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采用单片机数控直流稳压电源的设计方案

时间:2014-11-03 来源:未知 编辑:编辑部 点击:次 字体设置: 大 中 小

 1 引言

　　直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多 功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普 通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也 不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压 源的缺点，具有很高的应用价值。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 系统总体结构

　　本系统是以AT89S51 单片机为核心控制器，具有电压可预置、可步进调整、输出的电 压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源，其硬件原理方框图如图1 所示。系统 由AT889S51 控制电路、键盘电路、电源电路、D/A 电路、功放电路、短路保护及报警电路、 稳压输出电路、LED 显示电路八部分组成。系统通过“开关”、“+”、“-”三个按键来控制预置电压的升降，并通过数码管显示。AT89S51 单片机送出相应的数字信号，在D/A 转换之 后输出电流，经集成运放LM358 转换、三极管放大、RC 网络滤波，zui终稳定。同时由LED 数码管显示输出电压；由数字电压表测量实测值。

　　2.2 数控部分

　　主要由AT89S51 zui小系统控制，它要完成键盘控制、预置电压显示控制、短路保护控制 及报警控制等功能。AT89S51 zui小系统如图2 所示。

　　2.2.1 键盘接口电路

　　键盘接口电路如图3 所示。键盘设计由三个按键控制即：“开关”键、“+”键、“-”键， 并外接三个上拉电阻控制键盘去抖。此三键分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2 接口进行控制。

　　2.2.2 预置电压显示电路

　　预置电压显示电路如图4 所示。本设计选用译码驱动器74F244，用来驱动LED 数码管 显示预置电压，分别由单片机P2.0～P2.7 接口控制。LED 共阴极控制端由P1.4~P1.6 接口 控制，并用三极管8050 来控制LED 的显示。

Acrel-6000/Q100电气火灾监控系统在淄博汇金大厦的应用

时间:2014-10-20 来源:安科瑞 编辑:师晴晴 点击:次 字体设置: 大 中 小

摘要：本文通过淄博汇金大厦漏电火灾监控系统项目结合国内以及上的相关标准，重点阐述Acrel-6000电气火灾监控系统和安科瑞漏电火灾探测器所能实现的功能及其重要意义。

关键词：汇金大厦；Acrel-6000；电气火灾监控系统；火灾探测器；防火规范；

0 前言

由于人们对安全规范用电常识的深入，使得由电气故障引发的人身伤害事故逐年递减，但是每年由电气事故引发的火灾数量却在增加，这与我国火灾总数呈逐年递减的趋势形成了鲜明对比。以2005年《中国消防年鉴》公布的数据显示，电气火灾次数占总火灾的20.6%，且有逐年上升的趋势，这就要求我们查原因，找根源再采用行之有效的科学方法来减轻这些灾害。日本、欧美等发达国家人均用电量比我国高得多，为何其电气火灾发生机率比我国要小得多呢？其主要原因就是在重要场合设置剩余电流式电气火灾监控探测系统。漏电火灾报警系统应用在我国国家规范中其实早有规定，如《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）新增第9.5.1条：“高层建筑内火灾危险性大，人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统”；《建筑设计防火规范》GB50016-2006第11.2.7条规定了宜设置漏电火灾报警系统的场所。本文就淄博汇金大厦漏电火灾监控系统项目的火灾探测器的选型和软件功能进行肤浅探讨，希望对类似项目的设计或选型能有所帮助。

1 项目分析及硬件选型

淄博汇金大厦配电室，有1#、2#、3#、4#四个变压器，共装有19只ARCM200L-J8，9只ARCM200BL-J1，2只ARCM200BL-J4。现需要为此配电室配备一套漏电火灾监控系统。

根据GB14287号文件，电气火灾监控系统分为：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器、测温式电气火灾监控探测器三部分。

根据国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005中关于分级保护的规定，安装剩余电流火灾监控装置时，应对建筑物内防火区域作出合理的分布设计，确定适当的保护范围、预定的剩余电流动作值和动作时间，并应满足分级保护的动作特性要求，缩小故障切断电源时引起的停电范围。监控点位分配原则如下：根据建筑用电负荷和线路具体情况，确定采用二级或三级保护模式；一般所有的二级开关处都要安装剩余电流探测控制器；重要线路，包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不容许停电的重要场所，根据GB13955 4.6规定，应安装纯报警式剩余电流探测报警器，报警但不切断电源（不控制脱扣），既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。

根据以上依据，本项目对配电室照明回路、动力回路、消防回路、特殊用电回路等开关处进行漏电监测。由于上述开关均是重要线路，都分布在不容许停电的重要场所，所以在漏电火灾探测器的选型上需选择不控制脱扣的型号。本项目上运用安科瑞电气股份有限公司的ARCM200系列漏电火灾探测器配合AKH-0.66L剩余电流互感器*漏电火灾监测的要求。

1.1 AKH-0.66L剩余电流互感器介绍

剩余电流互感器的额定电流等级，应大于或等于配电回路保护电器的整定电流值，实际应用中应确保所有线缆或铜排穿过互感器；.温度传感器为一热敏电阻NTC，它提供-10℃-120℃的温度监控基准，可以用来监测线缆或配电箱内的温度，提供温度保护，如下图所示

本项目漏电火灾的监控点数为33个点，漏电火灾监控软件方面可采用Acrel-6000/Q100琴台式漏电火灾监控系统。该系统能有效地对漏电及由于漏电可能引起火灾进行预报和监控，能准确监控电气线路的故障和异常状态，能发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。

1.2 电气火灾监控系统介绍

Acrel-6000电气火灾监控系统是安科瑞电气股份有限公司自主研发的用于接收剩余电流式电气火灾探测器等现场设备信号，以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。本系统应用于大型商场、生活小区、生产基础、办公大楼、商场酒店等区域的消防控制中心，对分散在建筑内的探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信，方便实现监控与管理。本系统采用标准的Modbus现场总线将具有通信功能的探测器相互连接起来，当现场保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号，能指示报警部位并保存报警信息。

1：报警指示灯（红色），系统接收到监控报警信号时指示灯点亮。

2：故障指示灯（黄色），系统接收到故障报警信号时指示灯点亮。

3：运行指示灯（绿色），系统正常运行时指示灯点亮。

4：主电源指示灯（绿色），使用主电源供电时指示灯点亮。

5：备用电源指示灯（绿色），使用备用电源供电时指示灯点亮。

6：消声按钮（黑色），消除报警声。

7：手动输出按钮（黑色），手动直接启动报警状态下控制被保护线路的控制输出。

2 系统组网方案

本项目的剩余电流探测器数量为30个，均分布在淄博汇金大厦配电室内。项目所选漏电火灾探测器为安科瑞产品，采用Modbus-RTU通讯协议，RS-458接口。Modbus-RTU协议理论上一根总线可连接32块RTU设备，由于本项目需要完成漏电火灾监控，在电气安全和消防方面起着极其重要的作用，为保证漏电火灾监控信号的安全、稳定、可靠，本项目一根总线只接16或17块表，共分两根总线来进行数据采集。

3 电气火灾监控系统功能

Acrel-6000电气火灾系统，可实时和定时采集现场设备的剩余电流数据和温度、并有报警提示声光报警等功能，可根据实际需要对报警温度值、漏电流值进行设置，报警故障解除时，可远方进行复位。系统可对报警事件、日期、报警值、越线值进行记录，并生成报表，可对报警事件记录进行打印。

1）故障信息提示

    当监控设备检测到设备故障时，监控设备将发出如下信息，软件界面如图1所示：

l 运行监视主界面的故障单元显示黄色背景；

l 运行监视主界面显示实时故障提示信息，信息内容包括：时间，设备位置，设备编号，故障信息（显示界面如下图所示）；

l 在“实时信息显示区”中，“故障信息”显示黄色。

l 监控设备黄色故障指示灯点亮、发出故障提示音。

图1

2）报警记录查询

    通过点击【数据】菜单下的“报警记录查询”进入如下图所示的报警记录（动作信息查询）界面。用户于该界面内可查询任意时段内相应报警或动作类型下的记录，操作方式为选择起始日期、结束日期、查询类型后点击查询按钮即可，软件界面如图2所示：

图2

3）探测器管理

    该管理功能只有“系统管理级”可进行操作,“系统管理级”权限登录系统后，通过点击【维护】菜单下的“探测器管理”可进入如下图所示的探测器管理界面。该界面可修改各通道所对应的通讯端口、通讯速率及使用状态，软件界面如图3所示：

图3

淄博汇金大厦漏电火灾报警系统配合使用ARCM200和AKH-066L能准确地监控电气线路中的故障及异常状态 ,及时发现电气线路中的火灾隐患，将火灾防患与未然有着重要的意义。

4 结束语

随着社会的发展，人们安全用电的意识越来越强烈，且对一些场所用电的安全可靠性的要求也是越来越高。这就要求市场上必须有相应质量的硬件设备来来满足人们的这种需求。目前，市场上也有不少厂家能够提供这类服务，希望在广大厂家和研究人员的共同努力下，成功遏制电气火灾的上升势头，降低由电气火灾给人们带来的灾害。

参考文献： 

［１］GB50045－95(2005版)，高层民用建筑设计防火规范 

［２］GB13955-2005,剩余电流动作保护装置的安装和运行