CN217932457U - 一种电控换挡模块用保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电路保护装置技术领域，其目的在于提供一种电控换挡模块用保护器，其包括主控模块、电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块以及供电模块；电流变送器的受控端、电压变送器的受控端、环境状态检测模块的受控端以及开关模块的受控端均与主控模块电连接，电压变送器的电压检测端以及电流变送器的电流检测端均电连接电控换挡模块的供电端；供电模块分别电连接主控模块的供电端、电流变送器的供电端、电压变送器的供电端以及环境状态检测模块的供电端，供电模块还通过开关模块电连接电控换挡模块的供电端。本实用新型可实现对电控换挡模块的保护，同时可实现对自轮运转特种设备的环境检测。

Description

一种电控换挡模块用保护器

技术领域

本实用新型属于电路保护装置技术领域，具体涉及一种电控换挡模块用保护器。

背景技术

目前，液力传动式自轮运转特种设备均使用电控换挡模块控制车辆速度的转换。但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的自轮运转特种设备未针对换挡模块设置电流保护器，在日常使用过程中，自轮运转特种设备启动时容易出现瞬间超出额定电流、电压的情况，导致换挡模块易受到冲击，使得换挡模块内部的电子元件损坏，且电控系统转换模块的维修成本较高(每台维修费用1万元，更换一台约8万元)。另外，现有的自轮运转特种设备内未设置烟雾、可燃气体等相关检测报警装置，对于发生电路火灾、可燃气体超标等情况后无法启到报警功能。

实用新型内容

为了至少在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电控换挡模块用保护器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电控换挡模块用保护器，包括主控模块、电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块以及供电模块；

所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端、所述环境状态检测模块的受控端以及所述开关模块的受控端均与所述主控模块电连接，所述电压变送器的电压检测端以及所述电流变送器的电流检测端均电连接电控换挡模块的供电端；

所述供电模块分别电连接所述主控模块的供电端、所述电流变送器的供电端、所述电压变送器的供电端以及所述环境状态检测模块的供电端，所述供电模块还通过所述开关模块电连接所述电控换挡模块的供电端。

在一个可能的设计中，所述主控模块采用HX-PPC-104型工控触摸一体机，所述电控换挡模块用保护器还包括RS485通讯转换模块，所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端以及所述环境状态检测模块的受控端均通过所述RS485通讯转换模块与所述主控模块电连接。

在一个可能的设计中，所述开关模块采用继电器，所述继电器的线圈的一端为所述开关模块的受控端，所述继电器的线圈的另一端与所述供电模块电连接，所述继电器的开关的一端电连接所述供电模块，所述继电器的开关的另一端电连接所述电控换挡模块的供电端。

在一个可能的设计中，所述电控换挡模块用保护器还包括报警模块，所述报警模块的受控端与所述主控模块电连接。

在一个可能的设计中，所述环境状态检测模块包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的受控端与所述主控模块电连接，所述温湿度传感器的供电端与所述供电模块电连接。

在一个可能的设计中，所述环境状态检测模块包括烟雾传感器，所述烟雾传感器的受控端与所述主控模块电连接，所述烟雾传感器的供电端与所述供电模块电连接。

在一个可能的设计中，所述环境状态检测模块包括空气检测仪，所述空气检测仪的受控端与所述主控模块电连接，所述空气检测仪的供电端与所述供电模块电连接。

在一个可能的设计中，所述电控换挡模块用保护器还包括串口IO模块，串口IO模块采用PDD2020-BB1型串口IO模块，所述串口IO模块与所述主控模块电连接。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实现对电控换挡模块的保护，同时可实现对自轮运转特种设备的环境检测。具体地，本实用新型在实施过程中，电流变送器用于对电控换挡模块的启动电流进行检测，并将检测电流发送至主控模块，电压变送器用于对电控系统转换模块的启动电压进行检测，并将检测电压发送至主控模块，以便主控模块判断检测电流或检测电压是否超过负载电流或负载电压，并可在检测电流超出负载电流或检测电压超出负载电压时，控制开关模块断开电控系统转换模块与供电模块的连接，进而有效解决启动电流、电压过大造成的电控系统转换模块内电子元件损坏的问题；与此同时，本实用新型中的环境状态检测模块可实现对自轮运转特种设备的环境检测，并将环境检测数据发送至主控模块，以便用户实时了解自轮运转特种设备的运行环境情况，利于提升作业安全性，具备推广应用的价值。

附图说明

图1是实施例中电控换挡模块用保护器的控制框图；

图2是实施例中电控换挡模块用保护器的电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1和2所示，本实施例提供了一种电控换挡模块用保护器，包括主控模块、电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块以及供电模块；

所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端、所述环境状态检测模块的受控端以及所述开关模块的受控端均与所述主控模块电连接，所述电压变送器的电压检测端以及所述电流变送器的电流检测端均电连接电控换挡模块的供电端；

所述供电模块分别电连接所述主控模块的供电端、所述电流变送器的供电端、所述电压变送器的供电端以及所述环境状态检测模块的供电端，所述供电模块还通过所述开关模块电连接所述电控换挡模块的供电端。

本实施例可实现对电控换挡模块的保护，同时可实现对自轮运转特种设备的环境检测。具体地，本实施例在实施过程中，电流变送器用于对电控换挡模块的启动电流进行检测，并将检测电流发送至主控模块，电压变送器用于对电控系统转换模块的启动电压进行检测，并将检测电压发送至主控模块，以便主控模块判断检测电流或检测电压是否超过负载电流(如为0-5A)或负载电压(如为0-24V)，并可在检测电流超出负载电流或检测电压超出负载电压时，控制开关模块断开电控系统转换模块与供电模块的连接，进而有效解决启动电流、电压过大造成的电控系统转换模块内电子元件损坏的问题；与此同时，本实施例中的环境状态检测模块可实现对自轮运转特种设备的环境检测，并将环境检测数据发送至主控模块，以便用户实时了解自轮运转特种设备的运行环境情况，利于提升作业安全性，具备推广应用的价值。

具体地，本实施例在实施过程中，当电流变送器向主控模块发送的电流信号超负载(如未在0-5A内)，或电压变送器向主控模块发送的电压信号超负载(如未在0-24V内)，则主控模块可驱动开关模块动作，以便开关模块对电控换挡模块进行断电操作，进而保护电控换挡模块不受损坏，避免启动电流、电压过大造成电控换挡模块内电子元件发生损坏的问题，利于节约电控换挡模块的维修成本。

具体地，本实施例中，所述电压变送器采用FK-SDZU-50-CQ型、YN194U-7BO型电压变送器。所述电流变送器可以但不仅限于采用FK-SDZI-5A-CQ型、FK-SDJI-5A型电流变送器。本实施例中，电流变送器进行电流检测的量程采用0-10A，电压变送器进行电压检测的量程采用0-300V。

本实施例中，所述主控模块采用HX-PPC-104型工控触摸一体机，所述电控换挡模块用保护器还包括RS485通讯转换模块，所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端以及所述环境状态检测模块的受控端均通过所述RS485通讯转换模块与所述主控模块电连接。

在此需要说明的是，HX-PPC-104型工控触摸一体机是一款高性价比的工业级平板电脑，其应用范围广泛，可在实现对电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块以及开关模块进行控制的前提下，用作人机界面，并且安装方式较为多样，适用于不同应用场景。同时，HX-PPC-104型工控触摸一体机还可实现对数据的实时显示及数据保存等，如将环境检测数据通过运行曲线的方式进行呈现，利于提升用户操作的便捷性。

具体地，本实施例中，工控触摸一体机放置在自轮运转特种设备的驾驶室内，可在显示器上显示上述采集对象的实时值及实时曲线；在工控触摸一体机还可以设置采集记录时间间隔，把上述采集对象记录在工控机硬盘里，根据记录时间间隔长短，记录时间大致在6个月—3年范围内变动，还可查询现存历史数据中任意时间段的数据记录，也可以将查询数据记录导出为excel格式保存；在工控触摸一体机设置监控数据阈值，超出设定值报警提示及时断开；启到保护电控换挡模块作用。在此需要说明的是，上述内容均为HX-PPC-104型工控触摸一体机的现有功能，涉及到的数据处理相关内容均为现有技术，软件方法相关的方案均不在本申请的保护范围内。

另外，本实施例中的RS485通讯转换模块简称485转换器，其是将RS485总线通讯转换为RS232接计算机串口进行通讯的设备，RS485通讯转换模块主要应用于支持RS485通讯总线结构的工业控制自动化系统，可在实现通讯距离以及通讯设备数量增加的同时，实现对主控模块与其他模块之间的隔离保护作用。本实施例中，HX-PPC-104型工控触摸一体机采用RS232串口通讯，设置RS485通讯转换模块，可有效地解决HX-PPC-104型工控触摸一体机RS232串口通讯存在的以下几个缺点：RS232通讯距离理论上是20多米，实际应用建议不要超过13米；RS232通讯只能进行一对一的点对点通讯，即一个串口只能接一台RS232。本实施例中，使用RS485通讯转换模块后可以将主控模块的通讯距离大大延长(理论距离1200米)，同时主控模块可以通过RS485通讯转换模块和RS485总线上的任何一台设备进行通讯，即可以进行多台设备的联网控制(理论上一条RS485总线可以连接最多256台RS485设备)。

具体地，本实施例中的RS485通讯转换模块采用UT503型转换器，其内置光电隔离器，同时带有快速的瞬态电压抑制保护器，利于保护主控模块、电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块等模块运行过程中的稳定性。

此外，本实施例中的电源模块包括用户供电电源(三相电)、开关电源和电源适配器，开关电源和电源适配器均与用户供电电源电连接，且电源适配器用于向主控模块进行DC12V供电，开关电源用于向电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块进行DC24V供电。且本实施例中的电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块等模块均通过RS485总线与RS485通讯转换模块电连接。

本实施例中，所述开关模块采用继电器KM1，所述继电器KM1的线圈的一端为所述开关模块的受控端，所述继电器KM1的线圈的另一端与所述供电模块电连接，所述继电器KM1的开关的一端电连接所述供电模块，所述继电器KM1的开关的另一端电连接所述电控换挡模块的供电端。

需要说明的是，开关模块也可采用三极管、MOS管等，作为举例，当其采用三极管时，三极管的基极为其受控端，供电模块和电控换挡模块的供电端之间通过三极管的源极和漏极连接。本实施例中，开关模块采用继电器KM1，可实现对主控模块与电控换挡模块之间的隔离，利于提升本实施例整体的稳定性。

本实施例中，所述电控换挡模块用保护器还包括报警模块，所述报警模块的受控端与所述主控模块电连接。本实施例中，报警模块采用报警灯，报警灯分别与主控模块和供电模块电连接。在实施过程中，当主控模块判断其接收到的环境状态检测模块发送的环境状态数据出现异常时，可驱动报警灯闪烁，以便对用户提示作业过程中存在有安全隐患问题，同时便于用户对其及时进行处理，防止因电路着火、有害气体超标而造成人身伤害事故。

本实施例中，所述环境状态检测模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和/或空气检测仪，其中，所述温湿度传感器采用SD123-T10型温湿度传感器，所述烟雾传感器采用ST-485型烟雾传感器，所述空气检测仪采用FS00802型空气检测仪。本实施例中，温湿度传感器的温度检测量程采用-40-125℃、湿度检测量程采用0-100％，烟雾传感器的烟雾检测量程采用0-10000PPM，空气检测仪进行CO检测的量程采用0-1000PPM，进行H₂检测的量程采用0-1000PPM，进行CH₄检测的量程采用0-100％LEL。

还需要说明的是，本实施例中，环境状态检测模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和空气检测仪，各检测装置可以安装于车辆的驾驶室内，用于检测驾驶室内的烟雾及有害气体等是否超标，也可安装于车辆外，以检测车辆周围环境的情况。具体地，SD123-T10型温湿度传感器可实时采集其周边的温度、湿度以及露点温度和湿球温度，克服了传统模式温度和湿度传感器(如：热敏低阻、铂电阻等)不稳定、误差大、易受干扰等严重缺陷，且其输出信号为数字信号，可以方便与主控模块联网，具有准确、稳定，使用寿命长等特点。ST-485型烟雾传感器相较于其他火灾烟雾检测的方式，光电式检测具有稳定度高，鉴定灵敏等特点。

本实施例中，所述电控换挡模块用保护器还包括串口IO模块，串口IO模块采用PDD2020-BB1型串口IO(Input/Output，输入/输出)模块，所述串口IO模块与所述主控模块电连接。本实施例中，PDD2020-BB1型串口IO模块为2路数字量输入和2路数字量输出的串口IO联网设备，采用标准的Modbus RTU通讯协议，可以通过RS485总线进行远程DI数据采集传输。本实施例中，继电器KM1的开关以及报警模块均通过串口IO模块与所述主控模块电连接。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：包括主控模块、电流变送器、电压变送器、环境状态检测模块、开关模块以及供电模块；

所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端、所述环境状态检测模块的受控端以及所述开关模块的受控端均与所述主控模块电连接，所述电压变送器的电压检测端以及所述电流变送器的电流检测端均电连接电控换挡模块的供电端；

所述供电模块分别电连接所述主控模块的供电端、所述电流变送器的供电端、所述电压变送器的供电端以及所述环境状态检测模块的供电端，所述供电模块还通过所述开关模块电连接所述电控换挡模块的供电端。

2.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述主控模块采用HX-PPC-104型工控触摸一体机，所述电控换挡模块用保护器还包括RS485通讯转换模块，所述电流变送器的受控端、所述电压变送器的受控端以及所述环境状态检测模块的受控端均通过所述RS485通讯转换模块与所述主控模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述开关模块采用继电器，所述继电器的线圈的一端为所述开关模块的受控端，所述继电器的线圈的另一端与所述供电模块电连接，所述继电器的开关的一端电连接所述供电模块，所述继电器的开关的另一端电连接所述电控换挡模块的供电端。

4.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述电控换挡模块用保护器还包括报警模块，所述报警模块的受控端与所述主控模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述环境状态检测模块包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的受控端与所述主控模块电连接，所述温湿度传感器的供电端与所述供电模块电连接。

6.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述环境状态检测模块包括烟雾传感器，所述烟雾传感器的受控端与所述主控模块电连接，所述烟雾传感器的供电端与所述供电模块电连接。

7.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述环境状态检测模块包括空气检测仪，所述空气检测仪的受控端与所述主控模块电连接，所述空气检测仪的供电端与所述供电模块电连接。

8.根据权利要求1所述的一种电控换挡模块用保护器，其特征在于：所述电控换挡模块用保护器还包括串口IO模块，串口IO模块采用PDD2020-BB1型串口IO模块，所述串口IO模块与所述主控模块电连接。

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