CN207882399U - 一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，包括：主控制芯片，分别与开关执行电路和故障反馈电路连接，通过实时检测故障反馈电路反馈的电路故障信息，对开关执行电路内继电器的开合状态进行调整；开关执行电路，包括继电器组，所述继电器组内包括多个继电器；故障反馈电路，包括与所述继电器数量相同的互感功能模块，每个所述互感功能模块，与所述继电器一一对应连接，且各个所述互感功能模块分别对应设置在负载输出端的各个负载输出端口，实时检测对应的后端负载电路内是否存在电路故障。该开关控制模块可以实时检测及关断故障电路，检测电流范围大，准确度高，方便检修，具有较好的实用性。

Description

一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块

技术领域

本实用新型涉及智能建筑控制系统中的密集电路的电路故障检测及处理技术，具体的说，是涉及一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块。

背景技术

随着现代建筑科技的不断发展和信息化设备的普及，智能建筑多采用智能开关模块来对所应用的电器进行控制，长期以来，开关控制模块的控制效率虽然提高，但由于在应用过程中，尤其是在峰会、展会、文艺汇演及其他大型用电场合中，应用的灯光、麦克风、音响及空调等电器较多，电路较为密集，为简化电路控制流程，通常采用一个开关模块控制多个电器回路，但这种控制方式在智能开关模块的负载电流过大时，易造成开关控制模块内继电器出现粘接，损耗电器的使用寿命，一旦出现断电事故，由于开关模块连接的电路繁多，后端负载电路出现故障时排查故障具有较大的难度，严重影响检修速度。

针对上述检修困难的问题，目前市面上也有部分开关控制模块，具有电流检测功能，但这些开关控制模块却普遍存在如下缺陷：

1)容易实现控制前端的故障反馈，较难进行控制后端的故障反馈，即使可以反馈，在反馈后也不能采取进一步的处理措施，仅具有报警意义，不能实现对线路进行实时检测，更没有突发情况应急保护线路；

2)将电流检测模块直接接入电路中，检测的电流范围较小，因而准确度不高；

3)不具有用电检测统计功能，因而，不能为用电优化提供参考数据。

鉴于以上现状，有必要对现有的开关控制模块进行改进，来弥补上述不足。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，该开关控制模块可以自动关断故障电路，且检测电流范围大，准确度高，方便检修，具有较好的实用性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，包括：

主控制芯片，分别与开关执行电路和故障反馈电路连接，通过实时检测故障反馈电路反馈的电路故障信息，对开关执行电路内继电器的开合状态进行调整；

开关执行电路，包括继电器组，所述继电器组内包括多个继电器；

故障反馈电路，包括与所述继电器数量相同的互感功能模块，每个所述互感功能模块与所述继电器一一对应连接，且各个所述互感功能模块分别对应的设置在负载输出端的各个负载输出端口处，实时检测对应后端负载电路内是否存在电路故障。采用互感功能模块进行故障检测的意义还在于，所述互感功能模块与所述负载输出端口为不接触连接，通过感应的方式将电流信号转换为数字信号，使得检测电流的范围更大。

进一步的，所述故障反馈电路还包括片选开关和运放电路，所述互感功能模块、片选开关以及所述运放电路顺次连接，所述运放电路与所述主控制芯片连接，所述片选开关将互感功能模块检测到的故障信息转换为数字信号，再通过片选开关，将多个输入信号转换为一路检测信号，经运放电路放大后传送至主控制芯片处；若有2个以上的负载电路出现故障，则以轮流切换的方式将检测到的故障信号传送给主控制芯片。

进一步的，所述互感功能模块包括互感器，所述互感器与所述继电器分别对应连接，同时，所述互感器与负载输出端感应连接，实现对各个继电器后端负载电路的故障检测。

进一步的，所述互感功能模块还包括变压耐压电路，所述变压耐压电路与所述互感器连接。

进一步的，每个所述继电器上均自带旁路开关，所述旁路开关通过空气开关与市电连接。一旦开关控制模块内部出现线路故障，则闭合旁路开关，使得负载直接与市电连接，保证负载的正常供电。

优选的，所述旁路开关为可手动控制开关，所述继电器组通过负载输出端与负载连接，所述负载输出端包括多个负载输出端口，每个负载输出端口对应连接有一个负载。

作为一种优选的实施方式，所述开关执行电路还包括反相器和驱动电路，所述反相器、驱动电路以及所述继电器组顺次连接，所述反相器连接主控制芯片，用作主控制芯片的前级保护。

作为一种优选的实施方式，所述开关控制模块还包括通讯电路，所述通讯电路与所述主控制芯片连接，为所述主控制芯片提供通信及充电通道。具体的，所述主控制芯片通过通讯电路与有线控制终端及电源连接，其中有线控制终端可以为触摸屏或场景控制面板或时钟控制面板等。

当主控制芯片接收到电路故障信息时，会通过通讯电路将电路故障信息传送给上位机或有线控制终端，实现电路故障报警；处理故障，可以是主控制芯片实时控制继电器进行自动处理，也可以设置通过上位机的软件包或有线控制终端的软件包进行手动处理，还可通过系统网关实现在移动互联网控制终端上进行手动处理。此外，需要说明的是，本申请所述的开关控制模块可以包括内部电源模块，也可包括通过外部电压转化器将内部220V转化为5V后供电，还可以包括通过通讯电路与外部电源连接，采用外部电源进行供电。

作为一种优选的实施方式，所述开关控制模块还包括系统网关，所述系统网关与所述通讯电路连接，所述系统网关可实现开关控制模块与移动控制终端联网，便于实现对开关控制模块的远程控制，所述的移动终端可以为手机、平板电脑等。

作为一种优选的实施方式，所述开关控制模块还包括与所述主控制芯片连接、用于实现功能扩展的协议转换电路及干接点模块。其中，所述协议转换电路用于实现主控制芯片与其他协议下设备的连接，所述的其他协议下设备可以为强电面板、弱电面板等控制面板，所述干接点模块用于连接外部的传感器、消防设备、第三方厂家面板及译码芯片等，用于对开关控制模块进行功能扩展。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过设置故障反馈电路，可进行控制后端的反馈，实现实时监控及自动关断故障电路的目的，也可以远程或本地控制关断，使电路系统更加稳定，同时也能起到保护触点、延长继电器寿命的作用，管理维护也更加方便，此外，还可通过内置故障反馈电路，来进行电流检测、报警反馈和故障的自动处理，同时该故障反馈电路增大了电流检测范围，使得检测结果更为准确，具有用电量检测统计功能，为用电优化提供参考数据。

(2)本实用新型通过设置旁路开关来实现突发应急保护；通过内置干接点模块、协议转换电路等来实现设备的扩展性；

(3)本实用新型通过所述故障反馈电路还可以及时检测出被控端的后级负载设备是否已打开，进而可以有意识地管理负载的运行时间、缩短电路故障时间，减少能源消耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的结构连接图；

图2是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所提到的，现有的开关控制模块存在无法进行后端负载电路故障反馈、电流检测范围小且准确度低等技术问题，为解决这些技术问题，本实施例提出了如下技术方案：

一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，如图1所示，包括主控制芯片、开关执行电路、故障反馈电路、通讯电路、干接点模块及协议转换电路，所述主控制芯片分别与所述开关执行电路、故障反馈电路、通讯电路、干接点模块及协议转换电路连接。

所述主控制芯片内包括可编程逻辑控制器、记忆存储芯片，通过通讯电路将上位机或有线控制终端上发出的控制指令写入可编程逻辑控制器，再通过开关执行电路执行指令，所述上位机内置软件包，所述软件包包括系统编程软件、系统中央监控软件和互联网控制软件；

或者，利用系统编程软件预先在上位机上对开关控制模块内存储场景进行预设置，再通过上位机或有线控制终端或移动控制终端对设置好的场景进行调用，再通过开关执行电路执行调用的场景指令。需要说明的是：任何场景均可在系统编程软件中设置分区，实现分区控制，并可扩展场景。

所述开关执行电路包括顺次连接的反相器、驱动电路及继电器组，所述反相器与主控制芯片连接。所述主控制芯片输出信号，并通过反相器和驱动电路将控制信号输送至继电器组处，控制继电器组中各个继电器的开合，从而将外部负载接入电路。

所述故障反馈电路包括互感功能模块及片选开关，所述互感功能模块的数量与所述继电器组内继电器的数量相同，所述互感器模块内设有互感器，所述互感器与所述继电器一一对应连接。所述片选开关的一端分别与互感器连接，另一端与所述主控制芯片连接。

所述继电器组与负载输出端连接，所述互感功能模块通过所述负载输出端检测来自后端负载的电流信号，通过感应的方式，把电流转换为数字信号，再通过片选开关，将多个输入信号切换为一路检测信号，若有2个以上的回路出现故障，则采取轮流切换的方式将检测到的故障信号，通过运放电路放大后传输给主控制芯片。需要说明的是：所述互感功能模块与负载输出端之间是不直接接触的，两者相互靠近，但并无导线连接，确切的说，互感功能模块是通过感应来检测负载输出端是否存在故障的。

故障反馈电路一旦检测到故障信息，会及时将该故障信息传送至主控制芯片处，主控制芯片分别向上位机、移动控制终端以及继电器组发送指令，触发上位机软件界面报警，同时继电器组将检测出的故障回路及时关断。最终关断信号通过互感功能模块，转化为稳定的信号传递给主控制芯片，反馈到系统上位机软件上，完成从检测故障，到处理故障，到反馈处理结果的过程。

若开关控制模块内部的某一线路发生故障，则闭合继电器组内该线路对应的旁路开关，使该线路对应的负载通过空气开关直接与市电连接，保证负载的正常供电。

本实用新型可通过上位机、触摸屏、场景控制面板、手机、平板电脑等，对预先设置好的场景进行调用，所述场景可以是：调光场景、开关场景、照明场景的组合或者照明与窗帘、空调、会议系统及音响设备等设备联动。所述故障反馈电路，可实时查询电流情况，进行用电量反馈。主控制芯片通过干接点模块，可以接收信号来自外部的照度传感器或红外动静传感器、消防系统设备或第三方厂家面板、无线译码芯片或红外译码芯片等进行功能扩展。主控制芯片通过协议转换电路，可与其他协议下的设备进行对接。

开关控制模块的自身模块供电来自于485通讯电路上外接的12V或24V的电源模块。开关控制模块通过485通讯电路连接系统网关，从而可以连接互联网，通过手机或平板电脑等移动端控制设备，对负载进行开关控制或场景控制。开关控制模块也通过485通讯电路与485总线上的其他控制设备相连。

如图2所示，本实施例的工作流程为：

将控制指令写入主控制芯片中，或利用系统软件包对可编程逻辑控制器中的存储场景进行预设置，再通过上位机或控制终端对设置好的场景进行调用，同时将负载接入电路，并确保各个电路正常导通，继电器接通；

故障反馈电路判断相应的负载回路是否存在故障，若存在故障，则将故障电路的电流信号转换为检测信号，并将其传送至主控制芯片处，主控制芯片将故障信息传送至上位机，上位机界面报警，同时断开对应故障线路的继电器，使故障负载电路处于断开状态；

若不存在故障，则持续进行检测，同时，上位机界面显示无故障信息；

上位机的软件界面对故障信息及处理结果进行显示。

此外，若开关控制模块内部出现线路故障，工作人员可手动闭合对应回路的旁路开关，使负载直接与市电连接，以保证负载的正常运行。

经实践证明，本实施例具有如下有益效果，具有故障反馈电路，可实时对开关控制模块内部电路和后端负载电路的故障进行检测，将电路故障信息通过通讯电路发送至上位机进行报警，同时在开关模块内部电路出现故障时，通过手动或自动闭合旁路开关对负载进行应急供电，保证了负载的正常运行。此外，采用互感功能模块对负载供电线路的故障情况进行检测，不接触的感应实现对线路电流的检测，明显扩大了对故障电流的检测范围，提高了故障检测结果的可靠性。

此外，主控制芯片将所有的故障电路信息均发送至上位机，有利于电量检测情况的统计，为用电优化提供参考依据。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，包括：

主控制芯片，分别与开关执行电路和故障反馈电路连接，通过实时检测故障反馈电路反馈的电路故障信息，对开关执行电路内继电器的开合状态进行调整；

开关执行电路，包括继电器组，所述继电器组内包括多个继电器；

故障反馈电路，包括与所述继电器数量相同的互感功能模块，每个所述互感功能模块与所述继电器一一对应连接，且各个所述互感功能模块分别对应的设置在负载输出端的各个负载输出端口处，实时检测对应后端负载电路内是否存在电路故障。

2.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述故障反馈电路还包括片选开关和运放电路，所述互感功能模块、片选开关以及所述运放电路顺次连接，所述运放电路与所述主控制芯片连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述互感功能模块包括互感器，所述互感器与所述继电器分别对应连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述互感功能模块还包括变压耐压电路，所述变压耐压电路与所述互感器连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述继电器上自带旁路开关，所述旁路开关通过空气开关与市电连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述旁路开关为可手动控制开关，所述继电器组通过负载输出端与负载连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，所述开关执行电路还包括反相器和驱动电路，所述反相器、驱动电路以及所述继电器组顺次连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，还包括通讯电路，所述通讯电路与所述主控制芯片连接，为所述主控制芯片提供通信及充电通道。

9.根据权利要求8所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，还包括系统网关，所述系统网关与所述通讯电路连接。

10.根据权利要求1所述的一种具有故障反馈处理功能的开关控制模块，其特征在于，还包括与所述主控制芯片连接、用于实现功能扩展的协议转换电路及干接点模块。