CN206788348U - Dc24v双电源欠压或失压检测报警装置 - Google Patents
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Abstract
一种DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，包括：电源和检测装置短路保护电路、电源输出端隔离保护电路、保险装置、检测装置，DC24V双电源、检测装置分别与保险装置连接，电源和检测装置短路保护由保险装置实现；DC24V双电源分别与整流堆连接，整流堆是双DC24V电源输出端隔离保护；检测装置由数据采样电路单元、自锁电路、触发电路、比较电路组成，本装置适用于各类低压电源的报警卡，本装置可实现实时监测冗余24V电源系统电压情况，并达到报警目的，制作成本低廉仅为200元左右，便于安装，报警卡有声光报警模块，且有复位按钮，使得供电系统更加稳定，优质，可靠。
Description
技术领域
本发明涉及高危化工自动控制系统领域，具体涉及一种对其DCS系统冗余供电电源配置的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置。
背景技术
目前，DCS系统冗余电源配置的24V供电模块是双DC24V供电模式，在运行中常出现一台故障或电压降后而另一台再次故障的问题，导致整个DCS系统停车或崩溃的事故发生，给企业生产造成了不可挽回的损失。
除了DCS冗余双电源事故频发外，而且化工行业现有维修技术手段就是加强冗余电源人工检测，并结合专业维修人员经验，通过检测DC24V输出电压值，作为判断电源依据，其缺点是只能做到点监控、对于电压波动扑捉率低、人力操作耗时耗力。市面现有产品无法满足DCS双电源冗余配置检测条件。
因此，本领域急需一种能够帮助DCS系统维护人员能及时、准确地判断出某台DC24V电源出现欠压或失压的报警装置。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，提供一种化工行业DCS冗余DC24V双电源一种快速检报警的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置。该装置具有精准的判断出DC24V电源欠压和失压故障点，并通过报警器通知维修人员，同时维修人员能准确判断出故障点。
解决上述技术问题采取如下技术方案：
一种DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，包括：电源和检测装置短路保护电路、电源输出端隔离保护电路、保险装置、检测装置，其特征在于，
所述的DC24V双电源、检测装置分别与保险装置连接，电源和检测装置短路保护由保险装置实现；
所述的DC24V双电源分别与整流堆连接，整流堆是双DC24V电源输出端隔离保护；
所述的检测装置由数据采样电路单元、自锁电路、触发电路、比较电路组成，其中；
a.数据采样电路的采样信号取于DC24V直流电源输出端+极，将直流电压经保险装置引入比较电路，作为数据输入点与其内部基准电压进行比较运算；
b.比较电路单元包括集成电路U1，集成电路U1采用14管脚双列直插塑料封装，其3和12管脚为信号取样端与采样电路单元连接，13和2管脚为基准比较点， 1和14管脚为驱动信号输出端，4和11管脚为电源+16V-30V；集成电路U1的3脚与保险装置连接构成比较电路单元；
c.触发电路单元主要由驱动器件三极管V3和V4，报警、发光电路组成，三极管V3和V4分别与集成电路U1连接，报警、发光信号发出由蜂鸣器和发光二极管和继电器完成，当集成电路U1发出触发信号，其三极管V3或V4导通，发光二极管、蜂鸣器、继电器发出声光报警信号；
d.自锁电路单元主要由开关SB1、 SB2和三极管V1、V2组成，三极管V1、V2，开关SB1、SB2分别与触发电路连接，开关SB1、SB2主要负责消除报警信号。
作为优选，集成电路U1是LM224四运放集成电路，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，本装置只用两套运算放大器。
作为优选，自锁电路高灵敏度响应回路自锁时间0.02S。
作为优选，触发电路为触发前0V触发后0.7V。
作为优选，比较电路单元基准比较点的基准点由稳压管的电压值确定。（本装置选用18.5V电压稳压管）
作为优选，所述的DC24V双电源，分为A、B24V直流电源。
作为优选，所述的保险装置包括保险丝FU1、保险丝FU2、保险丝FU3、保险丝FU4，保险丝FU1与DC24V电源A连接，保险丝FU2与DC24V电源B连接，保险丝FU3、保险丝FU4分别与比较电路连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置适用于各类低压电源的报警卡，本装置可实现实时监测冗余24V电源系统电压情况，并达到报警目的，制作成本低廉仅为200元左右，便于安装，报警卡有声光报警模块，且有复位按钮，使得供电系统更加稳定，优质，可靠。
附图说明
图1是本实用新型电路框图。
图2是本实用新型电路原理图。
图3、图4是LM224内部及管脚结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行清楚、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。
这种DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，由电源和检测装置短路保护电路、电源输出端隔离保护电路、保险装置、检测装置等组成，具体线路结构参阅图1，图2：
DC24V双电源，分为A、B24V直流电源。保险装置包括保险丝FU1、保险丝FU2、保险丝FU3、保险丝FU4，保险丝FU1与DC24V电源A连接，保险丝FU2与DC24V电源B连接，保险丝FU3、保险丝FU4分别与比较电路连接。电源和检测装置短路保护由保险丝FU1、FU2、FU3、FU4实现。
DC24V双电源分别与整流堆连接，整流堆是双DC24V电源输出端隔离保护。
检测装置由数据采样电路单元、自锁电路、触发电路、比较电路组成，其中；
1.数据采样电路的采样信号取于DC24V直流电源输出端+极，将直流电压经保险装置引入比较电路，作为数据输入点与其内部基准电压进行比较运算，其基准点由ZD5稳压管的电压值确定，本装置选用18.5V电压稳压管。
2.比较电路单元包括集成电路U1，集成电路U1是LM224四运放集成电路，其结构见图3和图4。LM224是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装，外形如图4所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，本装置只用2套运算放大器。集成电路U1采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装， 24V直流电源B的正电压输出端分别连接保险丝FU4和整流堆的另一端，保险丝FU4的另一端连接LM224四运放集成电路的管脚3，构成比较电路，四运放集成电路的3和12管脚为信号取样端与采样电路单元连接，13和2管脚为基准比较点， 1和14管脚为驱动信号输出端，4和11管脚为电源+16V-30V；集成电路U1的3脚与保险装置连接构成比较电路单元。
3.触发电路单元主要由驱动器件三极管V3和V4，报警、发光电路组成，LM224四运放集成电路的引脚2连接二极管ZD5的阴极和电阻R14，电阻R14的另一端连接电阻R15、LM224四运放集成电路的引脚11、继电器KA1、电阻R13、三极管V1的发射极、三极管V2的发射极，电容C1、电容C2、电阻R3、电阻R9、开关SB1、开关SB2、电阻R8、继电器KA2和蜂鸣器，构成触发电路，三极管V3和V4分别与LM224四运放集成电路连接，报警、发光信号发出由蜂鸣器和发光二极管和继电器完成，当集成电路U1发出触发信号，其三极管V3或V4导通，发光二极管、蜂鸣器、继电器发出声光报警信号。
4.自锁电路单元主要功能是消除报警，由开关SB1、 SB2和三极管V1、V2等组成，三极管V1、V2，开关SB1、SB2分别与触发电路连接，开关SB1、SB2主要负责消除报警信号。
LM224四运放集成电路的引脚2连接二极管ZD5的阴极和电阻R14，电阻R14的另一端连三极管V1的集电极连接电阻R2、电阻R5、芯片U1的引脚14，电阻R2的另一端连接电阻R1、三极管V3的发射极和24V+，三极管V3的基极连接电阻R5的另一端，三极管V1的基极连接电容C1的另一端、电阻R3的另一端、开关SB1的另一端和电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R6、三极管V3的集电极、二极管D1的阳极和二极管D2的阳极，电阻R6的另一端连接继电器KA2的另一端，二极管D2的阴极连接蜂鸣器的另一端和二极管D3的阴极，二极管D1的阴极连接电阻R8的另一端，三极管V2的基极连接电容C2的另 一端、电阻R9的另一端、开关SB2的另一端和电阻R10，电阻R10的另一端连接电阻R12、三极管V4的集电极、二极管D4的阳极和二极管D3的阳极，电阻R12的另一端连接继电器KA1的另一端，二极管D4的阴极连接电阻R13的另一端，三极管V4的另一端连接电阻R11，构成自锁电路。
线路连接结构实施例见图2：
24V直流电源A的正电压输出端分别连接保险丝FU3和整流堆，保险丝FU3的另一端连接LM224四运放集成电路的引脚12，所述24V直流电源B的正电压输出端分别连接保险丝FU4和整流堆的另一端，保险丝FU4的另一端连接LM224四运放集成电路的引脚3，LM224四运放集成电路的引脚2连接二极管ZD5的阴极和电阻R14，电阻R14的另一端连接电阻R15、LM224四运放集成电路的引脚11、继电器KA1、电阻R13、三极管V1的发射极、三极管V2的发射极，电容C1、电容C2、电阻R3、电阻R9、开关SB1、开关SB2、电阻R8、继电器KA2和蜂鸣器，三极管V1的集电极连接电阻R2、电阻R5、LM224四运放集成电路引脚14，电阻R2的另一端连接电阻R1、三极管V3的发射极和24V+，三极管V3的基极连接电阻R5的另一端，三极管V1的基极连接电容C1的另一端、电阻R3的另一端、开关SB1的另一端和电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R6、三极管V3的集电极、二极管D1的阳极和二极管D2的阳极，电阻R6的另一端连接继电器KA2的另一端，二极管D2的阴极连接蜂鸣器的另一端和二极管D3的阴极，二极管D1的阴极连接电阻R8的另一端，三极管V2的基极连接电容C2的另一端、电阻R9的另一端、开关SB2的另一端和电阻R10，电阻R10的另一端连接电阻R12、三极管V4的集电极、二极管D4的阳极和二极管D3的阳极，电阻R12的另一端连接继电器KA1的另一端，二极管D4的阴极连接电阻R13的另一端，三极管V4的另一端连接电阻R11。
本发明的工作原理是：电压信号采集于两端冗余电源24V+信号，信号进入本装置的接线端子，端子引入装置内部比较电路，DCS系统要求工作电压18V以上，比较电路经过对比电压，当低于18.5V时，信号进入触发器，触发电路动作时，自锁电路开始工作，保持信号源，信号源送入蜂鸣器，完成报警提示。双24V电源可实现独立检测，当一路或两路电源欠压或者失压时，报警系统都可响应。
图2中，二极管D1、D2报警器安装在自控室内，当某个电源输出电压低于18.5V（瞬时恢复正常时报警声自动消除）时，对应报警器发出报警声，自控人员会主动通知DCS人员，DCS人员依照报警器位号会快速的查到某个电源出现过“欠压或失压报警，并更换和处理，同时此项改造也提高了电源的稳定性。
实施时，将本装置制成卡，成为报警卡，报警卡有声光报警模块，且有复位按钮，应用于高危化工自动控制系统领域，对其DCS系统冗余供电电源配置的DC24V双电源欠压或失压检测报警。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，包括：电源和检测装置短路保护电路、电源输出端隔离保护电路、保险装置、检测装置，其特征在于，
所述的DC24V双电源、检测装置分别与保险装置连接，电源和检测装置短路保护由保险装置实现；
所述的DC24V双电源分别与整流堆连接，整流堆是双DC24V电源输出端隔离保护；
所述的检测装置由数据采样电路单元、自锁电路、触发电路、比较电路组成，其中；
a.数据采样电路的采样信号取于DC24V直流电源输出端+极，将直流电压经保险装置引入比较电路，作为数据输入点与其内部基准电压进行比较运算；
b.比较电路单元包括集成电路U1，集成电路U1采用14管脚双列直插塑料封装，其3和12管脚为信号取样端与采样电路单元连接，13和2管脚为基准比较点， 1和14管脚为驱动信号输出端，4和11管脚为电源+16V-30V；集成电路U1的3脚与保险装置连接构成比较电路单元；
c.触发电路单元主要由驱动器件三极管V3和V4，报警、发光电路组成，三极管V3和V4分别与集成电路U1连接，报警、发光信号发出由蜂鸣器和发光二极管和继电器完成，当集成电路U1发出触发信号，其三极管V3或V4导通，发光二极管、蜂鸣器、继电器发出声光报警信号；
d.自锁电路单元主要由开关SB1、 SB2和三极管V1、V2组成，三极管V1、V2，开关SB1、SB2分别与触发电路连接，开关SB1、SB2主要负责消除报警信号。
2.根据权利要求1所述的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，集成电路U1是LM224四运放集成电路，内部包含四组形式完全相同的运算放大器，本装置只用两套运算放大器。
3.根据权利要求1所述的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，自锁电路高灵敏度响应回路自锁时间0.02S。
4.根据权利要求1所述的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，触发电路为触发前0V触发后0.7V。
5.根据权利要求1所述的DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，比较电路单元基准比较点的基准点由稳压管的电压值确定。
6.根据权利要求1-5任一项所述DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，所述的DC24V双电源，分为A、B24V直流电源。
7.根据权利要求1所述DC24V双电源欠压或失压检测报警装置，其特征在于，所述的保险装置包括保险丝FU1、保险丝FU2、保险丝FU3、保险丝FU4，保险丝FU1与DC24V电源A连接，保险丝FU2与DC24V电源B连接，保险丝FU3、保险丝FU4分别与比较电路连接。
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