CN207700944U - 一种智能化的机柜防护门 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能化的机柜防护门，包括工作监测单元、机械控制单元、防护门单元、供电单元；机械控制单元包括供电模块Ⅱ和电机模块，电机模块通过电源切换模块和通断控制模块连接供电模块Ⅱ；工作监测单元包括供电模块Ⅰ和控制器，控制器与远端监控中心、信号采集模块连接，指令输出模块连接机械控制单元的电源切换模块和通断控制模块；信号采集模块连接电源切换模块、通断控制模块、电机模块；远端监控中心连接控制器。本实用新型防护门打开、关闭整个过程完全自动化控制，能够满足所有自动化控制系统需求。

Description

一种智能化的机柜防护门

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及一种机柜防护门。

背景技术

在工业产品设计过程中，除了电气设计，往往还涉及到结构设计。相对于较大的系统或设备，结构一般会用到机柜。为方便后期调试、维护，机柜前、后端都会设计、安装能够开/合的防护门。机柜防护门从操作角度来说，一般分为两种：手动操作，自动操作。手动操作即人工手动左右旋转打开防护门，自动操作即通过软件控制机械结构运动打开防护门。

在非智能系统、或者安全需求较低系统设计中，考虑到整体成本、技术手段等因素限制，一般都会采用人工操作，或者简单软件控制防护门的手段。但是在一些高端智能自动化系统中，不但对自动控制功能要求较高，还对控制系统的安全防护等级要求很严格。这时原有的防护门开/合方式及控制方式已不能适用，就需要找到一种既能够自动化操作，又能够安全防护的技术手段，来满足整体系统功能、性能需求。

目前设备机柜的防护门设计主要存在如下缺点：

1） 智能化较低：在产品日益追求完全智能自动化的阶段，采用手动开/合防护门已不

能满足大多数产品需求。

2） 空间占用较大：防护门左右旋转开合时，占用机柜前面空间，在一些安装空间较小

的环境中，后期调试、维护时进行开合防护门操作很不方便。

3） 防护等级较低：一般机柜前端为一整块防护门，整体进行开/合。当防护门打开时，机柜内所有设备前端都裸露出来，导致系统整体安全防护等级降低。

4） 故障风险较高：部分产品防护门设计采用软件控制机械部件运动，带动防护门开/合动作，虽然具备了一定的自动化，但是存在很高的故障风险率。软件控制很容易受到外界干扰，一旦干扰较大，软件逻辑就会出现紊乱，这时自动控制失控，就会发生机械损坏、电机烧毁，甚至伤害人身安全等不可控风险。

5） 保护措施较少：防护门自动操作保护措施仅有软件检测保护，一旦发生软件故障，或者软件检测错误，就会发生保护失效或者异常保护等事故。

6） 故障报警手段单一：防护门操控一旦发生故障，仅通过设备或机柜前端指示灯指示，手段单一，不易第一时间通知操作人员，避免更大故障损坏。

7）操作方式单一：仅能通过按键操作或者直接手工推拉操作。

实用新型内容

本实用新型提供一种支持自动开合的机柜防护门，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种智能化的机柜防护门， 包括工作监测单元、机械控制单元、防护门单元、供电单元；

所述防护门单元包括柜门；

所述机械控制单元包括供电模块Ⅱ和与柜门连接的电机模块，电机模块通过电源切换模块和通断控制模块连接供电模块Ⅱ；

所述工作监测单元包括供电模块Ⅰ和控制器，控制器上连接有与远端监控中心进行通信的通信模块、对机械控制单元进行指令输出的指令输出模块、信号采集模块，所述指令输出模块输出高低电平给机械控制单元的电源切换模块和通断控制模块；

所述信号采集模块连接电源切换模块、通断控制模块、电机模块、供电模块Ⅰ、供电模块Ⅱ；

所述供电模块Ⅰ和供电模块Ⅱ与机柜内部的供电单元连接。

所述防护门为一个或多个，且通信模块通过无线通信或者有线通信与远端的监控中心通信连接。

所述控制器上还连接有指示灯模块和语音模块。

所述电源切换模块为双刀双掷开关组合，所述通断控制模块为继电器或者开关组合。

所述机柜上设置与电源切换模块和通断控制模块连接的按钮。

本实用新型的有益效果：

1)空间占用小：防护门上、下移动，占用空间不超过机柜占用空间，在狭小空间安装时，方便操作。

2)设备防护等级高：通过防护门分段设计，安全等级较高设备必须通过钥匙人工打开前端防护门进行操作，而安全等级较低、经常操作的设备可以通过自动控制打开前端防护门。

3)控制系统稳定可靠：机械控制单元完全采用硬件机械控制，抗干扰能力强，避免了软件控制易受干扰的风险。

4)故障报警指示明确：一旦发生故障进行保护后，能够通过故障信息或者指示灯、语音等手段精确报告故障位置，极大节省了维修查找问题的时间。

5)能够远程监测：能够通过监控中心远程监测防护门机械控制过程。

6)操作方式多样：可通过远程控制防护门开/合动作，也可现场操作按钮控制防护门开/合动作。

附图说明

7)图1为本实用新型的系统框图。

8)图2为工作监测单元内部组成框图。

9)图3为机械控制单元内部组成框图。

图4为防护门示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种机柜防护门，如图1所示，包括工作监测单元、机械控制单元、防护门单元、供电单元；防护门单元包括柜门，该柜门可设计为一个，也可设计为多个。供电单元可选择独立电源供电，也可选择外部市电供电，然后通过供电单元转换为工作监测单元、机械控制单元需要的电压对外输出。

机械控制单元包括供电模块Ⅱ和与柜门连接的电机模块，电机模块通过电源切换模块和通断控制模块连接供电模块Ⅱ。

工作监测单元包括供电模块Ⅰ和控制器，控制器上连接有与远端监控中心进行通信的通信模块、对机械控制单元进行指令输出的指令输出模块、信号采集模块，指令输出模块输出指令给机械控制单元的电源切换模块和通断控制模块，信号采集模块连接电源切换模块、通断控制模块、电机模块和供电模块Ⅰ、供电模块Ⅱ，信号采集模块采集电源切换模块的开关状态、通断控制模块的状态、电机模块的状态和供电模块的供电状态，并将信息发送给监控中心进行监控。

指令输出模块为现有的能够输出高低电平信号的逻辑电路。

上述的通信模块为无线通信或者有线通信。而供电模块Ⅰ和供电模块Ⅱ为两个独立的供电模块，任何一个发生故障不影响另一个工作，且与机柜内部的供电单元连接，供电单元与外部电源连接。

进一步来说，如图1所示，远端监控中心主要负责远程监测防护门控制系统的工作情况，包含通过信号采集模块采集的防护门的开/合状态、电源工作实时参数等，一方面可通过远程通信发送给监控中心进行实时监控，另一方面可进行故障实时检测，一旦发生故障，立即报警、保护。

除此之外，远端监控中心还预留远程控制接口，可远程云端控制防护门打开、关闭等，用于设备的定期远程维护、检修。

近端的供电单元给工作监测单元、机械控制单元分别提供工作电源，在其中一个发生断电故障时，其余一个单元仍能正常工作。

如图2所示的工作监测单元，控制器上还连接有指示灯模块和语音模块。

其中控制器为通用的控制器，例如DSP、CPU、FPGA、单片机等。

指示灯模块为指示灯控制电路，通过指示灯亮、灭状态，或者不同闪烁频率等来表示设备或系统的工作状态以及故障状态；工作状态包括正常运行、异常运行，故障状态包括故障提示、故障类型提示。

语音模块可以是简单的声音提示，或者是模拟语音提示；可以在设备故障时，或者是关键操作步骤时，发出简单声音提示；也可以模拟语音播报故障及故障类型，或者关键操作步骤提醒等。

信号采集模块采用现有的信号采集装置，可采集开关状态或者传感器信号，可采集电流信号、报警信号等。

供电模块Ⅰ主要是将供电单元提供的电源转换为内部控制器、各模块的工作电源，可根据内部各模块选择器件工作电源进行设计。

通信模块主要实现与远程监控中心进行通信的功能，通信方式包含无线通信、有线通信。主要是将内部监测信息上传给监控中心，对整个系统的工作状况进行远程实时监控；也可以接收监控中心下发的信号对机械控制单元进行控制，实现防护门远程控制开/合。有线通信一般选择以太网、CAN总线等，无线通信一般选择3G/4G、WLAN等。

如图3所示的机械控制单元的示意图，其中：

供电模块Ⅱ主要是将供电单元提供的电源转换为内部各模块的工作电源，可根据内部各模块选择器件工作电源进行设计。

电机模块可选择普通的电缸，或者电机，电机的正反转可通过电源正负极颠倒进行控制，当电机两端电源为正电源时，电机正转，当电机两端电源为负电源时，电机反转。电机转速可根据需求选择固定转速电机，或者选择转速可调电机。若机械控制单元完全采用硬件逻辑控制，则电机无法通过软件调节转速，可以选择固定转速的电机。

电源切换模块可通过双刀双掷开关进行切换。当电机电源正负极需要颠倒时，通过控制双刀双掷开关动作，将电源的正、负两极电源线对调，这时电机两端电源反接，电机反转。双刀双掷开关可选择双路触点继电器，通过控制继电器线圈是否带电，来实现电源切换功能。

通断控制模块主要实现电机两端电源的通断。当电机拉动防护门运行到规定行程位置（可通过行程开关获取）时，通过切断电源使电机停转，若需要拉动防护门回走时，除了要电源切换改变电机转向外，还需要通过通断控制模块控制电机通电。通断控制模块可采用继电器或开关实现。

整个机械控制单元是根据工作监测模块发送的指令来执行操作的，指令为高低电平信号，高、低电平分别代表防护门打开和关闭指令。

机械控制单元内的开关、继电器触点、包括电机电源等信号状态都通过工作监测模块采集监测，通过这些状态，进行整个控制过程的实时监测。

防护门在闭合状态时，机械控制单元内继电器线圈断电，当需要防护门打开时，继电器线圈才开始加电工作，这样能够最大限度的延长电子器件的使用寿命。

本实用新型还可进行近端现场控制，此时机柜上设置与电源切换模块和通断控制模块连接的按钮。近程控制为完全硬件控制，通过操作按钮，输出高低电平信号，机械控制单元根据高低电平信号，控制防护门打开操作，或者关闭操作。

机柜防护门可根据需求设计为多段防护门，即将不进行手动操作或者不经常手动操作的设备，以及安全等级较高的设备前端防护门设计为需要人工开/合的结构；将经常需要操作的设备前端防护门设计为自动控制开/合的结构。还可根据整体设计需求，选择控制自动防护门向下运动打开，或者选择向上运动打开。

本实用新型的机柜防护门在使用时，具有以下优点：

（1）完全自动化：防护门打开、关闭整个过程完全自动化控制。

（2）空间占用小：防护门上、下移动，占用空间不超过机柜占用空间，在狭小空间安装时，方便操作。

（3）设备防护等级高：通过防护门分段设计，安全等级较高设备必须通过钥匙人工打开前端防护门进行操作，而安全等级较低、经常操作的设备可以通过自动控制打开前端防护门。

（4）机械控制单元稳定可靠：完全采用硬件机械控制，抗干扰能力强，避免了软件控制易受干扰的风险。

（5）控制系统安全保护：系统内采用软件保护+硬件保护双层保护，并且每层保护又包含多种保护方式。一旦发生故障，立马进行保护，避免造成设备损坏，甚至人员伤害。

（6）故障报警方式齐全：一旦发生故障进行保护后，还能将故障信息上传给监控中心，并且还可通过设备指示灯显示、语音播报等手段第一时间通知操作人员，避免造成更大损失。

（7）故障报警指示明确：一旦发生故障进行保护后，能够通过故障信息或者指示灯、语音等手段精确报告故障位置，极大节省了维修查找问题的时间。

（8）操作方式多样：可通过远程控制防护门开/合动作，也可现场操作按钮控制防护门开/合动作。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能化的机柜防护门，其特征在于：

包括工作监测单元、机械控制单元、防护门单元、供电单元；

所述防护门单元包括柜门；

所述机械控制单元包括供电模块Ⅱ和与柜门连接的电机模块，电机模块通过电源切换模块和通断控制模块连接供电模块Ⅱ；

所述工作监测单元包括供电模块Ⅰ和控制器，控制器上连接有与远端监控中心进行通信的通信模块、对机械控制单元进行指令输出的指令输出模块、信号采集模块，所述指令输出模块输出高低电平给机械控制单元的电源切换模块和通断控制模块；

所述信号采集模块连接电源切换模块、通断控制模块、电机模块、供电模块Ⅰ、供电模块Ⅱ；

所述供电模块Ⅰ和供电模块Ⅱ与机柜内部的供电单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能化的机柜防护门，其特征在于：所述防护门为一个或多个，且通信模块通过无线通信或者有线通信与远端的监控中心通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能化的机柜防护门，其特征在于：所述控制器上还连接有指示灯模块和语音模块。

4.根据权利要求1所述的一种智能化的机柜防护门，其特征在于：所述电源切换模块为双刀双掷开关组合，所述通断控制模块为继电器或者开关组合。

5.根据权利要求4所述的一种智能化的机柜防护门，其特征在于：所述机柜上设置与电源切换模块和通断控制模块连接的按钮。