本發(fā)明涉及一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制裝置及方法，屬于電力機(jī)柜內(nèi)部環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

根據(jù)GB/T4798.5《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件的要求》任何電子產(chǎn)品都要工作在一定的溫度濕度范圍。隨著近年智能電網(wǎng)的大力推進(jìn)，電力機(jī)柜的品種越來越多，機(jī)柜中的電子元件和組件選用越來越精密，有些組件對應(yīng)用氣候環(huán)境要求很高。電網(wǎng)的正?？煽窟\(yùn)行，依靠電網(wǎng)中各電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。電力機(jī)柜中的保護(hù)、通訊等設(shè)備的可靠運(yùn)作，離不開一定的工作氣候環(huán)境。作為電力機(jī)柜中設(shè)備運(yùn)作提供環(huán)境控制調(diào)節(jié)的溫濕度控制系統(tǒng)，其可靠性應(yīng)該比機(jī)柜中的保護(hù)、通訊設(shè)備更高，要求有更低的故障率。目前機(jī)柜環(huán)境控制系統(tǒng)僅采用一個控制器工作的方案，多個風(fēng)機(jī)和加熱器分別只接受同一控制信號開啟或關(guān)閉。此種配置最大的缺點(diǎn)就是一旦設(shè)備或風(fēng)機(jī)、加熱器出現(xiàn)故障就可導(dǎo)致環(huán)境控制功能失效，可靠性較低。同時死機(jī)情況下還有火災(zāi)安全隱患。

目前所普遍采用的風(fēng)冷降溫和加熱器升溫的機(jī)柜控制系統(tǒng)，由一臺溫濕度控制器，多個風(fēng)機(jī)及多個加熱器組成。其控制過程是由溫濕度控制器采集電力機(jī)柜內(nèi)部的環(huán)境溫濕度，根據(jù)環(huán)境要求的設(shè)定值對風(fēng)機(jī)或加熱器發(fā)出控制信號，可以開閉風(fēng)機(jī)及加熱器，從而達(dá)到環(huán)境調(diào)節(jié)的目的。同時控制器通過采集風(fēng)機(jī)或加熱器的電流判斷風(fēng)機(jī)或加熱器是否正常工作。

由上所述采用一臺溫濕度控制器，加上多個風(fēng)機(jī)、加熱器的結(jié)構(gòu)一旦任何環(huán)節(jié)發(fā)生故障，整個柜內(nèi)環(huán)境溫濕度狀況將可能失控。溫濕度控制器如果死機(jī)或硬件故障將會使風(fēng)機(jī)和加熱器失控。如果溫濕度傳感器傳過來的溫濕度不準(zhǔn)確會導(dǎo)致誤動作。溫濕度控制器死機(jī)后，其繼電器輸出可能一直保持死機(jī)時刻的狀態(tài)，此時如果加熱器處在打開的情況，那么環(huán)境溫度會一直上升可能導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)的運(yùn)行設(shè)備損壞，甚至引起火災(zāi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，解決上述技術(shù)問題，提出一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制裝置及方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制裝置，其特征在于，包括第一傳感器、第二傳感器、第一控制器、第二控制器、第一看門狗電路、第二看門狗電路、第一與門電路、第二與門電路、或門電路、受控器件，所述第一傳感器的輸出端與所述第一控制器的輸入端電連接，所述第二傳感器的輸出端與所述第二控制器的輸入端電連接，所述第一控制器的輸出端分別與所述第一看門狗電路的輸入端、所述第一與門電路的輸入端電連接，所述第一看門狗電路的輸出端分別與所述第一與門電路的另一輸入端、所述第二控制器的輸入端電連接；所述第二控制器的輸出端分別與所述第二看門狗電路的輸入端、所述第二與門電路的輸入端電連接，所述第二看門狗電路的輸出端分別與所述第二與門電路的另一輸入端、所述第一控制器的輸入端電連接；所述第一與門電路的輸出端和所述第二與門電路的輸出端分別與所述或門電路的輸入端電連接，所述或門電路的輸出端與所述受控器件的輸入端電連接；所述第一控制器通過RS485通訊線路與所述第二控制器相連接。

優(yōu)選地，受控器件包括風(fēng)機(jī)、加熱器，風(fēng)機(jī)和加熱器的輸入端分別與或門電路的輸出端電連接。

優(yōu)選地，第一傳感器采用STH11數(shù)字式溫濕度傳感器，第二傳感器采用SMPW-TT-K-30-SLE熱電偶和HM1500LF濕度傳感器。

優(yōu)選地，第一控制器與第二控制器均采用單片機(jī)。

本發(fā)明還提出一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟SS1若第一傳感器與第二傳感器數(shù)據(jù)的溫度相差在5℃以內(nèi)，濕度相差在10%以內(nèi)，則當(dāng)前的溫濕度為兩者溫濕度數(shù)據(jù)乘以權(quán)重之和，由第一控制器與第二控制器經(jīng)RS485通訊線路共享這一數(shù)據(jù)；

步驟SS2若第一傳感器與第二傳感器數(shù)據(jù)的溫度相差大于5℃或濕度相差在10%以上：如果兩者權(quán)重不相等，則權(quán)重較大的傳感器采集到的數(shù)據(jù)認(rèn)為是正確數(shù)據(jù)，同時判定另一傳感器存在故障，發(fā)出告告警信號，通知維修；如果兩者權(quán)重相等，則停止控制輸出并發(fā)出告警信號，等待維修；

步驟SS3若某一傳感器數(shù)據(jù)，在受控器件無動作情況下溫度變化超過10℃/min或濕度變化率超過30%/min則認(rèn)為該傳感器存在故障，以另一傳感器采集到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；

步驟SS4若某一傳感器數(shù)據(jù)，連續(xù)3次在受控器件動作變化期間至動作結(jié)束溫度變化小于2℃，或濕度變化小于5%，則認(rèn)為該傳感器存在故障，以另一傳感器采集到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：（1）本發(fā)明通過兩只傳感器的數(shù)據(jù)，及歷史采集情況檢測分析傳感器的故障，盡可能保證采集數(shù)據(jù)的有效性；（2）本發(fā)明通過兩只傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合其準(zhǔn)確性權(quán)重，求取當(dāng)前的溫濕度，使得當(dāng)前的溫濕度準(zhǔn)確度可信度提高；（3）本發(fā)明通過統(tǒng)計(jì)控制器故障情況，給出控制權(quán)的權(quán)重，始終讓最優(yōu)的控制器獲得控制權(quán)；（4）本發(fā)明通過看門狗電路檢測控制器故障，并屏蔽掉有故障設(shè)備的輸出，同時讓另一臺控制器獲得全部控制權(quán)。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的電力機(jī)柜溫濕度控制方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的電路連接結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)記的含義：1-第一傳感器，2-第二傳感器，3-第一控制器，4-第二控制器，5-第一看門狗電路，6-第二看門狗電路，7-第一與門電路，8-第二與門電路，9-或門電路，10-受控器件，11-RS485通訊線路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1是傳統(tǒng)的電力機(jī)柜溫濕度控制方案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。傳統(tǒng)方案存在的問題就是一旦任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障將使整個環(huán)境控制系統(tǒng)失效，甚至有火災(zāi)風(fēng)險。同時故障檢測也可能無法正確判斷并傳送到監(jiān)控后臺。

圖2是本發(fā)明的電路連接結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明提出一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制裝置，其特征在于，包括第一傳感器1、第二傳感器2、第一控制器3、第二控制器4、第一看門狗電路5、第二看門狗電路6、第一與門電路7、第二與門電路8、或門電路9、受控器件10，第一傳感器1的輸出端與第一控制器3的輸入端電連接，第二傳感器2的輸出端與第二控制器4的輸入端電連接，第一控制器3的輸出端分別與第一看門狗電路5的輸入端、第一與門電路7的輸入端電連接，第一看門狗電路5的輸出端分別與第一與門電路7的另一輸入端、第二控制器4的輸入端電連接；第二控制器4的輸出端分別與第二看門狗電路6的輸入端、第二與門電路8的輸入端電連接，第二看門狗電路6的輸出端分別與第二與門電路8的另一輸入端、第一控制器3的輸入端電連接；第一與門電路7的輸出端和第二與門電路8的輸出端分別與或門電路9的輸入端電連接，或門電路9的輸出端與受控器件10的輸入端電連接；第一控制器3通過RS485通訊線路11與第二控制器4相連接。

受控器件10包括風(fēng)機(jī)、加熱器，風(fēng)機(jī)和加熱器的輸入端分別與或門電路9的輸出端電連接。第一控制器3與第二控制器4均采用單片機(jī)。

作為一種較佳的實(shí)施例，第一傳感器1采用STH11數(shù)字式溫濕度傳感器，第二傳感器2采用模擬量輸出的SMPW-TT-K-30-SLE熱電偶和HM1500LF濕度傳感器。對STH11數(shù)字式溫濕度傳感器的權(quán)重打分為49%，模擬量輸出的SMPW-TT-K-30-SLE熱電偶和HM1500LF濕度傳感器權(quán)重打分為51%。

本發(fā)明還提出一種用于電力機(jī)柜的改進(jìn)型內(nèi)部環(huán)境控制方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟SS1若第一傳感器1與第二傳感器2數(shù)據(jù)的溫度相差在5℃以內(nèi)，濕度相差在10%以內(nèi)，則當(dāng)前的溫濕度為兩者溫濕度數(shù)據(jù)乘以權(quán)重之和，由第一控制器3與第二控制器4經(jīng)RS485通訊線路11共享這一數(shù)據(jù)；

步驟SS2若第一傳感器1與第二傳感器2數(shù)據(jù)的溫度相差大于5℃或濕度相差在10%以上：如果兩者權(quán)重不相等，則權(quán)重較大的傳感器采集到的數(shù)據(jù)認(rèn)為是正確數(shù)據(jù)，同時判定另一傳感器存在故障，發(fā)出告告警信號，通知維修；如果兩者權(quán)重相等，則停止控制輸出并發(fā)出告警信號，等待維修；

步驟SS3若某一傳感器數(shù)據(jù)，在受控器件10無動作情況下溫度變化超過10℃/min或濕度變化率超過30%/min則認(rèn)為該傳感器存在故障，以另一傳感器采集到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；

步驟SS4若某一傳感器數(shù)據(jù)，連續(xù)3次在受控器件10動作變化期間至動作結(jié)束溫度變化小于2℃，或濕度變化小于5%，則認(rèn)為該傳感器存在故障，以另一傳感器采集到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

第一控制器3與第二控制器4分別輸出脈沖信號給第一看門狗電路5、第二看門狗電路6操作，若第一看門狗電路5或第二看門狗電路6沒有喂狗脈沖則輸出0，反之則輸出1。第一看門狗電路5檢測第一控制器3的故障，并屏蔽掉有故障的第一控制器的輸出，同時讓另一臺控制器獲得全部控制權(quán)。即將第一看門狗電路5的輸出與第一控制器3的輸出輸入第一與門電路7，將第二看門狗電路6的輸出與第二控制器4的輸出輸入第二與門電路8，并將第一看門狗電路5的輸出給第二控制器4，第二控制器4收到信號后會主動將自己的控制權(quán)重提升為 100%，完全獲取控制權(quán)，由沒有發(fā)生故障的控制器繼續(xù)接替完成控制任務(wù)，同理第二看門狗電路6的輸出給第一控制器3，第一控制器3收到信號后會主動將自己的控制權(quán)重提升為 100%，完全獲取控制權(quán)。

本發(fā)明采用的兩套設(shè)備同時發(fā)生故障的概率也較單套設(shè)備概率低。設(shè)第一控制器1（A）和第二控制器2（B）的故障率分別為P(A)和P(B)，兩臺控制器同時發(fā)生的概率為P(AB)=P(A)*P(B)，若兩套設(shè)備均有相同的故障率，均為0.5%，則同時發(fā)生故障概率為0.25%，大大提高了設(shè)備的可靠性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。