一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法
【专利摘要】一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置。装置包括上位机系统和变压器状态监控单元；上位机系统选用工业控制计算机，设置于助航灯工作站内，变压器状态监控单元同隔离变压器(副边由主绕组和辅助绕组组成)安装于变压器桶内，用于隔离变压器的信息采集以及传输，变压器状态监控单元通过无线方式与上位机系统通讯。本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法可以有效地检测隔离变压器副边主绕组是否开路，可以检测助航灯回路中是否有电流存在，从而进一步判断出故障出现在隔离变压器还是助航灯，并向上位机系统实时报告，从而避免助航灯回路因隔离变压器绕组出现故障而不能及时处理的问题。
【专利说明】
一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法
技术领域
[0001]本发明属于助航灯状态监测技术领域，特别是涉及一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]机场助航灯系统是保障飞机在夜间、低能见度及其它复杂天气条件下正常起飞、着陆、滑行的必要目视助航设备。目前常用的机场助航灯系统一般都是使用串联电路给助航灯提供电源，在机场助航灯光回路中，助航灯用隔离变压器是用于助航灯供电调光系统的重要组成设备之一，其一次绕组处于串联恒流主回路中，由调光器依据机场助航灯系统各光级设定，由二次绕组向助航灯供电；各隔离变压器均通过插头和插座彼此连接，由此组成助航灯供电网络。机场助航灯系统的工作可靠性与飞机安全紧密相关，但助航灯的性能会因周围环境及自身寿命等因素出现问题，从而影响机场的正常运行，故对助航灯工作状况进行监控十分重要。助航灯状态监测中隔离变压器副边开路故障检测是一难点，目前的助航灯检测装置不能实现变压器副边的开路故障检测。现在助航灯检测装置一般是与助航灯共用隔离变压器二次绕组，一旦助航灯检测装置出现故障，就会直接影响助航灯的正常工作，此外，若隔离变压器二次侧开路，助航灯检测装置就不可能对助航灯状态进行监测。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置包括:上位机系统和变压器状态监控单元;其中:上位机系统选用工业控制计算机，设置于助航灯工作站内；变压器状态监控单元同隔离变压器一起安装于变压器桶内，用于隔离变压器的信息采集以及传输，多个变压器状态监控单元)通过无线的方式与上位机系统通讯。
[0005]所述的变压器状态监控单元包括:无线通信模块、微处理器模块、供电模块、功率开关、传感器模块;其中:助航灯依次通过功率开关和传感器模块与隔离变压器的副边主绕组连接，由此组成助航灯回路;微处理器模块分别与功率开关、传感器模块、无线通信模块及供电模块相连接;无线通信模块与上位机系统连接;供电模块与隔离变压器的副边辅助绕组连接;隔离变压器的原边与恒流供电主回路连接;隔离变压器、无线通信模块、微处理器模块和供电模块组成检测回路。所述的传感器模块为霍尔电流传感器;无线通信模块为
2.4GHz通用频段无线数据传输模块。
[0006]所述的上位机系统包括:主机和无线传输模块;其中:主机通过无线传输模块与多个变压器状态监控单元连接。
[0007]本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置的控制方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0008]步骤一、系统初始化的SI阶段:系统初始化包括上位机系统和各变压器状态监控单元的初始化；
[0009]步骤二、采集电流信息的S2阶段:变压器状态监控单元上的微处理器模块通过传感器模块米集助航灯回路的电流?目息；
[0010]步骤三、判断传感器模块是否检测到电流的S3阶段:微处理器模块根据传感器模块检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则返回S2阶段，继续采集电流信号，否则进入下一步S4阶段；
[0011]步骤四、功率开关闭合3秒后断开的S4阶段:在微处理器模块的控制下将功率开关闭合3秒后断开，在此期间利用传感器模块检测助航灯回路中是否有电流；
[0012]步骤五、判断传感器模块是否检测到电流的S5阶段:微处理器模块再次根据功率开关闭合期间传感器模块检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则进入下一步S6阶段，否则进入下一步S7阶段；
[0013]步骤六、助航灯开路报警的S6阶段:证明是助航灯开路，进入下一步S8阶段；
[0014]步骤七、隔离变压器开路报警的S7阶段:证明是隔离变压器的副边主绕组开路，进入下一步S9阶段；
[0015]步骤八、功率开关闭合的S8阶段:控制功率开关闭合，然后进入S9阶段；
[0016]步骤九、数据上传的S9阶段:变压器状态监控单元通过无线通信模块向上位机系统发送本次电流检测的相关信息；
[0017]步骤十、启动报警的SlO阶段:上位机系统接收到变压器状态监控单元上传的信息后，根据故障类型进行提示，以便助航灯工作站工作人员及时进行维修。
[0018]本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法可以有效地检测隔离变压器副边主绕组是否出现开路，可以检测出助航灯回路中是否有电流存在，从而进一步判断出故障出现在隔离变压器还是助航灯，并向上位机系统实时报告，从而可避免助航灯回路因主绕组出现故障而不能及时处理的问题。
【附图说明】
[0019]图1为本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置的组成框图。
[0020]图2为变压器状态监控单元结构示意图。
[0021 ]图3为本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置及控制方法进行详细说明。
[0023]如图1所示，本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置包括:
[0024]上位机系统20和变压器状态监控单元10;其中:上位机系统20选用工业控制计算机，设置于助航灯工作站内；变压器状态监控单元10同隔离变压器106(副边绕组由主绕组和辅助绕组组成)一起安装于变压器桶内，用于隔离变压器106的信息采集以及传输，多个变压器状态监控单元10通过无线的方式与上位机系统20通讯。
[0025]如图2所示，所述的变压器状态监控单元10包括:无线通信模块101、微处理器模块102、供电模块103、功率开关104、传感器模块105;
[0026]其中:助航灯107依次通过功率开关104和传感器模块105与隔离变压器106的副边主绕组连接，由此组成助航灯回路;微处理器模块1 2分别与功率开关104、传感器模块1 5、无线通信模块101及供电模块103相连接;无线通信模块101与上位机系统20连接;供电模块103与隔离变压器106的副边辅助绕组连接;隔离变压器106的原边与恒流供电电源连接;隔离变压器106、传感器模块105、无线通信模块101、微处理器模块102和供电模块103组成检测回路。
[0027]所述的隔离变压器106的副边绕组为双绕组输出，两绕组之间相互隔离，其中一个绕组为主绕组，用于为助航灯107供电，另一个绕组为辅助绕组，用于为微处理器模块102供电；隔离变压器106的原边两端分别和恒流供电主回路的两个端子相连接。隔离变压器106主绕组的开路故障通过传感器模块105和功率开关104配合判定;检测回路单独供电，因此出现故障时不会影响助航灯主回路的正常工作。
[0028]所述的供电模块103用于为微处理器模块102、传感器模块105和无线通信模块101提供+3.3V的工作电压;传感器模块105为串联在助航灯回路中的霍尔电流传感器，当隔离变压器106开路或者助航灯107开路时，传感器模块105检测到助航灯回路中没有电流，初步判定为隔离变压器106开路或助航灯107开路;在微处理器模块102的控制下进一步控制功率开关104闭合，若助航灯回路中依旧没有电流，则判定是隔离变压器106开路，反之，则是助航灯107开路;若助航灯107开路，则闭合功率开关104，以减少助航灯107开路对恒流供电主回路造成影响。无线通信模块101为基于无线传感器网络的通讯单元，使用2.4GHz的通用频段进行通讯。微处理器模块102采用嵌入式微处理器芯片，用于控制传感器模块105的数据采集、功率开关104的开通或关断、隔离变压器106状态判定和监控信息的发送接收。
[0029]如图1所示，所述的上位机系统20包括:主机201和无线传输模块202;其中:主机201通过无线传输模块202与多个变压器状态监控单元10连接；
[0030]主机201设置在助航灯工作站中，用于对采集的信息进行处理以及显示，为助航灯工作站工作人员提供助航灯回路中隔离变压器106的状态，无线传输模块202接收变压器状态监控单元10检测并上传的隔离变压器106状态信息并传送至主机201。
[0031]所述的无线通信模块101和无线传输模块202均采用2.4GHz通用频段无线数据传输模块，通过GPRS无线网络实现数据交换。
[0032]如图3所示，本发明提供的助航灯隔离变压器开路状态监测装置的控制方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0033]步骤一、系统初始化的SI阶段:系统初始化包括上位机系统(20)和各变压器状态监控单元1的初始化；
[0034]步骤二、采集电流信息的S2阶段:变压器状态监控单元10上的微处理器模块102通过传感器模块105采集助航灯回路的电流信息；
[0035]步骤三、判断传感器模块是否检测到电流的S3阶段:微处理器模块102根据传感器模块105检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则返回S2阶段，继续采集电流信号，否则进入下一步S4阶段；
[0036]步骤四、功率开关闭合3秒后断开的S4阶段:在微处理器模块102的控制下将功率开关104闭合3秒后断开，在此期间利用传感器模块105检测助航灯回路中是否有电流；
[0037]步骤五、判断传感器模块是否检测到电流的S5阶段:微处理器模块102再次根据功率开关104闭合期间传感器模块(105)检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则进入下一步S6阶段，否则进入下一步S7阶段；
[0038]步骤六、助航灯开路报警的S6阶段:证明是助航灯107开路，进入下一步S8阶段；
[0039]步骤七、隔离变压器开路报警的S7阶段:证明是隔离变压器106的副边主绕组开路，进入下一步S9阶段；
[0040]步骤八、功率开关闭合的S8阶段:控制功率开关104闭合，然后进入S9阶段；
[0041]步骤九、数据上传的S9阶段:变压器状态监控单元10通过无线通信模块201向上位机系统20发送本次电流检测的相关信息；
[0042]步骤十、启动报警的SlO阶段:上位机系统20接收到变压器状态监控单元10上传的信息后，根据故障类型进行提示，以便助航灯工作站工作人员及时进行维修。
【主权项】
1.一种助航灯隔离变压器开路状态监测装置，其特征在于:所述的助航灯隔离变压器开路状态监测装置包括上位机系统(20)和变压器状态监控单元(10);其中:上位机系统(20)选用工业控制计算机，设置于助航灯工作站内，变压器状态监控单元(10)同隔离变压器一起安装于变压器桶内，用于隔离变压器(106)的信息采集以及传输，变压器状态监控单元(10)通过无线的方式与上位机系统(20)通讯。2.根据权利要求1所述的助航灯隔离变压器开路状态监测装置，其特征在于:所述的变压器状态监控单元(10)包括:无线通信模块(101)、微处理器模块(102)、供电模块(103)、功率开关(104)、传感器模块(105); 其中:助航灯(107)依次通过功率开关(104)和传感器模块(105)与隔离变压器(106)的副边主绕组连接，由此组成助航灯回路;微处理器模块(102)分别与功率开关(104)、传感器模块(105)、无线通信模块(101)及供电模块(103)相连接;无线通信模块(101)与上位机系统(20)连接;供电模块(103)与隔离变压器(106)的副边辅助绕组连接;隔离变压器(106)的原边与恒流供电电源连接；隔离变压器(106)、无线通信模块(101)、微处理器模块(102)和供电模块(103)组成检测回路。3.根据权利要求2所述的助航灯隔离变压器开路状态监测装置，其特征在于:所述的传感器模块(105)为霍尔电流传感器;无线通信模块(101)为2.4GHz通用频段无线数据传输模块。4.根据权利要求1所述的助航灯隔离变压器开路状态监测装置，其特征在于:所述的上位机系统(20)包括:主机(201)和无线传输模块(202);其中:主机(201)通过无线传输模块(202)与变压器状态监控单元(10)连接。5.—种如权利要求1所述的助航灯隔离变压器开路状态监测装置的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括按顺序执行的下列步骤: 步骤一、系统初始化的SI阶段:系统初始化包括上位机系统(20)和各变压器状态监控单元(10)的初始化； 步骤二、采集电流信息的S2阶段:变压器状态监控单元(10)上的微处理器模块(102)通过传感器模块(105)采集助航灯回路的电流信息； 步骤三、判断传感器模块是否检测到电流的S3阶段:微处理器模块(102)根据传感器模块(105)检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则返回S2阶段，继续采集电流信号，否则进入下一步S4阶段； 步骤四、功率开关闭合3秒后断开的S4阶段:在微处理器模块(102)的控制下将功率开关(104)闭合3秒后断开，在此期间利用传感器模块(105)检测助航灯回路中是否有电流；步骤五、判断传感器模块是否检测到电流的S5阶段:微处理器模块(102)再次根据功率开关(104)闭合期间传感器模块(105)检测的电流信息判断是否有电流，若判断结果为“是”，则进入下一步S6阶段，否则进入下一步S7阶段； 步骤六、助航灯开路报警的S6阶段:证明是助航灯(107)开路，进入下一步S8阶段；步骤七、隔离变压器开路报警的S7阶段:证明是隔离变压器(106)的副边主绕组开路，进入下一步S9阶段； 步骤八、功率开关闭合的S8阶段:控制功率开关(104)闭合，然后进入S9阶段； 步骤九、数据上传的S9阶段:变压器状态监控单元(10)通过无线通信模块(201)向上位机系统(20)发送本次电流检测的相关信息； 步骤十、启动报警的SlO阶段:上位机系统(20)接收到变压器状态监控单元(10)上传的信息后，根据故障类型进行提示，以便助航灯工作站工作人员及时进行维修。
【文档编号】G08C17/02GK106054015SQ201610614207
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】王丙元, 田坤, 张丹丹
【申请人】中国民航大学