中获取DTU断电信息，该信息不但包括2小时的1000台左右换热机组掉线报警信息，同时叠加其它报警及提示信息的信息，信息量巨大，使得操作难度较大。如果使用缩短时间间隔，则该方法会影响整个智慧系统，巨大的报警信息量将严重干扰正常的生产调度工作，导致后续的技术人员现场查看设备和维护时间严重滞后。如此一来，若是换热站发生跳闸断电情况，则设备运行安全状态的发现时间将会被大大拉长，增加了生产运行安全风险。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种换热站用带断电报警通讯方法及通讯终端。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种换热站用带断电报警通讯方法，包括如下步骤：主控模块实时采集换热设备工作参数并上传至总控平台；实时监控换热站主电路以及自身供电电路运行情况，当出现自身供电电路断路问题，超级电容给主控模块供电，保持主控模块工作，当出现换热站主电路断路，主控模块切换与总控平台通讯方式，主动上传断电数据、工作参数以及所属ID号以及SIM卡号，同时所述主控模块还与移动设备通讯连接，将断电数据信号主动发送到对应的移动设备上。
在本发明中，优选的，所述主控模块与所述总控平台与所述总控平台通讯采用透传模式或主动上传模式，在日常工作为透传模式通讯，当主控模块采集到断电信号时，转换为主动上传模式。
一种换热站用带断电报警通讯终端，包括主控模块，以及与主控模块连接的通讯模块和电源转换模块，所述主控模块通讯连接有总控平台，其中所述电源转换模块包括外部电源以及备电模块，所述主控模块内部设置有断电信号采样单元，所述断电信号采样单元包括电压采样组和IO采样组，所述电压采样组与所述外部电源连接，所述IO采样组与主电路连接，主电路用于给换热站设备进行供电，所述主控模块在收到断电信号时，通过控制电源转换模块将外部电源供电切换为备电模块供电，并通过通讯模块将断电信号发送给所述总控平台。
在本发明中，优选的，所述主控模块内还包括通讯切换组，所述通讯模块包括4G通讯组和RS485通讯组，当所述主控模块接收到断路信号时，通讯切换组从RS485通讯组工作切换为4G通讯组工作。
在本发明中，优选的，所述备电模块采用超级电容进行供电。
在本发明中，优选的，所述电源转换模块包括电压转换电路，所述电压转换电路包括连接在一起的高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1，所述高频降压稳压器U1连接所述外部电源，所述高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1之间还连接有瞬态电压抑制二极管，所述低压稳压器IC1输出端还接有滤波电容EC3和C3。
在本发明中，优选的，所述高频降压稳压器U1输出端还通过连接器U4、CN4和CN5连接所述超级电容。
在本发明中，优选的，所述RS485通讯组包括485通讯芯片IC6，485通讯芯片IC6分别通过电感L1和保险丝PPTC1组成的串联电路、电感L2和保险丝PPTC2组成的串联电路后接电源，485通讯芯片IC6与所述主控模块连接，进行数据通讯。
在本发明中，优选的，所述4G通讯组包括通讯芯片U2，所述通讯芯片U2通过若干组放大电路与所述主控模块连接，其中一放大电路包括运放Q8，运放Q8集电极与主控芯片IC2的36号引脚连接，基极通过电阻R31接通讯芯片U2，发射极接地。
在本发明中，优选的，所述通讯模块还包括I2C总线通讯组，I2C总线通讯组包括整流芯片IC7和整流芯片IC9，整流芯片IC7和整流芯片IC9输入端分别通过电阻R12和R25以及连接器CN2接主控模块，输出端分别连接光电耦合器IC8和IC10，光电耦合器IC8和IC10输出端连接I2C接口驱动芯片IC3的5号和6号引脚，同时驱动芯片IC3的5号引脚与主控芯片IC2的42号引脚连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的方法无需外置UPS备用电源，采用超级电容作为备用电源供电，当外部电源停电时，自动切换到超级电容供电，保证通讯终端将断电信号传输至总控平台，成本低，后期运维简单；同时对换热设备断电情况进行监控，当出现换热设备断电情况，切换与总控平台通讯模式，保证断电信号的传输，通讯方式灵活，且断电信号包含ID等数据，能够辅助工作人员快速定位问题设备，快速做出应对，保证设备的安全运行。
附图说明
图1为本发明所述的一种换热站用带断电报警通讯方法流程示意图。
图2为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的电源转换模块电路图。
图3为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的主控模块电路图。
图4为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的RS485通讯组电路图。
图5为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的4G通讯组电路图。
图6为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的I2C总线通讯组图。
图7为发明所述的一种换热站用带断电报警通讯终端的显示模块电路图。
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、 “ 水平的”、“ 左”、“ 右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，本发明一较佳实施方式提供一种换热站用带断电报警通讯方法，用于换热站监控通讯终端，主要包括如下步骤：主控模块实时采集换热设备工作参数并上传至总控平台；同时实时监控换热站主电路以及自身供电电路运行情况，当出现自身供电电路断路问题，超级电容给主控模块供电，保持主控模块工作，在无需外置UPS备用电源的同时，避免因断电导致主控模块暂停工作，无法发送断电信号，同时主控模块切换与总控平台通讯方式，主动上传断电数据、工作参数以及所属ID号以及SIM卡号，同时所述主控模块还与移动设备通讯连接，将断电数据信号主动发送到对应的移动设备上，管理人员通过断电数据，以及ID号以及SIM卡号，迅速确定断电原因及对应换热站设备，快速做出应对措施，提升安全生产管理水平。
进一步的，主控模块与通讯设备采用主动上传方式，每个通讯终端对应一唯一的所属ID号，以及SIM卡号，每个SIM卡号设定对应一个或多个通讯设备，当主控模块需要主动上传断电数据等给总控平台的同时，将断电信号发送至对应通讯连接的移动设备上，以避免人员忽略总控平台报警信号或不在总控平台前导致忽略断电报警信号，未能及时响应，通过将报警数据同时发送至工作人员的移动设备上，保证工作人员及时接收信号，及时响应并做出应对措施，保证生产安全和管理水平。
在本实施方式中，主控模块与总控平台与总控平台通讯采用透传模式或主动上传模式，在日常工作为透传模式通讯，当主控模块采集到断电信号时，转换为主动上传模式，避免断电导致的主控模块与总控平台无法通讯，断电时主控模块有超级电容供电，以维持主控模块能够自动上传断电信号，实现断电报警。
具体的，在正常运行情况下，对换热站机组运行分别监控，分别采集机组运行状态数据采用透传模式通讯传递给总控平台，同时采集换热机组供电主电路以及通讯终端自身供电电路数据，当出现停电或电源故障跳闸等导致换热机组供电电路断路时，主控模块接收到断路信号，将与总控平台的通讯模式切换为4G的主动上传模式，将断电信号传输到总控平台，当通讯终端自身断电时，备用超级电容为主控模块供电，以保证主控模块将自身断电问题传输给总共平台。
请同时参见图2至图7，本发明另一较佳实施方式提供一种换热站用带断电报警通讯终端，与换热机组连接，主要包括主控模块，以及与主控模块连接的通讯模块和电源转换模块，主控模块通讯连接有总控平台，其中电源转换模块包括外部电源以及备电模块，主控模块内部设置有断电信号采样单元，断电信号采样单元包括电压采样组和IO采样组，电压采样组与外部电源连接，IO采样组与主电路连接，主电路用于给换热站设备进行供电，主控模块在收到断电信号时，通过控制电源转换模块将外部电源供电切换为备电模块供电，并通过通讯模块将断电信号发送给总控平台。
具体的，电源转换模块用于给通讯终端整体供电，主电路用于给换热站的换热设备供电，其中换热设备供电为三相电，取其中两相的相电压，分别接一个AC转DC模块，AC转DC模块将输入的220V电源转换为 12V输出到IO采样组，IO采样组采用模数转换电路，将模拟电流信号转换为电平信号输入到主控模块中，以完成对主电路的电压信号采集，其中AC转DC模块、模数转换电路均采用现有技术，故不赘述。
请参见图3，在本实施方式中，主控模块包括主控芯片IC2，主控芯片IC2采用STM32G070RBT6系列单片机芯片，主控模块内还包括通讯切换组，通讯模块包括4G通讯组和RS485通讯组，当主控模块接收到断路信号时，通讯切换组从RS485通讯组工作切换为4G通讯组工作。
具体的，通讯终端与连接的换热机组进行数据交互，将换热机组的运行数据通过RS485通讯组传递给总控平台，同时通过IO采样组监控换热机组的供电情况，当换热机组供电电路断开时，可能存在整体断电或局部断电情况，主控模块切换到4G通讯组主动上传换热机组断电信号以及所属ID号以及SIM卡号至总控平台，如同时通讯终端供电的外部电源也中断时，由超级电容为主控模块供电，主控模块电压采样组采集到自身断电情况，将该断电自检数据一同传递给总控平台，总控平台依据传递的断电数据能够迅速判断是通讯终端断电还是换热机组断电，以及出现断电问题的对应设备，快速做出应对，从而保证换热机组的安全运行。
在本实施方式中，备电模块采用超级电容进行供电，避免了采用UPS备用电源方式供电带来的成本费用高和后期维护难的问题，同时在通讯终端供电断电时为其提供电能，维持主控模块将断电信号发送给总控平台。
请参见图2，在本实施方式中，电源转换模块包括电压转换电路，电压转换电路包括连接在一起的高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1，高频降压稳压器U1连接外部电源，高频降压稳压器U1用于将输入的24V电源转换为5V电源输出，低压稳压器IC1用于将5V电源转换为3.3V输出，3.3V输出接主控芯片的7号和8号引脚，以供主控芯片工作，高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1之间还连接有瞬态电压抑制二极管，以避免过电压情况，提高电源抗干扰性能，低压稳压器IC1输出端还接有滤波电容EC3和C3，对输出的3.3V电压进行滤波，保证电压稳定性；高频降压稳压器U1输出端还通过连接器U4、CN4和CN5连接超级电容，其中连接器U4为超级电容充放电处理芯片，CN4连接开关，CN5连接超级电容（250F/4V），正常工作时，高频降压稳压器U1输出通过连接器U4给超级电容充电，同时高频降压稳压器U1给通讯终端供电，维持通讯终端正常工作，当外部电源因故断开时，超级电容通过连接器U4给通讯终端提供电源，以维持通讯终端将断电信号发送给总控平台，避免因通讯终端断电导致故障信号无法发送，总控平台接收不到断电信号无法及时作出应对。
请参见图4，在本实施方式中，RS485通讯组包括485通讯芯片IC6，485通讯芯片IC6采用RSM485HT5S系列隔离收发器模块，485通讯芯片IC6分别通过电感L1和保险丝PPTC1组成的串联电路、电感L2和保险丝PPTC2组成的串联电路后接电源，485通讯芯片IC6的信号输入与输出引脚分别通过串接电阻R21和R22后接入主控芯片IC2的25号和26号引脚，与主控模块连接，完成主控模块串口数据转换成RS485类型信号，与总控平台进行数据通讯。
请参见图5，在本实施方式中，4G通讯组包括通讯芯片U2，通讯芯片U2采用USR-GPRSS2-7S3系列通讯芯片，通讯芯片U2通过若干组放大电路与主控模块连接，若干放大电路结构相同，其中一放大电路包括运放Q8，运放Q8集电极与主控芯片IC2的36号引脚连接，基极通过电阻R31接通讯芯片U2，发射极接地；还包括运放Q10，运放Q10集电极与主控芯片IC2的33号引脚连接，基极通过电阻R38接通讯芯片U2，发射极接地；还包括运放Q1，运放Q1集电极与主控芯片IC2的35号引脚连接，基极通过电阻R24接通讯芯片U2，发射极接地；还包括运放Q2，运放Q2集电极与主控芯片IC2的34号引脚连接，基极通过电阻R28接通讯芯片U2，发射极接地，通讯芯片U2将主控模块输出的串口数据转换成网络协议数据，将数据传输给总控平台。
请参见图6，在本实施方式中，通讯模块还包括I2C总线通讯组，I2C总线通讯组包括整流芯片IC7和整流芯片IC9，整流芯片IC7和整流芯片IC9输入端分别通过电阻R12和R25以及连接器CN2接主控模块，输出端分别连接光电耦合器IC8和IC10，光电耦合器IC8和IC10输出端连接I2C接口驱动芯片IC3的5号和6号引脚，同时驱动芯片IC3的5号引脚与主控芯片IC2的42号引脚连接，以进行数据交互，I2C总线通讯组实现通讯终端与总控平台的总线通信方式。
在本实施方式中，主控模块还连接有显示模块，显示模块包括3个单色LED，分别是发光二极管D3、发光二极管D4和发光二极管D5，发光二极管D3连接电阻R5后接主控模块，用于指示主控模块与总控平台通讯，发光二极管D4连接电阻R7后接主控模块，用于指示主控模块的4G网络连接，发光二极管D5连接电阻R9后接主控模块，用于指示主控模块的服务器连接，还包括一个三基色LED，其分别串接电阻R11、R13和R15后接主控模块，用于指示4G网络信号强度。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.一种换热站用带断电报警通讯方法，其特征在于，包括如下步骤：主控模块实时采集换热设备工作参数并上传至总控平台；实时监控换热站主电路以及自身供电电路运行情况，当出现自身供电电路断路问题，超级电容给主控模块供电，保持主控模块工作，当出现换热站主电路断路，主控模块切换与总控平台通讯方式，主动上传断电数据、工作参数以及所属ID号以及SIM卡号，同时所述主控模块还与移动设备通讯连接，将断电数据信号主动发送到对应的移动设备上。
2.根据权利要求1所述的一种换热站用带断电报警通讯方法，其特征在于，所述主控模块与所述总控平台之间通讯采用透传模式或主动上传模式，在日常工作为透传模式通讯，当主控模块采集到断电信号时，转换为主动上传模式。
3.一种换热站用带断电报警通讯终端，用于实现权利要求1或权利要求2所述的一种换热站用带断电报警通讯方法，其特征在于，包括主控模块，以及与主控模块连接的通讯模块和电源转换模块，所述主控模块通讯连接有总控平台，其中所述电源转换模块包括外部电源以及备电模块，所述主控模块内部设置有断电信号采样单元，所述断电信号采样单元包括电压采样组和IO采样组，所述电压采样组与所述外部电源连接，所述IO采样组与主电路连接，主电路用于给换热站设备进行供电，所述主控模块在收到断电信号时，通过控制电源转换模块将外部电源供电切换为备电模块供电，并通过通讯模块将断电信号发送给所述总控平台。
4.根据权利要求3所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述主控模块内还包括通讯切换组，所述通讯模块包括4G通讯组和RS485通讯组，当所述主控模块接收到断路信号时，通讯切换组从RS485通讯组工作切换为4G通讯组工作。
5.根据权利要求3所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述备电模块采用超级电容进行供电。
6.根据权利要求5所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述电源转换模块包括电压转换电路，所述电压转换电路包括连接在一起的高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1，所述高频降压稳压器U1连接所述外部电源，所述高频降压稳压器U1和低压稳压器IC1之间还连接有瞬态电压抑制二极管，所述低压稳压器IC1输出端还接有滤波电容EC3和C3。
7.根据权利要求6所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述高频降压稳压器U1输出端还通过连接器U4、CN4和CN5连接所述超级电容。
8.根据权利要求4所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述RS485通讯组包括485通讯芯片IC6，485通讯芯片IC6分别通过电感L1和保险丝PPTC1组成的串联电路、电感L2和保险丝PPTC2组成的串联电路后接电源，485通讯芯片IC6与所述主控模块连接，进行数据通讯。
9.根据权利要求4所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述4G通讯组包括通讯芯片U2，所述通讯芯片U2通过若干组放大电路与所述主控模块连接，一放大电路包括运放Q8，运放Q8集电极与主控芯片IC2的36号引脚连接，基极通过电阻R31接通讯芯片U2，发射极接地。
10.根据权利要求9所述的一种换热站用带断电报警通讯终端，其特征在于，所述通讯模块还包括I2C总线通讯组，I2C总线通讯组包括整流芯片IC7和整流芯片IC9，整流芯片IC7和整流芯片IC9输入端分别通过电阻R12和R25以及连接器CN2接主控模块，输出端分别连接光电耦合器IC8和IC10，光电耦合器IC8和IC10输出端连接I2C接口驱动芯片IC3的5号和6号引脚，同时驱动芯片IC3的5号引脚与主控芯片IC2的42号引脚连接。
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-
2023
- 2023-05-26 CN CN202310600985.0A patent/CN116345695A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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