专利名称：一种电缆隧道综合控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制系统，尤其是一种电缆隧道综合控制系统，具体地说是一种 用于监测电缆隧道的实时监测系统。
背景技术：
电缆隧道是专门敷设电路的隧道。使用时，电缆内流过电流，同时电缆会产生热 量，使电缆温度升高。电缆温度过高时，影响电缆的使用，同时会对生产安全产生危险。目 前，电缆隧道内监测设备监测精度低，自动化程度低；检测设备的防护等级低，且电缆隧道 内敷设大量电缆，安装及检修不方便。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电缆隧道综合控制系统， 其自动化程度高，实时性好，监测安全可靠，安装及检修方便。按照本发明提供的技术方案，所述电缆隧道综合控制系统，所述电缆隧道设置有 至少一个监测区域，所述电缆隧道内对应的监测区域内设有温度测量模块，所述主站的电 源输出端与温度测量模块的电源端连接，为所述温度测量模块提供工作电源；所述温度测 量模块实时检测电缆隧道内电缆的温度，并将电缆温度传输到主站；所述主站采集温度测 量模块检测的电缆温度，对所述电缆温度进行分析处理后，输出对应的电缆温度、温度预警 及温度报警信号。所述主站将采集温度测量模块的电缆温度、温度预警及温度报警信号传输到上位 机系统；所述上位机系统通过总线与主站连接，上位机系统接收主站发送的电缆温度，对所 述电缆温度进行存储、显示和打印；所述上位机系统根据主站传输的温度预警及温度报警 信号，输出对应的温度预警及温度报警信号。所述总线为PR0FIBUS现场总线、MODBUS通讯 总线或以太网。所述主站还与照明控制模块连接，主站的电源输出端与照明控制模块对应的电源 端连接，为照明控制模块提供电源；所述照明控制模块通过区域通讯总线与主站连接；照 明控制模块与主站对应配合，所述照明控制模块能够显示并控制电缆隧道内照明灯的工作 状态。所述主站还与水泵控制模块连接，主站的电源输出端与水泵控制模块对应的电源 端连接，为水泵控制模块提供电源；所述水泵控制模块的输出端与水泵连接，控制水泵的启 停；所述水泵控制模块通过区域通讯总线与主站连接；所述水泵控制模块能够采集电缆隧 道内对应集水坑的水位，并根据所述采集对应的集水坑水位控制水泵的启停；水泵控制模 块通过区域通讯总线接收主站发送的水泵启停信号，并根据接收的水泵启停信号控制水泵 的启停。所述区域通讯总线为PR0FIBUS现场总线、MODBUS通讯总线或以太网。所述主站的 面板上设有触摸屏；主站采集并存储温度测量模块检测的电缆温度，并通过触摸屏输出对应的温度曲线；所述主站对所述电缆温度分析处理后，可以输出温度预警及温度报警信号。 所述主站的面板上设有四组数码管，分别显示对应主站的地址、温度测量模块的地址、电缆 温度及所述电缆温度对应的危险指数；主站采集并存储温度测量模块检测的电缆温度，通 过对应的数码显示管显示电缆温度值；所述主站对所述电缆温度分析处理后，可以输出温 度预警及温度报警信号，并通过对应的数码显示管输出危险指数。本发明的优点综合监控系统包括温度测量模块、照明控制模块及水泵控制模块， 既能够实现电缆温度测量功能，又能够对电缆隧道进行照明控制及排水泵的工作状态控 制。主站和上位机系统采集温度测量模块检测的电缆温度，对电缆温度进行分析处理后，既 可以产生温度报警信号，又可以产生温升趋势预警信号。所述主站通过通讯总线接入上位机系统，实现对电缆隧道的分布式控制，监控操 作方便。主站通过区域通讯总线与温度测量模块、照明控制模块、水泵控制模块连接；所述 区域通讯总线PR0FIBUS现场总线、MODBUS通讯总线或以太网，连接方便可靠，可以对上述 模块的工作状态进行远程诊断，迅速定位故障点。主站和温度测量模块、照明控制模块及水 泵控制模块之间只需要一根电缆，就能够实现主站对温度测量模块、照明控制模块及水泵控 制模块提供电源；且能与上述模块间进行信号传输，大大减少了电缆使用量和敷设工作量。所述温度测量模块、照明控制模块及水泵控制模块对应的壳体、电缆进出线全部 采用防尘、防水设计，防护等级可达IP65;电路板经过防潮、防腐蚀、防静电、防老化处理， 且板上各级电源全部隔离。所述温度测量模块采用高精度温度传感器和信号转换模块，温 度测量精度可达0. 2°C，可以准确判断温升趋势。温度在测量点附件转换为数字信号传输， 减少了模拟量信号传输和外界干扰造成的误差。各部件全部采用高防护等级壳体，器件全 部经过筛选及老化处理，系统可靠性非常高，维护工作量很小。
图1为本发明的连接原理图。
图2为本发明的温度测量模块的结构示意图。
图3为本发明照明控制模块的控制部件结构示意图。
图4为本发明照明控制模块的按钮盒结构示意图。
图5为本发明水泵控制模块的结构示意图。
图6为本发明主站的一种结构示意图。
图7为本发明主站的另一种结构示意图。
图8为图2的结构框图。
图9为图3的结构框图。
图10为图4的结构框图。
图11为图5的结构框图。
图12为图6的结构框图。
图13为图7的结构框图。
具体实施例方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1 图7所示本发明包括区域通讯总线1、总线2、上位机系统3、照明控制模 块4、水泵控制模块5、温度测量模块6、主站7、温度传感器8、航空插头9、温度控制模块通 讯接口 10、安装块11、安装槽12、照明控制模块的通讯接口 13、照明控制模块输出接点14、 控制按钮15、按钮盒通讯接口 16、水泵控制模块通讯接口 17、水泵控制模块输入接口 18、触 摸屏19、安装孔20、第一主站通讯接口 21、蜂鸣器22、开关按钮23、电源端24、第二主站通 讯接口 25、数码显示管26、水泵控制模块输出接口 27、控制模块28及按钮盒29。根据电缆隧道的不同，在电缆隧道内设置不同的监测区域；电缆隧道内至少设置 一个或一个以上的监测区域，在每个监测区域内设置主站7与温度测量模块6，用于监测对 应区域的电缆隧道内电缆温度。温度测量模块6用于检测电缆隧道内对应的温度值，温度 测量模块6与主站7连接；主站7能够接收温度测量模块6检测的温度值，主站7接收并分 析对应的温度值；当主站7分析温度测量模块6的温度值大于主站7内预设的温度值时，主 站7能够输出对应的温度值，并能够对所述温度值输出温度预警信号与温度报警信号。电 缆隧道可以只利用主站7与温度测量模块6完成对电缆隧道对应的温度监控。电缆隧道内不同监测区域的主站7可以通过总线2连接到上位机系统3 ；通过上 位机系统3能够对电缆隧道内任意监测区域进行监测，上位机系统3通过总线2接收不同 监测区域内主站7传输的信号；主站7将检测温度值、温度预警信号与温度报警信号传输到 上位机系统3内，上位机系统3接收、显示并存储对应的信号，便于以后查询或打印。所述 总线2为PR0FIBUS现场总线、MODBUS通讯总线、以太网或其他协议的通讯总线；所述上位 机系统3间利用PR0FIBUS现场总线最多能够连接126个不同区域的主站7。所述电缆隧道内还可以设置照明灯，通过照明控制模块4控制电缆隧道内照明灯 的点亮或关闭。所述照明控制控制模块4内设有照明控制通讯模块，照明控制通讯模块包 括两个照明控制模块通讯接口 13，分别用于与主站7或其他模块间的连接。主站7为照明 控制模块4提供电源。通过照明控制模块4与主站7间的对应配合，能够控制电缆隧道内 不同区域照明灯的点亮或关闭，操作方便。当电缆隧道内设置对应的照明控制模块4时，主 站7还可以通过总线2将照明控制模块4对应的工作状态传输到上位机系统3内，便于上 位机系统3对监测区域内的照明控制模块4进行监测与控制。电缆隧道内有集水坑，集水坑内会有不同程度的积水在电缆隧道内设置水泵，通 过水泵调节集水坑内的水位，所述水泵通过水泵控制模块5进行控制。所述水泵控制模块5 内设有水泵控制通讯模块，水泵控制通讯模块包括两个水泵控制模块通讯接口 17，分别用 于与主站7或其他模块间的连接。主站7为水泵控制模块5提供电源。水泵控制模块5能 够检测集水坑内对应的水位信号，根据对应的水位信号，自动控制水泵的启停；水泵控制模 块5还能够接收主站7的水泵启停信号，从而远程控制电缆隧道内水泵的启停，控制操作方 便。所述主站7还可以将水泵控制模块5对应的工作状态通过总线2传输到上位机系统3 内，上位机系统3可以发出远程控制命令，所述远程控制命令通过总线2传输到主站7内， 主站7将对应的远程控制命令传输到水泵控制模块5，使水泵控制模块5执行对应的动作。 当监测区域内同时设置主站7、总线2、上位机系统3、照明控制模块4、水泵控制模块5及温 度测量模块6时，形成如图1所示的结构。图1中，显示了电缆隧道内设有两个监测区域的 连接示意图；所述温度测量模块6、水泵控制模块5、照明控制模块4间利用区域通讯总线1 相连接，温度测量模块6、水泵控制模块5、照明控制模块4与主站7也利用区域通讯总线1进行连接，能够同时完成对电缆隧道内的温度检测、照明控制及集水坑控制。当电缆隧道内对应的监测区域内同时设置有照明控制模块4、水泵控制模块5及 温度测量模块6时，照明控制模块4、水泵控制模块5及温度测量模块6间分别通过照明控 制模块通讯接口 13、水泵控制模块通讯接口 17、温度测量模块通讯接口 10利用区域通讯总 线1相互连接且能够与主站7进行连接，所述区域通讯总线1可以为raOFIBUS现场总线、 MODBUS通讯总线、以太网，也可以采用其他总线协议；所述照明控制模块4、水泵控制模块5 及温度测量模块6间及与主站7的连接间采用总线结构，避免了在电缆隧道内进行布设大 量电线，操作方便。当照明控制模块4、水泵控制模块5及温度测量模块6通过区域通讯总 线与主站7连接时，主站7与照明控制模块4、水泵控制模块5及温度测量模块6连接的电 缆同时能够为照明控制模块4、水泵控制模块5及温度测量模块6提供工作电源，大大减少 了电缆隧道内电缆的使用量和敷设工作量，接线方便。如图2所示，为温度测量模块6的结构示意图；图8为温度测量模块6的内部结构 框图。所述温度测量模块6包括温度传感器8，温度传感器8的输出端与信号转换模块47 相连。温度传感器8检测外部电缆的温度信号，通过信号转换模块47将检测的温度模拟信 号转换为温度数字信号，减少模拟信号在传输过程中产生的干扰。信号转换模块47通过内 部总线31与区域通讯总线1、温度测量控制器42及温度测量存储器43相连。温度测量控 制器42通过区域通讯总线1还与温度测量输出模块44相连。所述信号转换模块47输出的 温度数字信号通过内部总线31传输到温度测量控制器42，温度测量控制器42将所述温度 数字信号存储在温度测量存储器43内。主站7通过区域通讯总线1与温度测量控制器42 进行数据通信，温度测量控制器42可以将存储在温度测量存储器43内的温度值通过区域 通讯总线1传输到主站7 ；主站7接收并分析对应的温度值，并能够显示对应的温度值；当 所述温度值高于主站7内预设的临界温度时，主站7会输出温度预警及温度报警信号。当 温度测量控制器42通过区域通讯总线1与主站7进行数据通信正常时，温度测量控制器42 会向温度测量输出模块44输出驱动信号，温度测量输出模块44根据对应的驱动信号，使温 度测量指示灯电路45中对应的指示灯发光，能够从温度测量指示灯电路45判断温度测量 模块6内部的工作状态。具体实施时，所述温度传感器8位于金属壳体内，所述金属壳体的外周面设有弧 形凹槽，能够保证温度传感器8与金属壳体与待检测电缆形成有效接触，温度传感器8的另 一端利用航空插头9与温度测量模块6连接，保证了连接的密封性。所述温度传感器8可 以采用温度传感器Pt 100或其他专用温度检测集成电路；温度传感器8检测电缆温度后，通 过信号转换模块47将检测温度变换为数字量传输，减少了外界的噪声干扰。所述信号转换 模块47与温度传感器8相对应配合，可以使温度测量模块6的测量精度达到0. 2°C。温度 测量模块6的外壳上设有安装块11，所述安装块11上凹设有安装槽12，用于将温度测量模 块6安装在电缆桥架上。温度测量模块6通过区域通讯总线1设置有两个温度测量模块通 讯接口 10，所述温度测量模块通讯接口 10均与区域通讯总线1相连。区域通讯总线1用于 与主站7、照明控制模块4或水泵控制模块5间的连接；当温度测量模块通讯接口 10同时 与主站7、照明控制模块4或水泵控制模块5连接时，照明控制模块4与水泵控制模块5通 过温度测量模块6的温度测量模块通讯接口 10与主站7间的连接。温度测量模块通讯接 口 10采用防水金属外壳，密封良好，防护等级可达IP65。温度测量模块6检测电缆温度，并通过温度测量模块通讯接口 10与区域通讯总线传输到主站7 ；具体实施时，所述区域通讯 总线1采用PR0FIBUS通讯总线。所述温度测量模块6内对应的温度测量指示灯电路45包 括测温元件正常、电源、接收及发送指示灯；通过温度测量输出模块44可以驱动温度测量 指示灯电路45对应的指示灯发光。所述温度测量模块6用于检测电缆隧道内电缆的温度，并传输到主站7，所述主站 7能够显示对应的电缆温度。主站7内预设有电缆报警温度，当温度测量模块6检测电缆温 度高于主站7内预设的报警温度时，主站7会输出对应的温度预警及温度报警信号，从而能 够判断电缆隧道内电缆温度的变化情况，确保电缆隧道内的安全。温度测量模块6内设置 有温度测量通讯模块，所述温度测量通讯模块包括两个温度控制模块通讯接口 10，分别用 于与主站7或其他模块间的连接。温度测量模块6的电源端与主站7的电源输出端连接， 主站7为温度测量模块6提供工作电源。如图3和图4所示，为本发明照明控制模块4的结构示意图；图9和图10为照明 控制模块4内相对应的按钮盒29及控制模块28的结构框图。如图10所示，所述按钮盒29 内包括按钮输入模块34，所述按钮输入模块34接收按钮盒29上的控制按钮15的输入，按 钮输入模块34通过内部总线31与按钮控制器30相连。所述按钮控制器30通过内部总线 31还与区域通讯总线模块1、按钮输出模块33相连；按钮控制器30利用内部总线31传输 数据及命令信号；按钮输出模块33的输出端与按钮指示灯电路32相连，用于驱动按钮指示 灯电路32对应的指示灯。按钮控制器30通过区域通讯总线1与主站7相连。当按动控制 按钮15时，按钮输入模块34就会接收控制按钮15的输入状态，并传输到按钮控制器30 ； 按钮控制器30通过区域通讯总线1将控制按钮15的控制状态传输到主站7内，主站7根 据对应的状态信号，向控制模块28输出对应的控制信号，控制模块28接收控制信号后执行 相应的动作，从而能够完成对应照明灯的开关控制；控制模块28根据控制信号实现对电缆 隧道内的照明灯的开关。当区域通讯总线1与主站7数据通信正常时，按钮控制器30向按 钮输出模块33输出驱动信号，使按钮指示灯电路32上对应的指示灯发光，从而能够从按钮 指示灯电路32判断按钮盒29内部的工作状态。如图9所示，所述控制模块28包括区域通讯总线1，区域通讯总线1用于控制模块 28与主站7或其他模块间的连接。所述区域通讯总线1通过内部总线31与第一控制器35 相连，所述第一控制器35通过内部总线31与第一输出模块37相连，所述第一输出模块37 的输出端与控制模块指示灯电路36相连。所述控制模块28与按钮盒29对应配合，共同实 现对电缆隧道内的照明灯控制。按动按钮盒29时，按钮盒29对应的工作状态将传输到主 站7，主站7根据接收的工作状态向控制模块28的第一控制器35输出照明控制信号。主站 7通过区域通讯总线1将照明控制信号传输第一控制器35，第一控制器35通过第一输出模 块37输出对应的信号，使电缆隧道内的照明灯打开或关闭，实现对电缆隧道内的照明灯开 关控制；所述第一输出模块37同时点亮控制模块指示灯电路36对应的指示灯；能够根据 控制模块指示灯电路36工作状态判断控制模块28内的连接状况。具体实施时，照明控制模块4包括控制模块28及按钮盒29。所述控制模块28与 按钮盒29上均设有安装块11，所述安装块11上凹设有安装槽12，分别用于将控制模块28、 按钮盒29的固定链接。所述按钮盒29上设有至少一个控制按钮15，按钮盒29内设有通讯 模块；按钮盒29的通讯模块包括按钮盒通讯接口 16，所述按钮盒通讯接口 16均与按钮盒
729内对应的区域通讯总线1相连，用于与主站7的连接；通过按动控制按钮15，按钮盒通讯 接口 16向主站7输入信号，主站7通过控制模块28控制照明灯的点亮或关闭。控制模块28上设有照明控制通讯接口 13，所述照明控制通讯接口 13均与控制模 块28内相对应的区域通讯总线1相连，分别用于接收主站7的照明灯控制信号及与其他模 块间的连接。所述控制模块28上还设有照明控制模块输出接点14，用于与继电器的干接点 连接，接入照明灯的电源回路。当控制模块28接收到主站7的开关信号后，通过继电器的干 接点控制照明灯的点亮或关闭。所述控制模块28内设有一个拨码开关，通过拨码开关可以 设置所述控制模块28控制对于照明灯的组号。所述按钮盒29内部也设有一个或多个拨码 开关，每个按钮对应一个拨码开关，通过拨码开关可以设置控制按钮15所要控制的照明灯 组号。使用时，按动按钮盒29上对于的控制按钮15，主站7通过区域通讯总线1读取按钮 信号，并对所述按钮信号进行判断处理后，决定各组照明灯的开关状态，然后通过区域通讯 总线与控制模块28连接；具体实施时，所述区域通讯总线1可以采用PR0FIBUS通讯总线。 控制模块28根据主站7的控制信号，接通或断开控制模块28内的继电器触点，从而使照明 灯打开或关闭。所述控制模块28上设有照明接通，电源，接收及发送指示灯；按钮盒29上 设有电源，接收及发送指示灯。如图5所示，为本发明水泵控制模块5的结构示意图；图11为水泵控制模块5的 结构示意图。如图11所示所述水泵控制模块5包括水泵控制输入模块41，所述水泵控制 模块输入模块41用于检测集水坑的水位信号，能够得到集水坑的高高位、高位、低位及低 低位信号，水泵控制输入模块41将检测的集水坑水位通过内部总线31传输到水泵控制控 制器38，所述水泵控制控制器38通过内部总线31与区域通讯总线1、水泵控制输出模块40 相连；所述水泵控制输出模块40控制水泵的启停，并能够驱动水泵控制指示灯电路39。水 泵控制控制器38通过内部总线31向区域通讯总线1、水泵控制输出模块40传输数据或传 输命令信号，并能够接收水泵控制输入模块41与区域通讯总线1的输入信号。水泵控制输 出模块40的输出端与水泵控制指示灯电路39相连，用于驱动水泵控制指示灯电路39，点亮 对应的指示灯。水泵控制控制器38接收水泵控制输入模块41的水位状态信号，当所述水 位状态信号为高高位或高位时，水泵控制控制器38向水泵控制输出模块40输出水泵控制 信号，使水泵进行开启，抽出集水坑的水；当所述水位状态信号为低低位或低位时，水泵控 制控制器38向水泵控制输出模块40输出水泵停止信号，停止水泵的抽水；同时水泵控制输 出模块40还能够驱动水泵控制指示灯电路39，点亮水泵控制指示灯电路39上对应的指示 灯，从而能够直接判断区域通讯总线1的通讯连接状态。所述主站7还能够通过区域通讯 总线1向水泵控制控制器38发送远程操作命令，水泵控制控制器38根据对应的操作指令， 向水泵控制输出模块40输出对应的控制命令，水泵控制输出模块40控制水泵的启停，从而 实现对水泵的远程启停控制。具体实施时，水泵控制模块5上设有水泵控制模块通讯接口 17，所述水泵控制模 块通讯接口 17与水泵控制模块5内对应的区域通讯总线1相连，所述水泵控制模块通讯接 17能够与主站7进行数据传输。水泵控制模块5上还设置有水泵控制模块输入接口 18，所 述水泵控制模块输入接口 18与水泵控制输入模块41相连；水泵控制模块输出接口 27与水 泵控制输出模块40相连。所述水泵控制模块5能够检测集水坑的水位；水泵控制模块5将 集水坑内水位分为高高位、高位、低位及低低位；水泵控制模块5通过水泵控制模块输入接口 18接收限位开关检测集水坑的水位。所述水泵控制模块5还能够检测水泵所在控制回 路中对应的断路器、接触器及热继电器的状态信号。当集水坑内限位开关检测到集水坑内 水位高于高高位时，水泵控制模块5通过水泵控制模块输出接口 27向水泵输出开启信号， 启动水泵，将集水坑内的水向外抽出；当集水坑内限位开关检测到集水坑内水位低于低位 时，水泵控制模块5通过水泵控制模块输出接27向水泵输出停止信号，停止抽取集水坑内 的水，在保证电缆隧道内的安全下，节省能量损耗。当集水坑内水位处于正常水位时，水泵 控制模块5接收主站7远程启停指令，控制水泵的启停，从而实现对水泵的远程控制。水泵 控制模块5上设有安装块11，安装块11上凹设有安装槽12，便于安装水泵控制模块5。水 泵控制模块5采用防水金属外壳，密封良好，防护等级可达到IP65。水泵控制模块5上还设 置水泵控制指示灯电路39，用于指示集水坑水位、水泵工作状态，电源及总线通讯状态。图6为本发明的一种主站7的结构示意图；图12为图6所示主站7的结构框图。 如图12所示主站7包括触摸屏19，所述触摸屏19同时作为输入设备与显示设备。触摸 屏19的输出端与触摸信号采集模块52相连，所述触摸信号采集模块52通过内部总线31 与主站控制器53相连。所述内部总线31上还挂接有总线1、主站存储器54、图像处理模块 51及主站输出模块49。所述总线1用于主站控制器53与上位机系统3或其他模块间的连 接；所述图像处理模块51的输出端与触摸屏19的输出端连接；主站输出模块49的输出端 分别与蜂鸣器22及主站指示灯电路50相连。主站控制器53通过总线1采集温度测量模块6的温度信号，并将所述温度信号存 储在主站存储器54内，主站控制器53接收并分析温度测量模块6的温度信号，当所述温度 值大于主站控制器53内设定的温度时，主站控制器7向主站输出模块49输出温度预警及 温度报警信号，并通过蜂鸣器22进行蜂鸣。主站控制器53接收温度测量模块6的温度信 号，所述温度信号经过图像处理模块51分析处理后，由触摸屏19输出对应的温度曲线。主 站控制器53还能够将温度预警信号、温度报警信号及温度值通过总线1传输到上位机系统 3内，由上位机系统3实现电缆隧道的远程监控。主站输出模块49还能够点亮主站指示灯 电路50对应的指示灯，显示主站7内对应的工作状态。所述电源单元48为整个主站7提 供电源，所述电源单元48通过开关按钮23控制主站7的电源通断。具体实施时，所述主站7的面板上设有触摸屏19，形成智能型的主站结构，如图6 所示。所述主站7上设置有第一主站通讯接口 21，所述第一主站通讯接口 21与总线1相 连，用于与上位机系统3连接。所述主站7上还设置有开关按钮23，用于控制主站7电源 单元48的接通与关断。主站7的电源端24连接24V直流电；第二主站通讯接口 25用于与 温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5间的通讯连接，当第二主站通讯接口 25 利用区域通讯总线1与温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5连接时，第二主 站通讯接口 25形成主站7的电源输出端，所述温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制 模块5对应的端口形成电源端，使主站7向温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模 块5提供工作电源；所述第二主站通讯接口 25与总线1相连。主站7通过第二主站通讯接 口 25最多能够与254个模块连接，任意两个模块间的距离可达IKm ；通讯总线总长度可达 IOKm以上。主站7采集并存储温度测量模块6检测的电缆温度，对电缆温度分析处理后， 通过触摸屏19输出电缆温度；当所述电缆温度值高于设定报警温度时，主站7通过触摸屏 19输出预警信号，并通过蜂鸣器22输出温度报警信号。主站7上还设置有安装孔20，用于主站7的安装。主站7对温度测量模块6检测的电缆温度分为四级危险指数，分别用0表 示无危险，1表示预警，2表示报警，3表示紧急报警。主站7还能够向照明控制模块4对于 的控制模块传输信号，控制隧道照明灯延时关闭时；且能够对照明控制模块4、水泵控制模 块5及温度测量模块6的工作状态进行诊断。主站7还能够通过触摸屏19设定采集温度 测量模块的电缆温度及存储所述电缆温度的时间间隔。图7为本发明主站7的另一种结构示意图；图13为图7的连接框图。如图13所 示所述主站7包括主站面板按钮57，所述主站面板按钮57用于调节参数。主站面板按钮 57与主站输入模块46的输入端相连，主站输入模块46的输出端通过内部总线31与主站 控制器53相连。所述主站输入模块46将主站面板按钮57对应的参数信息传输到主站控 制器53内。主站控制器53还与总线1、主站存储器54、主站输出模块49及数码管驱动模 块55相连。所述主站7的面板上设有四组数码管26，所述数码管驱动模块55用于驱动数 码管26的显示。主站输出模块49的输出端分别与蜂鸣器22、主站指示灯电路56相连；所 述主站指示灯电路56用于显示主站控制器53、总线1间的数据通信状态，蜂鸣器22用于 输出温度预警及温度报警信号。主站控制器53通过总线1与上位机系统3、温度测量模块 6、照明控制模块4及水泵控制模块5相连。主站控制器53通过总线1采集温度测量模块6 的温度值，并将所述温度值存储在主站存储器54内，用于显示及查询。主站控制器53将所 述温度值通过数码管驱动模块55驱动数码管26输出；所述数码管26能够显示温度测量模 块6的测量温度，测量区域号，测量点号及所述测量温度对应的危险指数，通过主站面板按 钮57调整主站控制器53采集温度信号的时间间隔。当主站控制器53采集的温度信号大 于预先设定的温度值时，主站控制器53通过主站输出模块49、蜂鸣器22及数码管26输出 对应的温度预警、温度报警信号。主站控制器53通过总线1将温度预警信号、温度报警信 号及主站存储器54内的温度值传输到上位机系统3内，能够使上位机系统3内也会输出对 应的温度预警及温度报警信号。电源单元48用于为整个主站7提供电源，电源单元48通 过开关按钮23控制主站7与电源单元48间的连接。具体实施时，主站7包括四组数码显示管26，分别能够显示温度测量模块6的测量 温度，测量区域号，测量点号及所述测量温度对应的危险指数，如图7所示。所述主站7上 设置有第一主站通讯接口 21，用于与上位机系统3连接。主站7的电源端24连接24V直流 电，所述电源端24与电源单元48相连；第二主站通讯接口 25用于与温度测量模块6、照明 控制模块4及水泵控制模块5间的通讯连接，当第二主站通讯接口 25与温度测量模块6、照 明控制模块4及水泵控制模块5连接时，第二主站通讯接口 25形成主站7的电源输出端， 所述温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5对应的端口形成电源端，使主站7 向温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5提供工作电源。主站7利用第二主 站通讯接口 25最多能够与254个模块连接，任意两个模块间的距离可达IKm ；通讯总线总 长度可达IOKm以上。主站7采集并存储温度测量模块6检测的电缆温度，对电缆温度分析 处理后，通过数码显示管26输出电缆温度；当所述电缆温度值高于设定报警温度时，主站7 通过数码显示管26输出预警信号，并通过蜂鸣器22输出温度报警信号。主站7上还设置 有安装孔20，用于主站7的安装。主站7还能够通过功能键设定采集温度测量模块的电缆 温度及存储所述电缆温度的时间间隔。主站7采用防水金属外壳，密封良好，按键表面做覆 膜处理，防护等级可到IP65。主站7对温度测量模块6检测的电缆温度分为四级危险指数，分别用0表示无危险，1表示预警，2表示报警，3表示紧急报警。主站7还能够向照明控制 模块4对于的控制模块传输信号，控制隧道照明灯延时关闭时；且能够对照明控制模块4、 水泵控制模块5及温度测量模块6的工作状态进行诊断。如图1 图7所示，使用时，根据电缆隧道内的设置，将电缆隧道分成不同的监测 区域，每个监测区域内分别设置主站7及温度测量模块6，用于对每个监测区域内电缆温度 进行集中监测控制。在监测区域内还可以设置照明灯及水泵，从而在检测区内设置对应的 照明控制模块4与水泵控制模块5，分别控制照明灯的工作状态与水泵的启停。主站7与照 明控制模块4，水泵控制模块5，温度测量模块6通过区域通讯总线进行数据通信，区域通讯 总线在具体实施时，可以采用PR0FIBUS现场总线，接线方便。每个区域的主站7通过总线 2与上位机系统3连接，上位机系统3实现对电缆隧道分布式控制；所述上位机系统3可以 在计算机内安装西门子STP7软件实现。温度测量模块6能够测量电缆隧道内电缆温度，并 传输到主站7 ；主站7接收电缆温度并显示对应的电缆温度。当温度测量模块6检测电缆 的温度高于设定的报警温度时，主站7能够输出温度预警及温度报警信号，能够确保电缆 隧道内安全可靠。通过照明控制模块4与主站7间对应配合，能够控制电缆隧道内照明灯 的点亮或关闭；通过水泵控制模块5与主站7间的对应配合，能够控制电缆隧道内集水坑的 水位。本发明综合监控系统包括温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5，既 能够实现电缆温度测量功能，又能够对电缆隧道进行照明控制及排水泵的工作状态控制。 主站7和上位机系统3采集温度测量模块检测的电缆温度，对电缆温度进行分析处理后，既 可以产生温度报警信号，又可以产生温升趋势预警信号。温度测量模块6、照明控制模块4及水泵控制模块5对应的壳体、电缆进出线全部 采用防尘、防水设计，防护等级可达IP65 ；电路板经过防潮、防腐蚀、防静电、防老化处理， 且板上各级电源全部隔离。所述温度测量模块6采用高精度温度传感器和信号转换模块； 所述信号转换模块能够将温度测量模块的模拟信号转换为数字信号，温度测量精度可达 0. 2°C，可以准确判断温升趋势。温度在测量点附件转换为数字信号传输，减少了模拟量信 号传输和外界干扰造成的误差。各部件全部采用高防护等级壳体，器件全部经过筛选及老 化处理，系统可靠性非常高，维护工作量很小。
权利要求
一种电缆隧道综合控制系统，所述电缆隧道设置有至少一个监测区域，其特征是所述电缆隧道内对应的监测区域内设有温度测量模块(6)，所述主站(7)的电源输出端与温度测量模块(6)的电源端连接，为所述温度测量模块(6)提供工作电源；所述温度测量模块(6)实时检测电缆隧道内电缆的温度，并将电缆温度传输到主站(7)；所述主站(7)采集温度测量模块(6)检测的电缆温度，对所述电缆温度进行分析处理后，输出对应的电缆温度、温度预警及温度报警信号。
2.根据权利要求1所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述主站(7)将采集温 度测量模块(6)的电缆温度、温度预警及温度报警信号传输到上位机系统(3)；所述上位机 系统(3)通过总线(2)与主站(7)连接，上位机系统(3)接收主站(7)发送的电缆温度，对 所述电缆温度进行存储、显示和打印；所述上位机系统(3)根据主站(7)传输的温度预警及 温度报警信号，输出对应的温度预警及温度报警信号。
3.根据权利要求2所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述总线(2)为 PROFIBUS现场总线、MODBUS通讯总线或以太网。
4.根据权利要求1所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述主站(7)还与照明 控制模块(4)连接，主站(7)的电源输出端与照明控制模块(4)对应的电源端连接，为照明 控制模块(4)提供电源；所述照明控制模块(4)通过区域通讯总线(1)与主站(7)连接；照 明控制模块(4)与主站(7)对应配合，所述照明控制模块(4)能够显示并控制电缆隧道内 照明灯的工作状态。
5.根据权利要求1所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述主站(7)还与水泵 控制模块(5)连接，主站(7)的电源输出端与水泵控制模块(5)对应的电源端连接，为水泵 控制模块(5)提供电源；所述水泵控制模块(5)的输出端与水泵连接，控制水泵的启停；所 述水泵控制模块(5)通过区域通讯总线(1)与主站(7)连接；所述水泵控制模块(5)能够 采集电缆隧道内对应集水坑的水位，并根据所述采集对应的集水坑水位控制水泵的启停； 水泵控制模块(5)通过区域通讯总线(1)接收主站(7)发送的水泵启停信号，并根据接收 的水泵启停信号控制水泵的启停。
6.根据权利要求4或5所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述区域通讯总线 (1)为PROFIBUS现场总线、MODBUS通讯总线或以太网。
7.根据权利要求1所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述主站(7)的面板上 设有触摸屏(19)；主站(7)采集并存储温度测量模块(6)检测的电缆温度，并通过触摸屏 (19)输出对应的温度曲线；所述主站对所述电缆温度分析处理后，可以输出温度预警及温 度报警信号。
8.根据权利要求1所述的电缆隧道综合控制系统，其特征是所述主站(7)的面板上 设有四组数码管(26)，分别显示对应主站(7)的地址、温度测量模块(6)的地址、电缆温度 及所述电缆温度对应的危险指数；主站(7)采集并存储温度测量模块(6)检测的电缆温度， 通过对应的数码显示管(26)显示电缆温度值；所述主站对所述电缆温度分析处理后，可以 输出温度预警及温度报警信号，并通过对应的数码显示管(26)输出危险指数。
全文摘要
本发明涉及一种电缆隧道综合控制系统。其按照本发明提供的技术方案，所述电缆隧道综合控制系统，包括温度测量模块，所述温度测量模块实时检测电缆隧道内电缆的温度，并将电缆温度传输到主站；主站，采集温度测量模块检测的电缆温度，对所述电缆温度进行分析处理后，输出对应的电缆温度、温度预警及温度报警信号。本发明自动化程度高，实时性好，监测安全可靠，安装及检修方便。
文档编号G05B19/418GK101881958SQ20101018296
公开日2010年11月10日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者李文 申请人:无锡奥特维科技有限公司