专利名称：高压电气控制柜温度在线监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业温度监控装置，特别是智能化的高压电气控制柜^it 在线自动监控和报警装置。
背景技术：
高压开关控制柜在企业生产中，担负着M及开断电力线路、保护机器设备 系统安全的双重功能。而柜内导电线连接处的接触特性直接影响到开关柜工作的可 靠性。在企业生产的过程中，由于机械振、负荷过重、触头烧蚀等原因都可能造成 开关接触处温度升高，继而出现局部熔焊或产生火花甚至电弧方文电殃及周围绝缘禾才 料，严重情况下会导致高压开关柜产生爆炸现象，最终造成电气设备的损坏，给企 业带来重大的财产和经济损失。因此，需要对高压控制柜内各开关触点进行实时的 温度监测，实现过热报警，避免重大事故发生。—
目前，生产企业对于高压开关柜常规的监测手段主要基于人工的巡检，这种监 测方式主要凭借于检测员工的个人经验。人工监测方式往往难以发现开关柜潜在的 故障，更无法判断故障发展趋势。针对人工巡检的不足，各禾辆开院所和生产厂家开 发了一系列新型的高压开关柜温度监领蝶置在一定程度上克服了人工巡检的弱点。 这些测温方式大致有(1)红外成像，通过红外热像仪获得开关柜的红外图谱，通 过红外图谱间接判断开关柜的温度。(2)光纤测温，在电触头表面上贴装光纤ag 传感器，通过光缆连接到安装于柜体的光纤解调器，光纤解调器输出对应的温度数 据。(3)传统接触式测温，采用传统的接触式^it传繊热电偶、集^it传感器 等进行鹏检测。
上述检测装置虽然解决了人工巡检存在的问题，但仍然存在诸多不足的地方。 红外成像测温技术中，红外热像仪价格较为昂贵，企业需要投入成本较高，且需要 配备专门的检测技术人员，不利于广泛推广使用；光纤测温的方式目前应用较多，但其配套的光纤传感网络分析仪体积较大，无法在开关柜内部安装，同时该分析仪
只提供了与单台机的通信接口，使用上具有一定的局限性；传统接触式测温方式需 要将温度检测器和获取电源的感应线圈安装于高压母线上，这在空间狭小的开关柜 内部安装较为困难，同时有可能减小开关柜内部的绝缘净距。
发明内容本实用新型的目的，在于提供一种既能节约人工巡检的人力，克服 人工巡检难以发现开关柜潜在的故障，更无法判断故障发展趋势的蔽端，而又电路 简化、稳定性高、价格低、且可同时对不同厂房内多台处于工作状态下的高压电气 控帝账内的各个开关触点的工作驢进行实时在线监控,当出现高温异常状况时进 行报警和电源自动切断的装置，消除安全隐患。
本实用新型的目的是这样实现的，本监控装置主要包括
信号采集装置，由圆形套管l、热电堆红外传感器2、菲涅尔透镜3组成，安装 于高压电气控制柜内正对各开关触点处，用于采集高压电气控制柜内的开关触点的 温度；
下位监控端控制器5、采用单片机，其中包括电源电路单元、传感器前端信 号放大处理单元、A/D模数转换单元、数据微处理电路单元、通讯单元、控制输出 单元;其输入端与信号采集装置的输出端连接，输出端与RS232/RS485转发器7连 接；用于对信号采集装置采集到的信号进行处理，并与上位PC监控机9通信；
RS232/RS485转发器7、其用四芯电缆系统总线8将下位监控端控制器5和上 位PC监控机9的C0M连接口6相连；，
上位PC监控机9，用于与各下位监控端控制器5实现互通;
系统监控软件，用于实现下位监控端控制器5与上位PC监控机9的互通，设 置下位系统终端处理器5的温度异常情况报警信号，设置控制输出单元部分对控制 柜电源进行自动切断。
本装置的工作原理是开关触点的纟显度发出的红外线，透过菲涅尔透镜后，由
4热电堆红外探测器采集，采集到的信号经下位系统终端处理器处理后，经
RS232/RS485转发器传至PC上位监控机，监控人员随时从PC上位监控机上了解各 高压电气控制柜内各开关触点的温度状态，实现PC机与单片机之间实时半双工通 信。当下位系统终端处理器5监测至啲温度超过系统监控软件设置的定值时，PC机 上的报警设备发出报警信号，并通过控制输出单元部分对控制柜电源进行自动切断 处理。
本实用新型的有益效果是由于采用了信号采集装置置于高压电气控制柜内正 对各开关触点处，并与下位监控端控制器连接，采集结果经下位系统终端处理器中 的单片机处理后与监控室PC机的连接通信，所以既节约了人工巡检的人力，克服 了人工巡检难以发现开关柜潜在的故障，更无法判断故障发展趋势的弊端，又可以、 大大简化电路，提高稳定性，由于信号采集装置体积小，成本低，既有利于安装在高 压电气控制柜内,又有利于降低价格，广泛推广应用；采用单片机与PC机的通信连 接，有利于鄉巨离传输，实现一台PC监控机即可对不同厂房不同控制柜内的各个开 关触点工作M^进行实时在线监控。由于PC监控机通过系统监控软件设置，对来 自下位系统终端处理器5的温度异常情况发出报警信号，并通过控制输出单元部分 对控制柜电源进行自动切断处理，消除了安全隐患。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本装置热电堆红外传感器信号取采示意图2为本装置下位系统终端处理器的电路原理图3为本装置RS232/RS485转发器电路原理图4为本装置的结构示意图。
图中，1圆形套管；2热电堆红外探测器；3菲涅尔透镜；4触点发出的 红外线；5下位终端处理器；6 PC机COM连接口； 7 RS232/RS485转发器；8 四芯电缆系统总线；9上位PC监控机。
具体实施方式
实施例，如图l-4所示，本温度监测装置由圆形套管1、热释 电红外传感器2、菲涅尔透镜3组成部分的信号采集装置、下位系统终端处理器5、 RS232/RS485转发器7、上位PC监控机9和系统监控软件组成。参见图1和图2， 在每个电器控制柜内正对各开关触点置一套由热释电红外传感器、菲涅尔透镜及圆 形套管共同组成的信号采集装置；下位系统终端处理器采用单片机(即图2中的 AT89C51)对采集到的数据信号进行分析计算处理，将信号通过RS232/RS485转发 器传输到PC上位监控机9的COM 口 6，实现PC机9与单片机之间实时半双工通信。 下位系统终端处理器包括电源电路单元、传感器前端信号放大处理单元、A/D模 数转换单元、数据微处理电路单元、通讯单元、控制输出单元6个部份。其中，LM324 构成了前端信号放大处理单^t传感器信号进行放大处理;ADC0809及74LS02组成 A/D转换单^f采集信号进行模/数转换；转换信号通过数据总线传输至AT89C2051 微处理单^S行数据处理。处理信号经MAX485通讯单元的R0、 DI输入TTL电平， 从SinA 、 SinB端输出485信号；485信号再由RS232/RS485转发器7的Jl输入/ 输出接口将终端连接在四芯电缆系统总线8上。如图3所示，在RS232/RS485转发 器7的电路中Jl提供控制器与PC机9的数据通讯接口 ，其中DTR是计算机的, 发数据控制弓脚，连接在PC机COM 口的第4脚。PCT是计算机发送数据的输出弓脚， 连接在计算机C0M口的第3脚；PCR是计算机接收数据的输入引脚，连接在PC机 COM 口的第2脚；GND是计算丰腿讯的共用接地线，连接在计算机COM 口的第5脚； 连接在图3中的MAX232上的1、 2、 5、 6脚以及U1组成RS-232电平到TTL电平的 转换电路；U2是TTL电平到RS485电平的转换；J2为控制端提供5V电源支持；J3 为485网络的输入/输出接口，用于连接各终端报警器；该控制电路完成RS485网 络与PC机通讯的物理层链接。 度监控装置PC机上的预警设备可采用普通的PC 机音响，通过系统监控软件设置，对来自下位系统终端处理器5的温度异常情况发 出报警信号。同时，在温度出现异常状况时还可通过控制输出单元部分对控制柜电 源进行自动切断处理。
权利要求1，高压电气控制柜温度在线监控装置，其特征在于，本装置包括由圆形套管(1)、热电堆红外传感器(2)、菲涅尔透镜(3)组成的信号采集装置，安装于高压电气控制柜内正对各开关触点处，用于采集高压电气控制柜内的开关触点的温度；下位监控端控制器(5)、采用单片机，其中包括电源电路单元、传感器前端信号放大处理单元、A/D模数转换单元、数据微处理电路单元、通讯单元、控制输出单元；其输入端与信号采集装置的输出端连接，输出端与RS232/RS485转发器(7)连接；用于对信号采集装置采集到的信号进行处理，并与上位PC监控机(9)通信；RS232/RS485转发器(7)、其用四芯电缆系统总线(8)将下位监控端控制器(5)和上位PC监控机(9)的COM连接口(6)相连；上位PC监控机(9)，用于与各下位监控端控制器(5)实现互通。
专利摘要本实用新型涉及高压电气控制柜温度自动监控和报警装置。本装置包括由圆形套管、热电堆红外传感器、菲涅尔透镜组成的信号采集装置、下位系统终端处理器、RS232/RS485转发器、PC上位监控机和系统监控软件。信号采集装置置于高压电气开关柜内正对触点处。下位系统终端处理器采用单片机对红外传感器采集信号进行处理，RS232/RS485转发器与PC上位机的COM口和下位系统终端处理器的信号输出端相连，实现PC机与单片机之间实时半双工通信。本实用新型实现了一台PC监控机即可对不同厂房不同控制柜内的各个开关触点工作温度进行实时在线监控，报警及在温度出现异常状况时对控制柜电源自动切断处理。适用于工矿企业的高压电气控制柜触点温度的监测。
文档编号G01J5/12GK201340555SQ200820081718
公开日2009年11月4日 申请日期2008年9月26日 优先权日2008年9月26日
发明者吴加权, 李迅鹏, 琨 马, 马文瑾, 高永卫 申请人:昆明理工大学;马文瑾