一种用于变频器柜的柜门安全联锁装置及方法与流程

本发明涉及变频器柜安全技术领域，具体涉及一种用于变频器柜的柜门安全联锁装置及方法。

背景技术：

现代化大功率变频装置应用中，随着牵引电机功率的增长，控制牵引电机的变频器的电压等级越来越高，对于人员安全操作的要求也就越来越高，而多数情况下，人员在操作过程中没有足够的安全意识，在变频器内还存在高压电的情况下，随意开关变频器柜的柜门，带来人员和设备的双重安全隐患，虽然现在有高压指示灯、设备运行状态警示等目视提醒方式，可以提醒人员注意设备在高压运行，但由于不同人员安全意识的不同，无法真正做到控制人员不去打开柜门触及高压等危险。

现有技术中，通常采用的解决方法是将变频器柜的柜门开关与变频器的工作开关联锁。当柜门关上时，发出指令变频器具备上电条件；当变频器柜门在运行过程中被打开时，则向变频器即发出断主电路命令，保证柜门打开情况下变频器立刻停止，用以来隔离高压触电危险，可保证人员操作安全。

虽然，将变频器柜的柜门开关与变频器的工作开关联锁可以一定程度的保障操作人员的安全，而且变频器柜的柜门启闭是为了满足专业的人员后续对变频器柜的专业操作，比如巡检、维修等，目前的柜门开关仍使用接触式开启和关闭，需要专业人员抓持柜门与变频器柜体进行开合，从而联动控制变频器的工作开关，以实现变频器的断电保障专业操作人员的后续巡检维修操作的安全性，但是，现代化变频调速方式一般采用交—直—交的变频调速系统，由电网的交流电整流成直流电，直流电通过大电容储能，直流电再通过逆变转换成交流电驱动电机运转，由于电容的储能作用，即使变频器的主电源电力输出侧已经停止，中间直流环节仍有很高的电压存在，这就给人员带来了极大的安全隐患，假如在主电源电力停止时刻允许操作人员随意打开柜门进行其它操作，将极有可能触及高压影响人身安全，而且变频器柜缺乏操作的电子化记录，从而难以对变频器柜的历史操控动向进行掌控，从而难以定位变频器柜的实际操控人，无法获知变频器柜真实运行操作情况，不利于变频器柜的运行数据管理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于变频器柜的柜门安全联锁装置及方法，以解决现有技术中柜门开关仍使用接触式开启和关闭联动控制变频器工作开关，存在电容储能导致的安全危害，以及变频器柜缺乏操作的电子化记录，不利于变频器柜的运行数据管理的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种用于变频器柜的柜门安全联锁装置，包括设置在变频器柜外周表面上的设备二维码，设置在所述柜门处的与所述设备二维码通讯连接的安保组件，以及与所述安保组件和设备二维码通讯连接的锁控组件，所述设备二维码用于提供柜门启闭申请的专有门户并记录柜门启闭的操作日志，所述安保组件用于根据所述柜门启闭申请对所述变频器柜进行安保操作并同步生成安保信号，所述锁控组件用于根据所述安保信号对所述柜门进行联动启闭控制并同步生成启闭信号反馈至所述设备二维码中以获得所述操作日志。

作为本发明的一种优选方案，所述设备二维码包括操作中心区和可编辑标识区，所述操作中心区用于进入所述专有门户进行所述柜门启闭申请的提交，所述可编辑标识区通过所述专有门户将所述启闭信号进行量化赋值以成为变频器柜柜门操作日志表达的所述设备二维码。

作为本发明的一种优选方案，还包括二维码识别终端，所述二维码识别终端与所述设备二维码进行专有匹配，所述二维码识别终端用于定向识别所述设备二维码以对所述操作中心区和可编辑标识区进行定向操作，所述定向操作包括所述柜门启闭申请的提交以及变频器柜柜门操作日志的获取。

作为本发明的一种优选方案，所述安保组件包括设置在变频器柜的主电源处的主电源监测装置，设置在蓄能电容处的蓄能电容监测装置，以及与所述主电源监测装置和蓄能电容监测装置通讯连接的数据处理装置，所述主电源监测装置用于实时监测所述主电源的电性数据并同步反馈至所述数据处理装置，所述蓄能电容监测装置用于实时监测蓄能电容的电性数据并同步反馈至所述数据处理装置，所述数据处理装置研判所述主电源的电性数据和蓄能电容的电性数据生成所述安保信号并同步传输到所述锁控组件。

作为本发明的一种优选方案，所述安保组件还包括供所述专有门户接入并远程控制所述变频器柜的中控系统，所述中控系统依据所述专有门户反馈的柜门启闭申请远程控制所述变频器柜的主电源电性通断以保障变频器柜的绝缘安全性。

作为本发明的一种优选方案，所述锁控组件包括设置在所述柜门框体上的磁吸锁片，设置在所述变频器柜体上与所述磁吸锁片磁吸匹配的电磁装置，设置在所述变频器柜体上与所述磁吸锁片相对应位置处设置有接触检测器，以及与电磁装置通讯连接并控制所述电磁装置电性通断的主控装置，所述电磁装置用于通电产生电磁吸力与所述磁吸锁片产生磁吸闭合构成所述柜门与所述变频器柜体闭合，以及断电电磁吸力消失与所述磁吸锁片产生磁吸分离构成所述柜门与所述变频器柜体分离，所述接触检测器用于监测所述柜门与所述变频器柜体闭合和分离状态，并依据所述柜门与所述变频器柜体闭合和分离状态生成启闭信号同步反馈至所述专有门户。

作为本发明的一种优选方案，所述操作中心区和可编辑标识区处分别设置有一个进入专有门户的申请标志和一个识别变频器柜柜门操作日志的识别标志，其中，当所述二维码识别终端扫描到可编辑标识区的识别标志时，不会进入所述专有门户；当所述二维码识别终端仅仅只扫描到操作中心区的申请标志，则进入所述专有门户。

作为本发明的一种优选方案，所述专有门户还设置有还包括认证模块，所述认证模块用于认证登入专有门户的身份信息以及依据所述身份信息开放专有权限。

作为本发明的一种优选方案，所述可编辑标识区的图形由若干火柴形状的单体图标组成，所述单体图标由一个实心点标和实心棒标组成，所述实心棒标的一端与实心点标重合；每一个所述的单体图标均包含一种启闭信号的信息，任意两个或两个以上的所述单体图标结合均表示一种启闭信号的信息；所述操作日志的表示方法包括：

以所述操作中心区的中心为标准点，以每个所述单体图标的实心点标到标准点的距离作为启闭信号的分信息点a，以实心点标到标准点连线与实心棒标所在直线的夹角为启闭信号的分信息点b，同一个所述单体图标的分信息点a和分信息点b组合形成一个完整的启闭信号的信息；

所述可编辑标识区中所有的单体图标由若干种排列组合方式，每一种排列组合方式都形成一个包含若干独立启闭信号的信息的操作日志；

所述专有门户通过设置可编辑标识区中的所有单体图标的排列组合以更新操作日志。

作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种根据所述的用于变频器柜的柜门安全联锁装置的安全联锁方法，包括以下步骤：

步骤s1、专有对象利用二维码识别终端扫描设备二维码进入专有门户提交柜门启闭申请或识别柜门启闭的操作日志；

步骤s2、安保组件根据所述柜门启闭申请对所述变频器柜进行安保操作并同步生成安保信号；

步骤s3、锁控组件根据所述安保信号对所述柜门进行联动启闭控制满足专有对象的操作需求，并同步生成启闭信号反馈至所述设备二维码中生成所述操作日志供专有对象查询以掌握变频器柜的历史动向。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明利用设备二维码进行变频器柜的柜门启闭申请的提交以及柜门启闭的操作日志的识别，基于柜门启闭申请进行变频器柜的安保操作和电磁启闭，实现变频器柜的柜门在主电源和蓄能电容持有电性危险进行无接触式启闭，保障专有人员操控的安全性，同时，利用设备二维码电子化保存操作日志，从而对变频器柜的历史操控动向进行掌控，有助于变频器柜的运行数据管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的柜门安全联锁装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的柜门安全联锁装置结构框图；

图3为本发明实施例提供的柜门安全联锁方法流程图；

图4为本发明实施例提供的设备二维码结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-设备二维码；2-安保组件；3-锁控组件；4-二维码识别终端；5-专有门户；6-变频器柜；7-柜门；

101-操作中心区；102-可编辑标识区；

201-中控系统；

301-磁吸锁片；302-电磁装置；303-接触检测器；304-主控装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供了一种用于变频器柜的柜门安全联锁装置，包括设置在变频器柜外周表面上的设备二维码1，设置在柜门处的与设备二维码1通讯连接的安保组件2，以及与安保组件2和设备二维码1通讯连接的锁控组件3，设备二维码1用于提供柜门启闭申请的专有门户5并记录柜门启闭的操作日志，安保组件2用于根据柜门启闭申请对变频器柜进行安保操作并同步生成安保信号，锁控组件3用于根据安保信号对柜门进行联动启闭控制并同步生成启闭信号反馈至设备二维码1中以获得操作日志。

其中，在变频器柜外周表面设置有屏显设备，将设备二维码1投射与屏显设备中进行显示，可防止设备二维码1因磨损造成图形缺损，信息丢失。

如图1、2和4，设备二维码1包括操作中心区和可编辑标识区，操作中心区用于进入专有门户5进行柜门启闭申请的提交，可编辑标识区通过专有门户5将启闭信号进行量化赋值以成为变频器柜柜门操作日志表达的设备二维码1。

设备二维码1的操作中心区可获取专有对象的操作意图，可使专有对象进入专有门户5进行操作意图的提交，并且将专有用户的操作日志进行保存以扫描供查询，而现有技术中，生成一个二维码的同时，这个二维码的功能也就固定唯一了，是不可操作的，但是本实施例通过特定的二维码图形设计将二维码分割成两个区域，一部分是进入专有门户5，一部分是用来增减操作日志，其图形利用了排列组合的方式，形成了无数的可能性，为操作日志提供大量的保存空间，因此设备二维码1联动功能性也大大增加，有助于变频器柜的运行数据管理以及变频器柜的安全联锁功能的实现。

还包括二维码识别终端4，二维码识别终端4与设备二维码1进行专有匹配，二维码识别终端4用于定向识别设备二维码1以对操作中心区和可编辑标识区进行定向操作，定向操作包括柜门启闭申请的提交以及变频器柜柜门操作日志的获取。

操作中心区和可编辑标识区处分别设置有一个进入专有门户5的申请标志和一个识别变频器柜柜门操作日志的识别标志，其中，当二维码识别终端4扫描到可编辑标识区的识别标志时，不会进入专有门户5；当二维码识别终端4仅仅只扫描到操作中心区的申请标志，则进入专有门户5。

专有门户5还设置有还包括认证模块，认证模块用于认证登入专有门户5的身份信息以及依据身份信息开放专有权限。

具体的，专有对象利用二维码识别终端4扫描操作中心区匹配到申请标志，进入专有门户5，先进行身份认证，在身份认证通过后，将被开放柜门启闭申请的专有权限，可进行柜门启闭申请的提交，若身份认证为通过，将被禁止开放专有权限，无法进行柜门启闭申请的提交，可阻挡非专业人士非法接触变频器柜，提高变频器柜的自身安全系数。

专有对象利用二维码识别终端4扫描可编辑标识区匹配到识别标志，则可获得变频器柜的柜门启闭的操作日志，掌控变频器柜的历史操控动向，用于对变频器柜的运行数据管理。

安保组件2包括设置在变频器柜的主电源处的主电源监测装置，设置在蓄能电容处的蓄能电容监测装置，以及与主电源监测装置和蓄能电容监测装置通讯连接的数据处理装置，主电源监测装置用于实时监测主电源的电性数据并同步反馈至数据处理装置，蓄能电容监测装置用于实时监测蓄能电容的电性数据并同步反馈至数据处理装置，数据处理装置研判主电源的电性数据和蓄能电容的电性数据生成安保信号并同步传输到锁控组件3。

安保组件2还包括供专有门户5接入并远程控制变频器柜的中控系统，中控系统依据专有门户5反馈的柜门启闭申请远程控制变频器柜的主电源电性通断以保障变频器柜的绝缘安全性。

具体的，中控系统接收到专有门户5反馈的柜门启闭申请，同步远程控制变频器柜的主电源电性通断，此时，若主电源监测装置和蓄能电容监测装置反馈到数据处理装置的主电源的电性数据和蓄能电容的电性数据均为0，即主电源和蓄能电容均不存在电压电流不会对专有对象造成电力伤害，则数据处理装置生成的安保信号为1，若主电源监测装置或蓄能电容监测装置反馈到数据处理装置的主电源的电性数据和蓄能电容的电性数据不为0，即主电源和蓄能电容至少之一存在电压电流会对专有对象造成电力伤害，则数据处理装置生成的安保信号为0。

锁控组件3包括设置在柜门框体上的磁吸锁片，设置在变频器柜体上与磁吸锁片磁吸匹配的电磁装置，设置在变频器柜体上与磁吸锁片相对应位置处设置有接触检测器，以及与电磁装置通讯连接并控制电磁装置电性通断的主控装置，电磁装置用于通电产生电磁吸力与磁吸锁片产生磁吸闭合构成柜门与变频器柜体闭合，以及断电电磁吸力消失与磁吸锁片产生磁吸分离构成柜门与变频器柜体分离，接触检测器用于监测柜门与变频器柜体闭合和分离状态，并依据柜门与变频器柜体闭合和分离状态生成启闭信号同步反馈至专有门户5。

具体的，中控系统接收到专有门户5反馈的柜门开启申请，同步远程控制变频器柜的主电源电性断开，主控装置在安保信号为1情况下为电磁装置断电，使得电磁吸力消失与磁吸锁片产生磁吸分离构成柜门与变频器柜体分离，实现柜门的开启，此时接触检测器检测到柜门开启，生成启动信号。

中控系统接收到专有门户5反馈的柜门闭合申请，主控装置在安保信号为1情况下为电磁装置通电，使得电磁吸力与磁吸锁片产生磁吸闭合构成柜门与变频器柜体闭合，实现柜门的闭合，此时接触检测器检测到柜门关闭，生成闭合信号，中控系统接收闭合信号同步远程控制变频器柜的主电源电性连通。

可编辑标识区的图形由若干火柴形状的单体图标组成，单体图标由一个实心点标和实心棒标组成，实心棒标的一端与实心点标重合；每一个的单体图标均包含一种启闭信号的信息，任意两个或两个以上的单体图标结合均表示一种启闭信号的信息；操作日志的表示方法包括：

以操作中心区的中心为标准点，以每个单体图标的实心点标到标准点的距离作为启闭信号的分信息点a，以实心点标到标准点连线与实心棒标所在直线的夹角为启闭信号的分信息点b，同一个单体图标的分信息点a和分信息点b组合形成一个完整的启闭信号的信息；

可编辑标识区中所有的单体图标由若干种排列组合方式，每一种排列组合方式都形成一个包含若干独立启闭信号的信息的操作日志；

专有门户5通过设置可编辑标识区中的所有单体图标的排列组合以更新操作日志。

其中，可编辑标识区中只会保存固定数据量的操作日志，在可编辑标识区中所有单体图标的排列组合包含满容量的操作日志后，会将新增的启闭信号的单体图标排列组合直接替换待清除的历史启闭信号的单体图标排列组合，如此可表面对剩余重复的单体图标排列组合进行设置更新，提高编辑效率。

如图3所示，基于上述用于变频器柜的柜门安全联锁装置的结构，本发明提供了一种安全联锁方法，包括以下步骤：

步骤s1、专有对象利用二维码识别终端扫描设备二维码进入专有门户提交柜门启闭申请或识别柜门启闭的操作日志；

步骤s2、安保组件根据所述柜门启闭申请对所述变频器柜进行安保操作并同步生成安保信号；

步骤s3、锁控组件根据所述安保信号对所述柜门进行联动启闭控制满足专有对象的操作需求，并同步生成启闭信号反馈至所述设备二维码中生成所述操作日志供专有对象查询以掌握变频器柜的历史动向。

本发明利用设备二维码进行变频器柜的柜门启闭申请的提交以及柜门启闭的操作日志的识别，基于柜门启闭申请进行变频器柜的安保操作和电磁启闭，实现变频器柜的柜门在主电源和蓄能电容持有电性危险进行无接触式启闭，保障专有人员操控的安全性，同时，利用设备二维码电子化保存操作日志，从而对变频器柜的历史操控动向进行掌控，有助于变频器柜的运行数据管理。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。