一种井下电源参数采集设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种井下电源参数采集设备，由单片机、CAN通讯模块、ZigBee通讯模块、工作状态检测单元、断电装置、电网电源输出接口、电网电源输入接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、设备电源和防爆壳体等组成；井下电网所输送的交流电和被测直流电源输出的直流电通过本实用新型进行无损传输和非接触测量，并将数据通过CAN通讯模块或ZigBee通讯模块传递出去，并根据上层系统传递来的控制信息，控制断电装置的通断，以控制被测电源的工作状态。其有益效果在于解决了井下传统电源工作状态的远程实时采集和控制问题，为实现井下电源远程监控网络提供了一种有效的解决方案。
【专利说明】一种井下电源参数采集设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及井下电源设备的数据采集【技术领域】，特别是涉及一种井下电源参数采集设备。
【背景技术】
[0002]随着越来越多的生产自动化和安全监控设备在煤矿井下的应用，与之相配套的各种电源设备也逐渐增多。由于井下的地质条件较为复杂，电源设备的工作环境较为恶劣，极易出现各种故障，直接影响了其它设备的正常运行，从而带来的安全事故隐患，因此实时掌握井下电源的工作状况极为重要。但是，目前的井下电源管理和检修工作仍广泛采用定期人工巡检方式，巡检工作量大、周期长、实时性较差，一旦电源出现异常故障，则故障点的鉴别和定位较难，因此，只有建立井下电源的远程网络监控系统，实时对各电源工作状况进行监控，才能实现对电源的有效管理。
[0003]但是，当前井下所使用各种电源设备中自身具有工作状态参数检测功能的比例极小，或者是电源没有远程通信接口，所采集的数据无法远程传输，这给井下电源监控网络的建立带来的较大的障碍，为此急需一种能够自动检测各种电源设备工作状态参数，且能够将获得的数据进行远程传输的设备。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种井下电源参数采集设备，可解决煤矿井下各种电源的工作状态参数检测和数据信息远程传输问题，为井下电源远程监控网路的建立奠定基础。为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是:一种井下电源参数采集设备，包括单片机、CAN通讯模块、ZigBee通讯模块、工作状态检测单元、断电装置、电网电源输出接口、电网电源输入接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、设备电源和防爆壳体；所述单片机与工作状态检测单元、CAN通讯模块、ZigBee通讯模块和断电装置相连；所述工作状态检测单元又与电网电源输出接口和直流电源输入接口相连；所述电网电源输入接口又与断电装置和设备电源相连。
[0005]所述一种井下电源参数采集设备的工作原理是:井下电网所输送的交流电首先接入所述井下电源参数采集设备，再由井下电源参数采集设备无损输送至被测直流电源；所述被测直流电源转换输出的直流电先接入所述井下电源参数采集设备，再无损输出至用电设备；在所述井下电源参数采集设备内部，通过工作状态检测单元非接触地测量被测直流电源的输入输出电压和电流，并传递给单片机，通过A/D转换为数字量，再由所述单片机将电源工作状态数据通过CAN通讯模块或ZigBee通讯模块传递出去，并同时接收上层系统传递来的控制信息，控制断电装置的通断，以控制被测电源的工作状态。
[0006]所述工作状态检测单元内部包含输入电压检测单元、输入电流检测单元、输出电压检测单元、输出电流检测单元，所述输入电压检测单元由交流变压器和放大滤波电路组成，所述输入电流检测单元由霍尔电流传感器和放大滤波电路组成，所述输出电压检测单元由霍尔电压传感器和放大滤波电路组成，所述输出电流检测单元由霍尔电流传感器和放大滤波电路组成；以上所述各检测单元的放大滤波电路将输入输出电压电流调理到合适的电压范围后，输出到所述单片机的各模拟量输入端口，进行A/D转换。
[0007]所述单片机片内自带A/D转换电路，可实现至少8位的A/D转换精度，并可以提供至少8个模拟量转换输入端口。
[0008]所述设备电源为所述井下电源参数采集设备的各功能单元提供所需的工作电源电压。
[0009]所述电网电源输入接口用于将井下电网的交流电接入所述井下电源参数采集设备，所述电网电源输出接口用于将井下电网交流电无变换的输出，所述直流电源输入接口用于将被测直流电源输出的直流电接入所述井下电源参数采集设备，所述直流电源输出接口用于将被测直流电源的直流电无损的输出。
[0010]所述断电装置串联于所述电网电源输入接口和电网电源输出接口之间，用于关断或接通电网电源输送电路。
[0011]以上所述各单元都安装于防爆壳体之内。
[0012]本实用新型的有益效果是提供了一种井下电源参数采集设备，可对井下电源的工作状态参数进行实时、非接触的测量，并能提供有线CAN和无线ZigBee两种通讯方式进行参数数据的传输，且可根据监控中心的控制指令完成对被测直流电源的开启和关闭，为实现井下电源远程监控网络提供了一种有效的解决方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型实施例工作过程示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例的输入电压检测单元结构示意图；
[0016]图4为本实用新型实施例的输入电流检测单元结构示意图；
[0017]图5为本实用新型实施例的输出电压检测单元结构示意图；
[0018]图6为本实用新型实施例的输出电流检测单元结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了更清楚地表述本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0020]如图1所示，一种井下电源参数采集设备，包括单片机302、CAN通讯模块303、ZigBee通讯模块304、工作状态检测单元301、断电装置305、电网电源输出接口 306、电网电源输入接口 307、直流电源输入接口 308、直流电源输出接口 309、设备电源310和防爆壳体311 ;所述单片机302与工作状态检测单元301、CAN通讯模块303、ZigBee通讯模块304和断电装置305相连；所述工作状态检测单元301又与电网电源输出接口 306和直流电源输入接口 308相连；所述电网电源输入接口 307又与断电装置305和设备电源310相连。
[0021]如图2所示，所述一种井下电源参数采集设备，其工作原理是:井下电网所输送的交流电首先接入所述井下电源参数采集设备，再由井下电源参数采集设备无损输送至被测直流电源；所述被测直流电源转换输出的直流电先接入所述井下电源参数采集设备，再无损输出至用电设备；在所述井下电源参数采集设备内部，通过所述工作状态检测单元301非接触地测量被测直流电源的输入输出电压和电流，并传递给单片机302，通过A/D转换为数字量，再由所述单片机302将电源工作状态数据通过CAN通讯模块303或ZigBee通讯模块304传递出去，并同时接收上层系统传递来的控制信息，控制断电装置305的通断，以控制被测电源的工作状态。
[0022]如图1、3、4、5、6所示，所述工作状态检测单元301内部包含输入电压检测单元3011、输入电流检测单元3012、输出电压检测单元3013、输出电流检测单元3014，所述输入电压检测单元3011由交流变压器30111和放大滤波电路30112组成，所述输入电流检测单元3012由霍尔电流传感器30121和放大滤波电路30122组成，所述输出电压检测单元3013由霍尔电压传感器30131和放大滤波电路30132组成，所述输出电流检测单元3014由霍尔电流传感器30141和放大滤波电路30142组成；以上所述各检测单元的放大滤波电路将输入输出电压电流调理到合适的电压范围后，输出到所述单片机302的各模拟量输入端口，进行A/D转换，获得相应的电压电流参数。
[0023]所述单片机片302内部自带A/D转换电路，可实现至少8位的A/D转换精度，并可以提供至少8个模拟量转换输入端口。
[0024]所述设备电源310为所述井下电源参数采集设备的各功能单元提供所需的工作电源电压。
[0025]所述电网电源输入接口 307用于将井下电网的交流电接入所述井下电源参数采集设备，所述电网电源输出接口 306用于将井下电网交流电无变换的输出，所述直流电源输入接口 308用于将被测直流电源输出的直流电接入所述井下电源参数采集设备，所述直流电源输出接口 309用于将被测直流电源的直流电无损的输出。
[0026]所述断电装置310串联于所述电网电源输入接口 307和电网电源输出接口 306之间，用于关断或接通电网电源输送电路。
[0027]以上所述各单元都安装于防爆壳体311之内。
[0028]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不局限于上述实施方式，只要在本实用新型的构思之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种井下电源参数采集设备，包括单片机、CAN通讯模块、ZigBee通讯模块、工作状态检测单元、断电装置、电网电源输出接口、电网电源输入接口、直流电源输入接口、直流电源输出接口、设备电源和防爆壳体；所述单片机与工作状态检测单元、CAN通讯模块、ZigBee通讯模块和断电装置相连；所述工作状态检测单元又与电网电源输出接口和直流电源输入接口相连；所述电网电源输入接口又与断电装置和设备电源相连。
2.根据权利要求1所述的一种井下电源参数采集设备，其特征是:井下电网所输送的交流电首先接入所述井下电源参数采集设备，再由井下电源参数采集设备无损输送至被测直流电源；所述被测直流电源转换输出的直流电先接入所述井下电源参数采集设备，再无损输出至用电设备；在所述井下电源参数采集设备内部，通过工作状态检测单元非接触地测量被测直流电源的输入输出电压和电流，并传递给单片机，通过A/D转换为数字量，再由所述单片机将电源工作状态数据通过CAN通讯模块或ZigBee通讯模块传递出去，并同时接收上层系统传递来的控制信息，控制断电装置的通断，以控制被测电源的工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种井下电源参数采集设备，其特征是:所述工作状态检测单元内部包含输入电压检测单元、输入电流检测单元、输出电压检测单元、输出电流检测单元，所述输入电压检测单元由交流变压器和放大滤波电路组成，所述输入电流检测单元由霍尔电流传感器和放大滤波电路组成，所述输出电压检测单元由霍尔电压传感器和放大滤波电路组成，所述输出电流检测单元由霍尔电流传感器和放大滤波电路组成；以上所述各检测单元的放大滤波电路将输入输出电压电流调理到合适的电压范围后，输出到所述单片机的各模拟量输入端口，进行A/D转换。
4.根据权利要求1所述的一种井下电源参数采集设备，其特征是:所述单片机片内自带A/D转换电路，可实现至少8位的A/D转换精度，并可以提供至少8个模拟量转换输入端□。
5.根据权利要求1所述的一种井下电源参数采集设备，其特征是:所述电网电源输入接口用于将井下电网的交流电接入所述井下电源参数采集设备，所述电网电源输出接口用于将井下电网交流电无变换的输出，所述直流电源输入接口用于将被测直流电源输出的直流电接入所述井下电源参数采集设备，所述直流电源输出接口用于将被测直流电源的直流电无损的输出。
6.根据权利要求1所述的一种井下电源参数采集设备，其特征是:所述断电装置串联于所述电网电源输入接口和电网电源输出接口之间，用于关断或接通电网电源输送电路。
【文档编号】H02J13/00GK203840060SQ201420234623
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】汪菊, 王翔穆, 蔺超文, 吉泽欢 申请人:徐州工程学院