[发明专利]通用智能型防雷监测模块及方法

说明书

技术领域

    本发明涉及防雷设备，特别涉及一种智能通用智能型在线防雷监测模块及方法，用于智能建筑防雷、工业防雷设施的监测，可实现对防雷器性能进行实时远程监测。

 

背景技术

现有的防雷监测产品一般为非在线手持式监测仪或在线使用的防雷计数器产品，这类防雷监测产品不足之处是所有的监测数据都需要工作人员周期性到现场或试验室对防雷器试验数据进行手工记录和统计上报，不能对防雷器状态进行实时跟踪记录，且功能单一。因此，如何实现对防雷器性能进行实时远程监测，就成为了本领域的技术人员所要研究和解决的课题。

发明内容

    本发明的目的就是针对现有设计存在的不足，提供一种通用智能型在线防雷监测模块设计方案 ，实现在线实时监测和记录防雷器的热脱扣、阀片温度、雷击次数、漏电流情况，采用Modbus Rtu通用协议通过RS485或RJ45接口和随意组成网络并可以和所有组态软件、自开发软件以及支持Modbus Rtu的硬件设备连接，实现对防雷器性能进行实时远程监测；对所有具有遥信口防雷器进行监测；通过自带的液晶显示屏显示防雷器相关信息，方便就地观测，从而弥补现有技术的缺陷。

本发明是通过这样的技术方案实现的：通用智能型在线防雷监测模块，其特征在于，监测模块硬件包括单片机、液晶显示模块、MAX485通讯芯片、温度传感器、电流调理电路、电感线圈、电源电路和继电器控制电路；其中，

    单片机采用ATMEGA16L；

    液晶显示模块采用LCD1602液晶芯片；

    温度采集电路主要由温度传感器DS18b20构成；

    信号调理电路主要由二极管整流电桥、电容滤波电路、光电隔离单元和电压跟随器连接构成；光电隔离单元包括两个光电耦合器TLP521；电压跟随器由LM321单运算放大器和阻容元件组成；

    二极管整流电桥的交流输入端与电感线圈L连接；直流输出端连接两个光电耦合器TLP521，电感线圈L安装在被测防雷器接地母线旁；

    防雷器自身具有遥信口，其方式为干接点，防雷器的遥信口一端与外部5v电源的负极相连接，外部5V电源正极经过限流电阻连接光电耦合器TLP521的正极（1脚），光电耦合器TLP521的负极(2脚)连接防雷器的另一个遥信口，形成一个回路；

    光电耦合器TLP521的发射极与GND相连接，TLP521的集电极与单片机ATMEGA16L的I/O口（PB0）相连接，使光电耦合器TLP521和单片机ATMEGA16L形成回路；

    继电器控制电路由三极管、二极管、基极电阻和继电器K组成；三极管基极经基极电阻连接与单片机ATMEGA16L的I/O口（PB7），三极管的集电极连接继电器K的线圈；继电器K的两组触点作为防雷器一次线连接通道开关，两个常闭触点分别连接防雷器1一次线的L、N进线端，两个常开触点分别连接防雷器2一次线的L、N进线端，继电器两组常闭触点和常闭触点的公共端分别连接交流电源的火线L和零线N，防雷器1为主防雷器，防雷器2为备用防雷器。

   通用智能型在线防雷监测的方法，其特征是：单片机ATMEGA16L通过采集光电耦合器TLP521输出端的电平，监测防雷器工作状态；

当防雷器处于正常工作状态时，防雷器的遥信口为导通状态，光电耦合器TLP521的发光二级管正负极导通有电流经过，二极管发光，光电耦合器TLP521的受光侧导通，与单片机ATMEGA16L连接的回路有电流经过，单片机ATMEGA16LI/O口为低电平；

当防雷器受雷击，防雷器内部MOA氧化物熔断，热脱扣装置脱扣，防雷器的遥信口为断路状态，与TLP521正负极连接的回路短开，受光侧为断路状态，单片机ATMEGA16LI/O口为高电平；

     单片机ATMEGA16L通过电流调理电路采集测雷击次数和漏流，当防雷器受到雷击，阀片开启通过接地线泄流，安装在接地线上的电感线圈L受到电流感应产生感应电流，感应电流经过保护电阻R1传送到二极管整流电桥，经二极管整流电桥整流产生直流电压信号，直流电压信号经电容滤波电路滤波，滤波后的直流电压信号送入光电隔离单元；

直流电压信号经过光电隔离单元被分为两路，其中一路经过一个光电耦合器TLP521，由光电耦合器TLP521输出开关量信号，开关量信号传到单片机ATMEGA16L的中断0口，触发单片机ATMEGA16L产生中断，再由单片机ATMEGA16L程序累加计算中断次数，从而得出防雷器被雷击的次数；