具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型名稱為“具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱”，可以提供在煤礦井下使用，并具有防爆功能和遠程監(jiān)控功能。同時本實用新型還具有對鎳氫電池的管理和監(jiān)測功能，并且設有通訊接口，可以將電池的狀態(tài)信息發(fā)送到外部管控機，利用紅外遙控及LCD顯示功能，實現(xiàn)對電源箱工作狀態(tài)的控制及對電源箱電池狀態(tài)的監(jiān)測，填補了普通電源箱此類功能的空白；另外本實用新型在能夠?qū)崿F(xiàn)防爆電源功能的前提下，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能，可以有效提高系統(tǒng)的可靠性、安全性，所以更能安全有效的應用于煤礦井下的防爆場所。
【專利說明】具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型系一種應用于煤礦井下防爆場所的具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱。本裝置可以在防爆場所為其它的用電設備供電，本裝置設有后備電池，當主電斷電時，可以為礦用通信基站設備提供2小時以上的用電量。本裝置結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣，并且具有遠程監(jiān)測功能，可以極大的方便井下防爆場所使用和管理。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦井下的防爆場所，各種用電設備很多。具有防爆功能的電源箱是不可缺少的電氣設備。當前，煤礦井下所應用的電源箱中，使用鉛酸電池作為后備電源的產(chǎn)品占大多數(shù)，因為鉛酸電池的價格比較低廉。但在煤礦井下這種特殊的環(huán)境下，由于鉛酸電池體積較大，能效比較低，所以以鎳氫電池和鋰電池為代表的新型電池就得到了廣泛的應用。
[0003]鋰電池的能量密度比鎳氫電池大，但就安全性來講鋰電池要比鎳氫電池差，所以鋰電池在工作時要配備非常完善的保護和管理系統(tǒng)，一旦保護電路失效，就有可能發(fā)生燃燒或爆炸的危險。相對鋰電池來講，鎳氫電池的抗過度充電和過度放電的能力要遠遠高于鋰電池，因此本裝置采用的是安全性更高的鎳氫電池。
[0004]當前，煤礦井下的防爆場所使用的電源箱，一般只是具有單純的后備電源功能，電源箱中的電池的性能和狀態(tài)無法判斷。在實際工作中電源箱的電池如果出現(xiàn)問題，只能在主電斷電后才能發(fā)現(xiàn)。煤礦井下對安全性要求非常高，如果斷電后再發(fā)現(xiàn)是電源箱出現(xiàn)的問題，就可能會危及工作人員的安全。針對上述情況，本實用新型具有的紅外遙控及IXD顯示功能，實現(xiàn)了對電源箱工作狀態(tài)的控制及對電源箱電池狀態(tài)的監(jiān)測，填補了普通電源箱此類功能的空白，所以更能安全有效的應用于煤礦井下的防爆場所。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型可以提供在煤礦井下使用，并具有防爆功能和遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱。同時電源箱還具有對鎳氫電池的管理和監(jiān)測功能，并且設有通訊接口，可以將電池的狀態(tài)信息發(fā)送到外部管控機。
[0006]為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱是由包括殼體和殼體內(nèi)的控制電路組成。殼體采用鋼板焊接而成并完成隔離防爆功能?？刂齐娐钒?變壓器、AC/DC模塊、鎳氫電池組、電源管理板、中央控制板、通訊隔離板、LCD顯示屏、紅外遙控器；
[0008]殼體內(nèi)部控制電路中，電源管理板上設有電池充電電路、電池電壓監(jiān)測電路、過壓過流保護電路及與鎳氫電池組的連接接口，此連接接口用于采集鎳氫電池組每節(jié)電池的電壓；中央控制板上設有電源管理板控制接口，用于采集鎳氫電池組的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制本裝置的工作狀態(tài)；中央控制板上設有LCD顯示屏，用于顯示本裝置的工作狀態(tài)；中央控制板上設有紅外接收裝置，用于接收遙控器發(fā)送的紅外信號；中央控制板上設有以太網(wǎng)接口，用于連接外部管控機；中央控制板上設有通訊接口，用于連接通訊隔離板。
[0009]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0010]1、具用RS485通訊接口，使用標準的MODBUS通訊協(xié)議，很容易通過連接PLC設備接入管理系統(tǒng)；
[0011]2、具用以太網(wǎng)通訊接口，通過WEB瀏覽器也能獲取到電源箱的狀態(tài)，通用性強；
[0012]3、使用單片機作為主要的控制單元，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，功耗低；
[0013]4、使用隔離的外部管控機通訊接口，以防止引入通訊回路干擾；
[0014]5、通訊回路電路采用本質(zhì)安全設計，應用廣泛；
[0015]6、本裝置采用鎳氫電池作為后備電源，安全性高；
[0016]7、本裝置支持交流660V和交流127V兩種電壓接入，應用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱的電氣部分原理框圖。
[0018]圖中:1變壓器，2 AC/DC模塊，3鎳氫電池組，4電源管理板，5中央控制板，6紅外遙控器，7 IXD顯示屏，8通訊隔離板。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型的一個具體實施例中:本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過電源管理技術(shù)和計算機通訊技術(shù)進行研究和整合，將新的通訊技術(shù)融合到電源箱的控制管理中，從而在滿足電源的常規(guī)功能前提下實現(xiàn)了對電源箱的狀態(tài)的遠程監(jiān)測。
[0020]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0021]參照圖1，本實用新型具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱包括:殼體和安裝在殼體內(nèi)的變壓器1、AC/DC模塊2、鎳氫電池組3、電源管理板4、中央控制板5、紅外遙控器6、LCD顯示屏7、通訊隔離板8。其核心部分是安裝在殼體內(nèi)的控制電路部分。
[0022]本實用新型的工作原理為:
[0023]交流660V或127V電源經(jīng)變壓器I變壓，變換為交流160V電壓輸出；交流160V電壓接入AC/DC模塊2的輸入端，經(jīng)AC/DC模塊2變壓輸出為直流24V電壓；直流24V電壓接入到電源管理板4 ;通過電源管理板4的過壓過流保護電路，由電源管理板4輸出，成為本電源箱的輸出；電源管理板4上有電壓變換電路，將直流24V變換為直流3.3V，為本裝置供電。電源管理板4上有電池充電電路，使用直流24V，為電池充電。電源管理板4上的電池狀態(tài)監(jiān)測電路，通過電壓采集接口，可采集鎳氫電池組3的狀態(tài)信息，并把采集到的電池組信息數(shù)據(jù)上傳到中央控制板控制5 ;中央控制板5控制電源管理板4為鎳氫電池組3充放電，并接收電源管理板4采集的電源狀態(tài)信息。電源狀態(tài)信息一方面輸出到LCD顯示屏7顯示，另一方面通過RS485總線發(fā)送給通訊隔離板8輸出。中央控制板5上有本質(zhì)安全的以太網(wǎng)接口電路，通過以太網(wǎng)總線，在遠程計算機上就可以讀取電源箱的狀態(tài)信息。中央控制板5通過接收紅外遙控器6的紅外信號，控制電源輸出。
[0024]通訊隔離板8可以接收中央控制板5發(fā)送的電源箱的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，通過RS485總線，通訊隔離板8把中央控制板5發(fā)送的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，進行電氣隔離，變換為本質(zhì)安全的電信號上傳到外部管控機。
[0025]本實用新型的兩種通訊接口可以同時使用，也可以單獨使用任意一個。本裝置靈活的通訊接口，易于被設計到新的系統(tǒng)中。
[0026]本實用新型使用的AC/DC模塊2是臺灣明緯公司的型號為RS_100_24模塊電源；鎳氫電池組3使用的是遼寧九夷三普電池有限公司的HK-F14型號的鎳氫電池；變壓器I為北京核原科電電氣有限公司的型號為AC2081-01的電源變壓器。另外，為防止引入通訊回路干擾，電源箱使用隔離模塊對外部管控機通訊接口進行電氣隔離。
[0027]綜上，本實用新型在能夠完成防爆功能，為其它設備完成供電的前提下，不僅結(jié)構(gòu)新穎、安全可靠、通訊功能強大，而且使用也極為方便，能夠大大地提高煤礦井下設備的可靠性、安全性和使用效率。
[0028]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實用新型精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱，其包括: 殼體和殼體內(nèi)的控制電路，殼體采用鋼板焊接而成并完成隔離防爆功能；控制電路包括:變壓器、AC/DC模塊、鎳氫電池組、電池管理板、中央控制板、通訊隔離板、IXD顯示屏、紅外遙控器； 殼體內(nèi)部控制電路中，電源管理板上設有電池充電電路、電池電壓監(jiān)測電路、過壓過流保護電路及與鎳氫電池組的連接接口，此連接接口用于采集鎳氫電池組每節(jié)電池的電壓； 中央控制板上設有電源管理板控制接口，用于采集鎳氫電池組的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制本裝置的工作狀態(tài)；中央控制板上設有LCD顯示屏，用于顯示本裝置的工作狀態(tài)；中央控制板上設有紅外接收裝置，用于接收遙控器發(fā)送的紅外信號；中央控制板上設有以太網(wǎng)接口，用于連接外部管控機；中央控制板上設有通訊接口，用于連接通訊隔離板；通訊隔離板上設有的通訊接口，用于連接外部管控機。
2.具備遠程監(jiān)控功能的鎳氫防爆電源箱，其特征在于:本裝置殼體采用兩個防爆腔體設計，腔體間由多芯防爆接線端子連接；殼體內(nèi)部電源管理板上使用的是LTC6803芯片與鎳氫電池組的連接接口 ；殼體內(nèi)部通訊隔離板上通過具有本質(zhì)安全的隔離的RS485總線接口，用于連接外部管控機；殼體內(nèi)部中央控制板上設有鎳氫電池溫度采集接口，用于采集電池內(nèi)部的熱敏電阻溫度，中央控制板上還設有本質(zhì)安全的隔離的以太網(wǎng)接口，用于連接外部管控機。
【文檔編號】H02J13/00GK204118859SQ201420617872
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】樊紅杰, 張占軍, 董殿崢, 辛二鵬, 車彬彬 申請人:營口瑞華高新科技有限公司