一种综合表面处理设备智能配电系统的制作方法

本发明属于机电控制技术领域，涉及一种智能配电系统，具体是一种综合表面处理设备智能配电系统。

背景技术：

综合表面处理单元用于金属件及塑料件的综合表面处理工作，它具有机动性强，功能完善的特点。

正常状态下，待处理的金属件及塑料件需运抵固定的保障基地进行喷砂、除油、酸洗、磷化、热水洗、喷漆、烘干等表面处理工作，而且不同的工序需要转场多次，转场过程中既要对前一工序的成果进行保护，又要排除酸碱腐蚀等安全隐患。基地维修一般设备比较大，同一设备处理工序比较单一，费用较高，设备维护繁琐，安全防护要求高，维修地点固定，机动灵活性差。对于不便拆卸和运输的零部件，或者单件小批量的维保任务，基地维修便有诸多不便。

为此可提供一种机动灵活，设备集成度高，操作维护简单，环境适应能力强，可靠性高的综合表面处理设备，将烘箱、静音空压机、喷砂机和立式磷化等设备集成在拖车上，需要设计一种配电系统，用于进行整车电气系统控制、输入电源的选择、各负载用电管理、用电数据采集和监控以及用电安全保护，实现整车电气系统的数字化、智能化。

现有技术中，传统电源配电系统多采用中间继电器、交流接触器、热继电器、断路器、相序保护器等实现通电控制和故障识别与保护，现有配电系统存在保护功能单一，无法监控电气系统的状态和参数等问题，无法满足装备电气系统数字化、智能化发展需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种综合表面处理设备智能配电系统，实现综合表面处理设备电气系统输入电源的选择、负载配电通断控制、电气故障识别与保护、电气系统状态和参数的采集控制等要求，满足整车电气系统数字化、智能化发展需求。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种综合表面处理设备智能配电系统，包括主电源和辅电源，所述主电源穿过漏电流互感器，连接第一断路器的输入端，所述第一断路器的输出端连接第一接触器的输入端和第三接触器的输出端；所述辅电源穿过漏电流互感器，连接第二断路器的输入端，所述第二断路器的输出端连接第二接触器的输入端；

所述第一接触器和第二接触器的输出端合并后，连接到第四接触器、第五接触器、第六接触器、第七接触器、第八接触器的输入端以及第一智能配电模块、第三智能配电模块、第四智能配电模块、第五智能配电模块、第六智能配电模块、第七智能配电模块、第八智能配电模块；

所述第三接触器、第四接触器、第五接触器、第六接触器、第七接触器、第八接触器的输出端分别连接第二智能配电模块、第三智能配电模块、第四智能配电模块、第五智能配电模块、第六智能配电模块、第七智能配电模块以及各用电设备；

所述第一接触器的线圈串联选择开关、安全保护模块、第一智能配电模块后，连接至第一接触器的输入端；所述第二接触器的线圈串联选择开关、安全保护模块、第一智能配电模块后，连接至第二接触器的输入端；所述第三接触器的线圈串联安全保护模块后，连接至第二智能配电模块；

所述第四接触器、第五接触器、第六接触器、第七接触器以及第八接触器的线圈分别连接至第三智能配电模块、第四智能配电模块、第五智能配电模块、第六智能配电模块、第七智能配电模块；

所述第一断路器的输出端经过滤波器连接至辅助电源模块的输入端，所述辅助电源模块的输出端依次连接IO扩展板、显示控制模块、第一智能配电模块以及安全保护模块；

所述安全保护模块分别与漏电流互感器、第二接触器、车体、大地连接。

进一步地，所述显示控制模块包括ARM7处理器、A/D接口、报警喇叭接口、触摸显示屏接口、CAN总线接口以及RS232通信接口。

进一步地，所述显示控制模块与报警喇叭、显示屏、故障指示灯、IO扩展板、各智能配电模块、显示板以及安全保护板连接。

进一步地，所述IO扩展板包括MCU控制器、配电执行单元以及电流电压检测DSP单元。

进一步地，所述智能配电模块包括MCU控制器、开关采样单元以及指示灯控制单元。

进一步地，所述显示板连接设置在各用电设备上的温度传感器，采样各用电设备的温度信息。

本发明的有益效果：本发明能够适应市电输入、油机输入和市电、油机混合输入的配电模式，输入电源适应能力强；具有输入输出过压、欠压、过流、漏电压、漏电流、绝缘电阻、接地电阻、功率保护和短路等故障保护功能，保护功能齐全；具有电压、电流、电气系统参数、配电状态、开关状态等参数采样功能，具有显示屏、数码管、指示灯等显示功能，显示信息全面；通过按键和触摸屏集中控制，操作简单、方便，并且结构紧凑，满足移动单元车载需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明显示控制模块的功能框图。

图3是本发明智能配电模块的功能框图。

图4是本发明IO扩展板的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种综合表面处理设备智能配电系统，包括主电源1和辅电源2，主电源1穿过漏电流互感器g，连接第一断路器h1的输入端，第一断路器h1的输出端连接第一接触器k1的输入端和第三接触器k3的输出端；辅电源2穿过漏电流互感器g，连接第二断路器h2的输入端，第二断路器h2的输出端连接第二接触器k2的输入端。

第一接触器k1和第二接触器k2的输出端合并后，连接到第四接触器k4、第五接触器k5、第六接触器k6、第七接触器k7、第八接触器k8的输入端以及第一智能配电模块b1、第三智能配电模块b3、第四智能配电模块b4、第五智能配电模块b5、第六智能配电模块b6、第七智能配电模块b7、第八智能配电模块b8，为第一智能配电模块b1和第八智能配电模块b8提供输入电压、电流采样。

第三接触器k3的输出端连接至空压机和第二智能配电模块b2，为空压机配电以及为第二智能配电模块b2提供输入电压、电流采样。

第四接触器k4的输出端连接至烘箱电加热装置和第三智能配电模块b3，为烘箱电加热装置配电以及为第三智能配电模块b3提供输入电压、电流采样。

第五接触器k5的输出端连接至立式磷化设备的酸洗槽和第四智能配电模块b4，为酸洗槽配电以及为第四智能配电模块b4提供输入电压、电流采样。

第六接触器k6的输出端连接至立式磷化设备的除油槽和第五智能配电模块b5，为除油槽配电以及为第五智能配电模块b5提供输入电压、电流采样。

第七接触器k7的输出端连接至立式磷化设备的磷化槽和第六智能配电模块b6，为磷化槽配电以及为第六智能配电模块b6提供输入电压、电流采样。

第八接触器k8的输出端连接至立式磷化设备的热水洗槽和第七智能配电模块b7，为热水洗槽配电以及为第七智能配电模块b7提供输入电压、电流采样。

第一接触器k1的线圈串联选择开关j、安全保护模块c、第一智能配电模块b1后，连接至第一接触器k1的输入端；第二接触器k2的线圈串联选择开关j、安全保护模块c、第一智能配电模块b1后，连接至第二接触器k2的输入端；第三接触器k3的线圈串联安全保护模块c后，连接至第二智能配电模块b2。

第四接触器k4、第五接触器k5、第六接触器k6、第七接触器k7以及第八接触器k8的线圈分别连接至第三智能配电模块b3、第四智能配电模块b4、第五智能配电模块b5、第六智能配电模块b6、第七智能配电模块b7。

第一断路器h1的输出端经过滤波器o连接至辅助电源模块e的输入端，辅助电源模块e的输出端依次连接IO扩展板d、显示控制模块a、第一智能配电模块b1以及安全保护模块c，为智能配电系统提供DC24V直流控制电源。

安全保护模块c分别与漏电流互感器g、第二接触器k2、车体、大地连接，用于采样漏电流、油机输入电源绝缘电阻、漏电压以及接地电阻。

显示控制模块a包括ARM7处理器、A/D接口、报警喇叭接口、触摸显示屏接口、CAN总线接口以及RS232通信接口。

显示控制模块a与报警喇叭l连接，控制报警喇叭l工作；与显示屏m连接，控制显示屏m显示；与故障指示灯n连接，控制故障指示灯n工作；与IO扩展板d连接，接收其开关采样信息；与各智能配电模块b连接，接收各智能配电模块b的采样信息，并向各智能配电模块b发送控制指令；与显示板f连接，接收其温度采样信息；与安全保护板c连接，接收安全保护板c的采样信息。

IO扩展板d包括MCU控制器、配电执行单元以及电流电压检测DSP单元。

智能配电模块b包括MCU控制器、开关采样单元以及指示灯控制单元。

显示板f连接设置在各用电设备上的温度传感器，采样各用电设备的温度信息。

本发明具体流程包括七个方面：输入电源选择、开关信号识别、配电控制、配电状态采集、输入功率保护、电气系统故障采集、配电状态信息显示。

1.输入电源选择：通过选择开关j选择输入电源：单独接入市电电源时，智能配电模块b1、b2分别控制接触器k1、k3接通；当市电输入电源不满足负载使用时，可同时接入市电/油机输入电源，智能配电模块b1、b2分别控制接触器k2、k3接通；智能配电模块b1实时检测输入电源电压、电流信息，并通过CAN总线传递至显示控制模块a，判断输入电源是否正常；此时显示控制模块a直接采集选择开关j的开关电平信号，判断输入电源类型；

2.开关信号识别：IO扩展板d实时采集开关信号数字量，通过采集开关接通、关断的电平信号，完成对开关接通、关断的硬件位置判断。将开关信息通过CAN总线传递给显示控制模块a，显示控制模块a比较当前配电状态，判断是否需要配电，并发送控制指令至智能配电模块b；显示控制模块a直接采集选择触摸屏信号，判断触摸屏操作信息；

3.配电控制：智能配电模块b2-b8接收显示控制模块a控制指令，通过控制接触器k，控制配电输出、关断，完成配电；负载功率小于1kW时，可使用智能配电模块直接配电输出；实时采集配电状态、电压、电流信息，通过CAN总线传递给显示控制模块a，判断配电输出是否正常；

4.配电状态采集：显示板f实时采集负载的温度信息，通过CAN总线传递给显示控制模块a；

5.输入功率保护：当负载功率大于保护值时，智能配电模块可按设定好的优先级顺序，关断优先级较低的负载配电输出，保证优先级高的负载配电输出；当负载功率降低至恢复值以上时，按优先级顺序恢复负载配电输出；

6.电气系统故障采集：安全保护模块c实时监测漏电流、漏电压、接地电阻值，当采样值超过设定值时，关断交流输入，通过CAN总线将故障信息传递至显示控制模块a；当显示控制模块a采集到输入电源时油机输入时，则传递绝缘电阻检测指令至安全保护模块c，安全保护模块c每隔半小时检测输入电源绝缘电阻值，通过CAN总线将信息传递至显示控制模块a，当采样值超过设定值时，关断交流输入；

7.配电状态信息显示：显示控制模块a将接收的信息分析计算后，将显示信息传递至显示屏m、指示灯n、IO扩展板d和显示板f，控制显示屏m和显示板f显示、指示灯点亮或闪烁。

本发明能够适应市电输入、油机输入和市电、油机混合输入的配电模式，输入电源适应能力强；具有输入输出过压、欠压、过流、漏电压、漏电流、绝缘电阻、接地电阻、功率保护和短路等故障保护功能，保护功能齐全；具有电压、电流、电气系统参数、配电状态、开关状态等参数采样功能，具有显示屏、数码管、指示灯等显示功能，显示信息全面；通过按键和触摸屏集中控制，操作简单、方便，并且结构紧凑，满足移动单元车载需要。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。