CN204029102U - 一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备，包括监控单元，包括MCU电路、与MCU电路连接的改进型二总线通信电路；消防电源，用于向监控单元及微型打印系统供电；总线滤波电路，用于使通信总线不受干扰，保证数据传输的正确性和可靠性；微型打印系统，用于实时打印故障或报警信息；监控单元分别与消防电源、总线滤波电路、微型打印系统连接。本实用新型可实时监测现场因电气线路老化等引起的剩余电流过大、电气线缆温度过高等问题，以判断和预警造成电气火灾的隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于电气火灾监控系统领域，特别是涉及一种基于二总线的电气火灾监控设备。
背景技术
目前在电力系统中，由于用电设备使用不当、设备故障、配电线路过载、线路绝缘老化、短路等引起的火灾日益增加，电气火灾监控系统在现场的应用越来越广泛。现场工作人员通过监控设备能够轻松获得现场配电线缆的剩余电流、温度等数据，因此现在设备采用较多的RS485接口由于其较短的通信距离和较小的带载能力，以及数据轮询方式所带来的响应延迟，已不能够满足工业现场时效性要求。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型提供一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备，通过高性能MCU配合改进型二总线通信电路能够避免传统电气火灾监控设备通信距离较短，带载能力不够，响应时间过长等问题，提高通信距离、带载能力及响应速率，满足应用要求。
技术方案：本实用新型所述的一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备，包括：
监控单元，包括MCU电路、与MCU电路连接的改进型二总线通信电路；
消防电源，用于向监控单元及微型打印系统供电；
总线滤波电路，用于使通信总线不受干扰，保证数据传输的正确性和可靠性；
微型打印系统，用于实时打印故障或报警信息；
监控单元分别与消防电源、总线滤波电路、微型打印系统连接。
所述MCU电路采用Kinetis60系列微处理器。
所述改进型二总线通信电路为改进的C-MBUS通信电路，采用XY100通信芯片。
所述总线滤波电路包括气体放电管、滤波电感、瞬态抑制二极管和高压瓷片电容。
所述微型打印系统由RS485接口电路与微型热敏打印机组成。
所述监控单元还包括分别与MCU电路连接的电源电路、DI/DO电路、人机交互电路。
所述电源电路采用DPA424控制芯片构建的开关电源。
所述人机交互电路包括点阵液晶屏、高亮LED指示灯、高分贝蜂鸣器和轻触按键。
还包括与所述消防电源连接的备用电源。
所述备用电源由铅酸蓄电池串联而成。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型将最长通信距离提高至2km，单回路带载能力提高至252个探测器以及以报警故障中断上报代替之前的数据轮询方式，大大提高了监控设备数据的实时性。
附图说明
图1为本实用新型的框图；
图2为本实用新型的结构图；
图3为本实用新型的总线滤波电路图；
图4为本实用新型的改进型二总线通信电路图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备，包括监控单元1、消防电源2、备用电源3、总线滤波电路4、微型打印系统5；监控单元1分别与消防电源2、总线滤波电路4、微型打印系统5连接，备用电源3与消防电源2相连。消防电源2向监控单元1及微型打印系统5供电，确保其正常工作，消防电源2故障时，可无缝切换至备用电源3，确保整个设备的正常工作，备用电源由铅酸蓄电池串联而成；微型打印系统5可实时打印出所发生的故障或报警信息；总线滤波电路4可使通信总线不受雷击、浪涌及现场电磁干扰的影响，保证数据传输的正确性和可靠性。
监控单元1高度集成化了MCU电路7、电源电路8、改进型二总线通信电路9、DI/DO电路10、人机交互电路11。微型打印系统5由RS485接口电路与微型热敏打印机6组成。人机交互电路由点阵液晶屏、高亮LED指示灯、高分贝蜂鸣器和轻触按键构成。如图3所示，总线滤波电路4由气体放电管VD1、滤波电感L1、瞬态抑制二极管VD2和高压瓷片电容C1组成。
MCU电路7使用Freescale公司的Kinetis60系列微处理器，该处理器提供五个UART接口，其中四个连接改进型二总线通信电路9，一个连接微型打印系统5的RS485接口电路。改进型二总线通信电路9所采集的信号被引入该处理器进行数据处理；电源电路8为MCU电路7和改进型二总线通信电路9提供电源；电源电路8采用直流宽范围输入方案，选用PI公司的DPA424开关电源控制芯片构建。DI/DO电路10采集消防电源当前状态送入处理器进行数据处理，其中DI电路采集消防电源当前状态，通过DO电路对外控制输出；人机交互电路11将处理器处理后的数据信息对外显示，使现场工作人员可以方便地监控现场可能引起电气火灾的隐患。
如图4所示，改进型二总线通信电路9为C-MBUS改进型电路，由专用通信芯片XY100构成，采集前端探测器的监测信息，并将其送入微处理器进行数据处理；TXD光耦隔离电路由电阻R3、电阻R11、电阻R8、电阻R1、光耦N2、光耦N3组成，RXD光耦隔离电路由电阻R16、电阻R18、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C6、光耦N5、光耦N6组成，两者均采用双光耦组成，在电平的跳变沿时利用电容C1、电容C3的充放电作用能够迅速的响应，该电路能够实现低功耗和高速的统一；R/T光耦隔离电路由电阻R1、电阻R2、光耦N1组成，其中R2为上拉电阻，使通信电路平时均处于接收态。
总线信号接收电路由REVIN引脚输入，解调后由RXD引脚输出TTL信号经过光耦隔离电路给主站MCU，其中防反二极管D1防止总线电流倒灌损伤芯片；总线发送电路完成异步信号发送功能，MCU的TTL信号经过光耦隔离电路后由TXD引脚输入芯片，在总线上形成调制信号。当TXD发送高电平时，由BUSH驱动MOS管Q1在总线上输出高电平；当TXD发送低电平时，由BUSL驱动MOS管Q2在总线上输出低电平。电阻R10和电阻R17主要是用来防护当总线上电平跳变时通过MOS管的极间电容耦合到驱动脚损伤芯片；
R4，R5，R6，R7为电流采样电阻，当总线短路发生过流时，采样值超过报警阀值，芯片会以脉冲方式打开MOS管Q1，防止短路后总线上的大电流损坏MOS管Q1；瞬态抑制二极管VD1防止总线短路瞬间形成的尖峰电压损坏芯片；D2，D3为防反二极管，当总线短路时给电流提供泄放回路，防止损伤芯片。
本实用新型采用模块化电路设计，线路简洁可靠，消防电源2向监控单元1及微型打印系统5供电，确保其正常工作，电源故障时，消防电源2可无缝切换至备用电源3，确保整个设备的正常工作；微型打印系统5可实时打印出所发生的故障或报警信息；监控单元1为高集成度模块化设计，通过改进型二总线通信电路9采集前端探测器信息，并将其送入MCU电路7进行数据处理；总线滤波电路4保证数据传输的正确性和可靠性；处理后通过人机交互电路11显示所采集到的数据，通过DI电路采集消防电源当前状态，通过DO电路对外控制输出。本实用新型可实时监测现场因电气线路老化等引起的剩余电流过大、电气线缆温度过高等问题，以判断和预警造成电气火灾的隐患。
Claims (10)
1.一种基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，包括：
监控单元(1)，包括MCU电路(7)、与MCU电路(7)连接的改进型二总线通信电路(9)；
消防电源(2)，用于向监控单元(1)及微型打印系统(5)供电；
总线滤波电路(4)，用于使通信总线不受干扰，保证数据传输的正确性和可靠性；
微型打印系统(5)，用于实时打印故障或报警信息；
监控单元(1)分别与消防电源(2)、总线滤波电路(4)、微型打印系统(5)连接。
2.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述MCU电路(7)采用Kinetis60系列微处理器。
3.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述改进型二总线通信电路(9)为改进的C-MBUS通信电路，采用XY100通信芯片。
4.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述总线滤波电路(4)包括气体放电管、滤波电感、瞬态抑制二极管和高压瓷片电容。
5.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述微型打印系统(5)由RS485接口电路与微型热敏打印机(6)组成。
6.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述监控单元(1)还包括分别与MCU电路(7)连接的电源电路(8)、DI/DO电路(10)、人机交互电路(11)。
7.根据权利要求6所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述电源电路(8)采用DPA424控制芯片构建的开关电源。
8.根据权利要求6所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述人机交互电路(11)包括点阵液晶屏、高亮LED指示灯、高分贝蜂鸣器和轻触按键。
9.根据权利要求1所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，还包括与所述消防电源(2)连接的备用电源(3)。
10.根据权利要求9所述的基于改进型二总线的电气火灾监控设备，其特征在于，所述备用电源(3)由铅酸蓄电池串联而成。
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