CN220855919U - 一种高压开关柜报警信号模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压开关柜报警信号模拟器，包括主控模块；通讯模块；若干个报警模拟驱动模块，光电耦合器的负极通过第一电阻与主控模块电连接，光电耦合器的正极与电源模块电连接，光电耦合器的发射极串联第二电阻和第三电阻后接地，光电耦合器的集电极与二极管的正极电连接，二极管的负极与三极管的集电极电连接，第二电阻和第三电阻的连接端与三极管的基极电连接，三极管的发射极接地，二极管的两端与继电器的线圈两端并联，继电器的触点端与对应报警模拟器电连接；报警指示模块；电源模块。本实用新型通过报警模拟驱动模块驱动报警模拟器，并通过报警指示模块来指示，更具真实性，容易理解。

Description

一种高压开关柜报警信号模拟器

技术领域

本实用新型涉及开光柜报警技术领域，具体而言，涉及一种高压开关柜报警信号模拟器。

背景技术

在高压电工的培训过程中，开关柜的操作属于从业人员必备技能，条件充足的学校可以在真实的开关柜上练习，条件简陋的多数停留在老师口述或PPT演示中。

但无论是真实设备还是PPT演示，为了保证安全性，并不会真的让开关柜设备产生真实的故障，因此都是通过口述描述何种故障产生时，会产生何种对应的故障报警信号，然后根据故障报警信号进行对应的措施应对。但这种口述的描述不够真实，学生不能全面理解高压开关柜在异常运行下，实际的报警是怎么样的，这种教学是存在缺陷的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种高压开关柜报警信号模拟器，解决现有技术中在教学中无法产生开光柜的报警信号的问题。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种高压开关柜报警信号模拟器，包括

主控模块，包括一主控芯片；

通讯模块，包括用于发出故障模拟信号的红外发射器、以及用于接收故障模拟信号的红外接收器，所述红外接收器与主控芯片电连接；

若干个报警模拟驱动模块，每个所述报警模拟驱动模块均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、光电耦合器、二极管、三极管和继电器，所述光电耦合器的负极通过第一电阻与主控芯片的其中一个引脚电连接，所述光电耦合器的正极与电源模块电连接，所述光电耦合器的发射极串联第二电阻和第三电阻后接地，所述光电耦合器的集电极与二极管的正极电连接，所述二极管的负极与三极管的集电极电连接，所述第二电阻和第三电阻的连接端与三极管的基极电连接，所述三极管的发射极接地，所述二极管的两端与继电器的线圈两端并联，所述继电器的触点端与对应报警模拟器电连接；

报警指示模块，所述报警指示模块与主控芯片电连接；

电源模块，所述主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块均与电源模块电连接；

其中，报警模拟驱动模块至少包括超温报警模拟驱动模块、高温报警模拟驱动模块、重瓦斯报警模拟驱动模块和轻瓦斯报警模拟驱动模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：红外发射器自主发送模拟故障信号，红外接收器接收故障模拟信号后传递至主控芯片进行处理，主控芯片通过报警模拟驱动模块来驱动对应的报警模拟器，同时通过报警指示模块来指示对应的故障模拟信息，便于实现故障信号的模拟产生，更具真实性，更容易理解故障信号是如何产生的。

优选的，所述红外接收器为TSOP4138红外接收器，所述TSOP4138红外接收器的供电端与电源模块电连接，所述TSOP4138红外接收器的接地端与接地线电连接，所述TSOP4138红外接收器的输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：采用TSOP4138红外接收器结构小巧，便于安装。

优选的，还包括传感器模块，所述传感器模块包括用于检测高压开关柜内环境温度和湿度的温湿度传感器、以及用于检测高压开关柜内是否有电火花产生的光线传感器，所述温湿度传感器和光线传感器均与主控芯片电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：设置传感器模块，通过光线、温度和湿度等反馈信息，便于观察由报警模拟驱动模块驱动的报警模拟器是否产生了对应效果。

优选的，所述温湿度传感器为SHT10温湿度传感器，所述SHT10温湿度传感器的供电端与电源模块电连接，所述SHT10温湿度传感器的接地端与接地线电连接，所述SHT10温湿度传感器的信号输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：采用SHT10温湿度传感器，成本较低，便于广泛使用。

优选的，所述光线传感器为光敏电阻，所述光敏电阻与第四电阻串联构成一串联电路，所述串联电路一端与电源模块电连接，所述串联电路另一端与接地线电连接，所述光敏电阻和第四电阻之间的连接端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：光敏电阻在不同光线照射下，其电阻阻值不同，因此主控芯片可通过其连接端产生的电压值来判断是否有电火花产生，方便感应，同时光敏电阻的价格较低，能够减少整个模拟器的成本。

优选的，所述指示模块包括超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯，所述超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接，所述超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯另一端分别串联一第五电阻后与电源模块电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过不同的指示灯便于展示不同的故障。

优选的，所述主控芯片与一模式选择电路电连接，所述模式选择电路包括一指拨开关，所述指拨开关至少包括手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关，所述手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关一端均接地，所述手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置模式选择电路，便于设置手动控制、自动循环故障控制、自动随机故障控制三种不同的控制方式。

优选的，所述手动指定故障设置开关包括超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关和轻瓦斯故障设置开关，所述超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关一端均接地，所述超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：设置四种不同模式的开关，便于具体手动调节控制何种故障信号输出。

优选的，所述通讯模块还包括用于将主控芯片处理得到的报警信号传递出去的485总线通讯模块，所述485总线通讯模块与电源模块电连接。

优选的，所述电源模块包括第一稳压电路和第二稳压电路，所述第一稳压电路包括LM2596S-5.0开关式稳压器，所述第二稳压电路包括AMS1117-3.3正向低压降稳压器；

所述LM2596S-5.0开关式稳压器的正输入电源端通过一总开关与输入电源电连接，所述LM2596S-5.0开关式稳压器的输出端与AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输入端电连接，所述AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输出端与主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置两级稳压，使得最终得到的电压值更加稳定，且通过第一稳压电路得到的电源还可以给485总线通讯模块供电。

附图说明

图1为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器的系统框图；

图2为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中电源模块的电路图；

图3为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中主控模块的电路图；

图4为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中传感器模块和红外接收器的电路图；

图5为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中485总线通讯模块的电路图；

图6为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中模式选择电路的电路图；

图7为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中超温报警模拟驱动模块和高温报警模拟驱动模块的电路图；

图8为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中重瓦斯报警模拟驱动模块和轻瓦斯报警模拟驱动模块的电路图；

图9为本实用新型一种高压开关柜报警信号模拟器中报警指示模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

如图1～9所示，本实施例涉及一种高压开关柜报警信号模拟器，包括主控模块，包括一主控芯片；

通讯模块，包括用于发出故障模拟信号的红外发射器、以及用于接收故障模拟信号的红外接收器，红外接收器与主控芯片电连接；

若干个报警模拟驱动模块，每个报警模拟驱动模块均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、光电耦合器、二极管、三极管和继电器，光电耦合器的负极通过第一电阻与主控芯片的其中一个引脚电连接，光电耦合器的正极与电源模块电连接，光电耦合器的发射极串联第二电阻和第三电阻后接地，光电耦合器的集电极与二极管的正极电连接，二极管的负极与三极管的集电极电连接，第二电阻和第三电阻的连接端与三极管的基极电连接，三极管的发射极接地，二极管的两端与继电器的线圈两端并联，继电器的触点端与对应报警模拟器电连接；

报警指示模块，报警指示模块与主控芯片电连接；

电源模块，主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块均与电源模块电连接；

其中，报警模拟驱动模块至少包括超温报警模拟驱动模块、高温报警模拟驱动模块、重瓦斯报警模拟驱动模块和轻瓦斯报警模拟驱动模块。

在本实施例中，通过红外发射器能够自主产生故障信号，红外接收器接收故障模拟信号后传递至主控芯片进行处理，主控芯片通过报警模拟驱动模块来驱动对应的报警模拟器，同时通过报警指示模块来指示对应的故障模拟信息，便于实现故障信号的模拟产生，更具真实性，更容易理解故障信号是如何产生的。

其中，报警模拟器为现有技术中的高压开关柜内的报警器装置，本实施例中这个一种高压开关柜报警信号模拟器与高压开关柜内的报警器装置电连接，能够直接驱动报警器装置。

参见图4所示，其中，红外接收器为TSOP4138红外接收器，TSOP4138红外接收器的供电端与电源模块电连接，TSOP4138红外接收器的接地端与接地线电连接，TSOP4138红外接收器的输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。采用TSOP4138红外接收器结构小巧，便于安装。

在本实施例中，一种高压开关柜报警信号模拟器还包括传感器模块，传感器模块包括用于检测高压开关柜内环境温度和湿度的温湿度传感器、以及用于检测高压开关柜内是否有电火花产生的光线传感器，温湿度传感器和光线传感器均与主控芯片电连接。

设置传感器模块，通过光线、温度和湿度等反馈信息，便于观察由报警模拟驱动模块驱动的报警模拟器是否产生了对应效果。

参见图4所示，在本实施例中，温湿度传感器为SHT10温湿度传感器，SHT10温湿度传感器的供电端与电源模块电连接，SHT10温湿度传感器的接地端与接地线电连接，SHT10温湿度传感器的信号输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。采用SHT10温湿度传感器，成本较低，便于广泛使用。

其中，光线传感器为光敏电阻，光敏电阻与第四电阻串联构成一串联电路，串联电路一端与电源模块电连接，串联电路另一端与接地线电连接，光敏电阻和第四电阻之间的连接端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

光敏电阻在不同光线照射下，其电阻阻值不同，因此主控芯片可通过其连接端产生的电压值来判断是否有电火花产生，方便感应，同时光敏电阻的价格较低，能够减少整个模拟器的成本。

参见图9所示，在本实施例中，指示模块包括超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯，超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接，超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯另一端分别串联一第五电阻后与电源模块电连接。通过不同的指示灯便于展示不同的故障。

在实际设计中，指示模块还包括一用于指示电源的电源指示灯。

参见图6所示，其中，主控芯片与一模式选择电路电连接，模式选择电路包括一指拨开关，指拨开关至少包括手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关，手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关一端均接地，手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。通过设置模式选择电路，便于设置手动控制、自动循环故障控制、自动随机故障控制三种不同的控制方式。

其中，手动指定故障设置开关包括超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关和轻瓦斯故障设置开关，超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关一端均接地，超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。

设置四种不同模式的开关，便于具体手动调节控制何种故障信号输出。

参见图5所示，在本实施例中，通讯模块还包括用于将主控芯片处理得到的报警信号传递出去的485总线通讯模块，485总线通讯模块与电源模块电连接。

具体的，本实施例通过红外发射器能够对主控模块进行正常、训练和考试三种不同模式进行设置。

在正常模式下，可以通过光线传感器和温湿度传感器来检测高压开关柜内的环境温湿度和光照数值，然后通过485总线通讯模块上传至上位机，作为对高压开光柜的一个监控。

在训练模式下，通过红外发射器自主任意发出高温、超温、轻瓦斯、重瓦斯和正常几种状态，测试学员在不同状态下正确处理的能力。

在考试模式下，通过红外发射器随机出现一种或几种故障，由学员进行判断，考评员可以通过红外发射器输入测试分值，由主控模块通过485总线通讯模块传输入考试平台，直接进行成绩登记。方便考评人员迅速及时做出判断，无需在多个终端前来回移动，考试用上位机一般和高压柜距离比较远，不会设置在同一房间内。

参见图2所示，其中，电源模块包括第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路包括LM2596S-5.0开关式稳压器，LM2596S-5.0开关式稳压器的正输入电源端通过一总开关与输入电源电连接，LM2596S-5.0开关式稳压器的输出端输出VCC电源，其电压为5.0V，LM2596S-5.0开关式稳压器的输出端与485总线通讯模块的电源端电连接。

第二稳压电路包括AMS1117-3.3正向低压降稳压器，LM2596S-5.0开关式稳压器的输出端与AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输入端电连接，AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输出端输出VCC3.3电源，其电压为3.3V，AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输出端与主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块电连接。

通过设置两级稳压，使得最终得到的电压值更加稳定。

本实用新型的有益效果为：通过红外发射器能够自主产生故障信号，红外接收器接收故障模拟信号后传递至主控芯片进行处理，主控芯片通过报警模拟驱动模块来驱动对应的报警模拟器，同时通过报警指示模块来指示对应的故障模拟信息，便于实现故障信号的模拟产生，更具真实性，更容易理解故障信号是如何产生的。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：包括

主控模块，包括一主控芯片；

通讯模块，包括用于发出故障模拟信号的红外发射器、以及用于接收故障模拟信号的红外接收器，所述红外接收器与主控芯片电连接；

若干个报警模拟驱动模块，每个报警模拟驱动模块均包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、光电耦合器、二极管、三极管和继电器，所述光电耦合器的负极通过第一电阻与主控芯片电连接，所述光电耦合器的正极与电源模块电连接，所述光电耦合器的发射极串联第二电阻和第三电阻后接地，所述光电耦合器的集电极与二极管的正极电连接，所述二极管的负极与三极管的集电极电连接，所述第二电阻和第三电阻的连接端与三极管的基极电连接，所述三极管的发射极接地，所述二极管的两端与继电器的线圈两端并联，所述继电器的触点端与对应报警模拟器电连接；

报警指示模块，所述报警指示模块与主控芯片电连接；

电源模块，所述主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块均与电源模块电连接；

其中，报警模拟驱动模块至少包括超温报警模拟驱动模块、高温报警模拟驱动模块、重瓦斯报警模拟驱动模块和轻瓦斯报警模拟驱动模块。

2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述红外接收器为TSOP4138红外接收器，所述TSOP4138红外接收器的供电端与电源模块电连接，所述TSOP4138红外接收器的接地端与接地线电连接，所述TSOP4138红外接收器的输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：还包括传感器模块，所述传感器模块包括用于检测高压开关柜内环境温度和湿度的温湿度传感器、以及用于检测高压开关柜内是否有电火花产生的光线传感器，所述温湿度传感器和光线传感器均与主控芯片电连接。

4.根据权利要求3所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述温湿度传感器为SHT10温湿度传感器，所述SHT10温湿度传感器的供电端与电源模块电连接，所述SHT10温湿度传感器的接地端与接地线电连接，所述SHT10温湿度传感器的信号输出端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

5.根据权利要求3所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述光线传感器为光敏电阻，所述光敏电阻与第四电阻串联构成一串联电路，所述串联电路一端与电源模块电连接，所述串联电路另一端与接地线电连接，所述光敏电阻和第四电阻之间的连接端与主控芯片的其中一个引脚电连接。

6.根据权利要求1所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述指示模块包括超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯，所述超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接，所述超温报警指示灯、高温报警指示灯、重瓦斯报警指示灯和轻瓦斯报警指示灯另一端分别串联一第五电阻后与电源模块电连接。

7.根据权利要求1所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述主控芯片与一模式选择电路电连接，所述模式选择电路包括一指拨开关，所述指拨开关至少包括手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关，所述手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关一端均接地，所述手动指定故障设置开关、循环故障设置开关和随机故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。

8.根据权利要求7所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述手动指定故障设置开关包括超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关和轻瓦斯故障设置开关，所述超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关一端均接地，所述超温故障设置开关、高温故障设置开关、重瓦斯故障设置开关、轻瓦斯故障设置开关另一端分别与主控芯片的其中一个引脚电连接。

9.根据权利要求1所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：所述通讯模块还包括用于将主控芯片处理得到的报警信号传递出去的485总线通讯模块，所述485总线通讯模块与电源模块电连接。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种高压开关柜报警信号模拟器，其特征在于：

所述电源模块包括第一稳压电路和第二稳压电路，所述第一稳压电路包括LM2596S-5.0开关式稳压器，所述第二稳压电路包括AMS1117-3.3正向低压降稳压器；

所述LM2596S-5.0开关式稳压器的正输入电源端通过一总开关与输入电源电连接，所述LM2596S-5.0开关式稳压器的输出端与AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输入端电连接，所述AMS1117-3.3正向低压降稳压器的输出端与主控芯片、红外接收器、报警模拟驱动模块和报警指示模块电连接。