CN215678656U - 一种智能开关检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能开关检测设备,包括分别与各个开关连接的开关检测装置，多个所述的开关检测装置均设置有通讯接口，多个通讯接口通过S485通讯线串联后与上位机连接；开关检测装置包括单片机，以及与单片机连接的开关检测电路、继电器、通讯接口电路和数码管显示电路；所述开关检测电路的输入端与开关连接，输出端与单片机连接；所述的开关检测电路检测并输出开关的状态，将开关信号传送给单片机；单片机在接收到开关检测电路上传的信号后，判断开关的状态，再将开关状态信号和开关地址信息通过通讯接口电路上传给上位机，由上位机控制整个设备的工作。本实用新型减少了开关的排查时间，加快了检修的工作效率。降低了车间的生产损失。

Description

一种智能开关检测设备

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种智能开关检测设备。

背景技术

开关在家庭或工业中用于控制电路的通断，是较为常用的电气元件。以往，电路中的断路器或空气开关作为电流传输路径的保护器件，当电路的电压过高时，断路器或空气开关不能及时断开，容易烧坏电器设备。

在工业中，如水泥厂、钢铁厂、矿山等重工业中的皮带机生产线上，每条皮带机生产线都会有会几十、甚至几百个开关串联工作，当某个开关出现故障时，生产线就会被制停。若是依靠人力去排查，需要花费很长时间，且会耗时耗力，严重影响生产效率。若是重要开关出现故障，不能立刻切断电源，会损坏设备，甚至危及员工生命。因此，迫切需要研制一种开关检测装置，在开关故障的时候，能立刻发现，并及时作出反应，保护设备和人身安全。

发明内容

针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种智能开关检测设备，能有效的解决上述问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种智能开关检测设备,包括分别与各个开关连接的开关检测装置，多个所述的开关检测装置均设置有通讯接口，多个通讯接口通过S485通讯线串联后与上位机串联连接；所述的开关检测装置包括单片机，以及与单片机连接的开关检测电路、继电器、通讯接口电路和数码管显示电路；所述开关检测电路的输入端与开关连接，输出端与单片机连接；所述的开关检测电路检测并输出开关的状态，将开关信号传送给单片机；单片机在接收到开关检测电路上传的信号后，判断开关的状态，再将开关状态信号和开关地址信息通过通讯接口电路上传给上位机，由上位机控制整个设备的工作。

进一步的，所述的开关检测电路采用光耦合器，光耦合器的输入端与开关连接，采集开关的状态信号；所述光耦合器的输出端与单片机的信号输入端S1、S2连接，将开关的状态信号传送给单片机。

进一步的，所述的上位机和单片机内植入有MODBUS协议，上位机通过MODBUS协议发命令给与上位机连接的开关检测装置的单片机，将其设定为1号开关检测装置，1号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为1；然后，1号开关检测装置发命令给下一个开关检测装置，将其设定为2号开关检测装置，2号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为2；然后，2号开关检测装置发命令给下一个开关检测装置，将其设定为3号开关检测装置，3号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为3；…如此依次排列。

进一步的，所述单片机的信号输出端与数码管显示电路连接，单片机在收到MODBUS协议发送的命令后，完成开关的地址识别，并将开关的地址信息发送至数码管显示电路，通过数码管显示电路显示开关的地址。

进一步的，所述的1号开关检测装置的通讯接口分别与上位机的信号输入输出端和2号开关检测装置的通讯接口连接，所述的2号开关检测装置的通讯接口分别与1号开关检测装置的通讯接口和3号开关检测装置的通讯接口连接；…如此依次连接。

进一步的，所述的通讯接口电路设置有光耦隔离器。

进一步的，所述继电器的信号输入端与单片机连接，继电器的信号输出端设有多个触点，分别与开关和报警电路连接；所述的单片机根据开关的状态判断是否发出断开开关和报警信号给继电器，通过继电器控制开关断开或发出报警信号。

进一步的，所述的单片机连接有稳压集成电路，稳压集成电路的输入端与电源连接，将电源转换成5V电压，为设备提供电源。

（三）有益效果

本实用新型提出的一种智能开关检测设备，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

（1）本技术方案在每个开关边安装开关检测装置，开关检测电路检测并输出开关的状态，将开关信号传送给单片机；单片机在接收到开关检测电路上传的信号后，判断开关的状态，再将开关状态信号和开关地址信息通过通讯接口电路上传给上位机，由上位机控制整个设备的工作。从而保护设备和人身安全。

（2）本技术方案通过上位机和单片机中的MODBUS协议，使得上位机和单片机可以进行信息交互，完成对开关信号的传输，判断和开关的地址识别。

（3）本技术方案通过单片机与数码管显示电路的连接，使得单片机在收到开关检测电路上传的开关信号时，还能通过上位机发送的信息完成开关的地址识别，并将开关的地址信息发送至数码管显示电路，通过数码管显示电路显示开关的地址。使得开关在出现故障时，工作人员通过上位机给出的提示进行检修时，能快速的寻找到出现故障的目标开关。

（4）本技术方案通过单片机与继电器连接，通过继电器可以控制报警电路和开关；当单片机通过开关检测电路上传的信息，判断开关出现出现故障时，则发出控制信号给继电器，通过继电器断开开关，使得生产线停止工作，同时通过报警电路发出报警信号；同时，单片机会将开关故障信号和开关的地址传送给上位机，上位机在收到单片机的故障信号后，监控人员会读到某个开关出现故障，前往出现故障的开关处进行检修。当工作人员进入生产线时，可以通过显示电路快速的识别开关的序列号，并通过发生故障的开关会发出报警信号，工作人员能进一步的快速找到出现故障开关；并对其进行检修。进一步的减少了排查时间，缩短了检修的时间，加快了检修的工作效率。降低了车间的生产损失。

附图说明

图1是本实用新型的整体设备示意框架图。

图2是本实用新型中开关检测电路中的单片机的电路图。

图3是本实用新型中开关检测电路中的开关检测电路图。

图4是本实用新型中开关检测电路中的通讯接口电路图。

图5是本实用新型中开关检测电路中继电器的电路图。

图6是本实用新型中开关检测电路中数码管显示电路图。

图7是本实用新型中开关检测电路中稳压集成电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1所示，一种智能开关检测设备,包括安装在生产线上，分别与生产线上各个开关连接的开关检测装置，每个开关检测装置均包括单片机，以及与单片机连接的开关检测电路、继电器、通讯接口电路和数码管显示电路；多个开关检测装置的通讯接口通过S485通讯线串联，串联后的多个通讯接口再与上位机串联连接。

所述开关检测电路的输入端与开关连接，输出端与单片机连接；所述的开关检测电路检测并输出开关的状态，将开关信号传送给单片机；单片机在接收到开关检测电路上传的信号后，判断开关的状态；单片机根据开关的状态再决定是否输出断开开关和报警的控制信号至继电器，通过继电器电路完成报警工作。同时，单片机通过与上位机的连接，在接收到上位机发出的协议，完成开关的地址识别；最后，单片机再将开关状态信号和开关地址信息通过通讯接口电路上传给上位机，由上位机控制整个设备的工作。

在上位机和单片机内植入有MODBUS协议，上位机通过MODBUS协议发命令给与上位机连接的开关检测装置的单片机，将其设定为1号开关检测装置，1号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为1；然后，1号开关检测装置发命令给下一个开关检测装置，将其设定为2号开关检测装置，2号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为2；然后，2号开关检测装置发命令给下一个开关检测装置，将其设定为3号开关检测装置，3号开关检测装置收到命令后，就标定自己地址为3；…如此依次排列。

1号开关检测装置的通讯接口分别与上位机的信号输入输出端和2号开关检测装置的通讯接口连接，所述的2号开关检测装置的通讯接口分别与1号开关检测装置的通讯接口和3号开关检测装置的通讯接口连接；…如此依次连接。

如图2所示，所述的单片机采用型号为STC12C60S2的STM芯片，单片机的P10和P11接口连接有复位开关S1和S2。单片机的P14、P15、P34接口与开关检测电路连接，用于接收开关检测电路上传的信号。单片机的P25、P26、P27接口与继电器电路连接，用于发出控制开关断开和发出报警信号至继电器，通过继电器发出控制命令。单片机的P12、P13、P16接口与通讯接口电路中的U1连接，单片机的P17、P30、P31接口与通讯接口电路中的U2连接，用于与上位机进行信息交互。单片机的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07接口与数码管显示电路连接，用于显示开关的位置。

如图3所示，所述的开关检测电路采用光耦合器U3，光耦合器U3的第4引脚和第5引脚（即U3的NC端口）输入端与开关连接，采集开关的状态信号；所述光耦合器的输出端（CLK接口、I/O接口和RST接口）与单片机的信号输入端P14、P15、P34连接，将开关的状态信号传送给单片机。

如图4所示，所述的通讯接口电路采用的是型号为max485的通讯芯片U1和U2，U1和U2的设置是以光耦隔离器为主的U1和U2芯片。其中，光耦隔离器U1连接有与上位机连接和下一个通讯接口连接的接口J1，J2。光耦隔离器U1的A、B端口分别与A1、B1端口连接，光耦隔离器U1的RO、/RE、DE、DI端口口分别与单片机的P12、P13、P16接口连接。光耦隔离器U2连接有与上位机连接和下一个通讯接口连接的接口J7，J3，J6。光耦隔离器U2的A、B端口分别与A2、B2端口连接，光耦隔离器U2的RO、/RE、DE、DI端口口分别与单片机的P17、P30、P31接口连接。

如图5所示，所述继电器的信号输入端P25、P26、P27与单片机连接，继电器的信号输出端设有DY1、DY2、DY3三个触点，分别与开关和报警电路连接；所述的单片机根据开关的状态判断是否发出断开开关和报警信号给继电器，通过继电器控制开关断开或发出报警信号至报警装置。

如图6所示，所述的数码管显示电路设置有数码管，所述的数码管设置有a、b、c、d、e、f、g、dp多个显示管脚，单片机的信号输出端与数码管显示电路连接，单片机的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07接口与数码管显示电路连接，分别对应数码显示管的各个管；单片机在收到MODBUS协议发送的命令后，完成开关的地址识别，并将开关的地址信息发送至数码管显示电路，通过数码管显示电路显示开关的地址。

如图7所示，所述的单片机连接有稳压集成电路，稳压集成电路采用LM7805CT型号的稳压集成块，稳压集成块设置有J5和J4两个端口，分别与电源和单片机连接。所述的稳压集成块输入端与电源连接，将电源转换成5V电压，为设备提供电源。

Claims (5)

1.一种智能开关检测设备,其特征在于：包括分别与各个开关连接的开关检测装置，多个所述的开关检测装置均设置有通讯接口，多个通讯接口通过S485通讯线串联后与上位机串联连接；所述的开关检测装置包括单片机，以及与单片机连接的开关检测电路、继电器、通讯接口电路和数码管显示电路；所述开关检测电路的输入端与开关连接，输出端与单片机连接；所述的开关检测电路检测并输出开关的状态，将开关信号传送给单片机；单片机在接收到开关检测电路上传的信号后，判断开关的状态，再将开关状态信号和开关地址信息通过通讯接口电路上传给上位机，由上位机控制整个设备的工作。

2.根据权利要求1所述的一种智能开关检测设备,其特征在于：所述的开关检测电路采用光耦合器，光耦合器的输入端与开关连接，采集开关的状态信号；所述光耦合器的输出端与单片机的信号输入端S1、S2连接，将开关的状态信号传送给单片机。

3.根据权利要求1所述的一种智能开关检测设备,其特征在于：所述的通讯接口电路设置有光耦隔离器。

4.根据权利要求1所述的一种智能开关检测设备,其特征在于：所述继电器的信号输入端与单片机连接，继电器的信号输出端设有多个触点，分别与开关和报警电路连接；所述的单片机根据开关的状态判断是否发出断开开关和报警信号给继电器，通过继电器控制开关断开或发出报警信号。

5.根据权利要求1所述的一种智能开关检测设备,其特征在于：所述的单片机连接有稳压集成电路，稳压集成电路的输入端与电源连接，将电源转换成5V电压，为设备提供电源。

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