用于机柜的报警系统和机柜的制作方法

1.本公开涉及安全防范领域，更具体地说，涉及用于机柜的报警系统和机柜。


背景技术：

2.机柜广泛应用于例如计算机网络设备、电子设备、过程控制系统设备等的置放，这些设备被固定在机柜的机架上。需要对机柜的内外状况进行及时监控，并在出现异常状况时触发报警，以免机柜内的设备因异常状况而受到损坏。现有的某些机柜通常将与机柜相关联的报警检测信号和报警触发信号混合地连接到设置在机柜的背板的开槽处的同一个连接器，该连接器通过线缆与固定在机架上的一个混合型输入/输出模块相连接，以向输入模块输入报警检测信号和从输出模块接收报警触发信号。
3.随着系统设备的升级，机架和输入/输出模块可被更换，例如，混合型输入/输出模块可被更换为分离的输入和输出模块，此时需要将相应的连接器更换为分离的输入连接器和输出连接器。然而，由于连接器设置在机柜的背板处，由于该处存在大量的电缆，并且机柜内部的可用空间有限，以及难以在机柜背板上重新开槽，这导致了在不更换机柜背板的情况下安装分离的输入连接器和输出连接器变得非常困难。另一方面，重新更换机柜背板需要重新连接固定到背板的线缆，这会耗费大量的时间和精力，对于时间敏感的设备升级改造可能是难以接受的，并且会额外增加成本。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种用于机柜的报警系统和机柜。
5.根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于机柜的报警系统，所述机柜包括机柜背板和机架，所述机柜背板固定所述机架和线缆。所述报警系统包括：
6.输入模块，固定在所述机架上，包括第一信号转换器，用于将开关量信号转换为数字量信号；
7.与所述输入模块分离的输出模块，固定在所述机架上，包括第二信号转换器，用于将数字量信号转换为开关量信号；
8.控制模块，固定在所述机架上，所述控制模块通信地连接到所述输入模块的输出端和所述输出模块的输入端，所述控制模块包括第一比较器；
9.报警检测单元，包括感测模块和第二比较器，所述感测模块感测所述机柜的参数或所述机柜的环境的参数，所述第二比较器将所感测的参数和与异常状况相对应的感测阈值范围进行比较，当所感测的参数落入所述感测阈值范围内时，所述报警检测单元的输出端输出指示所述异常状况的报警检测信号，其中，所述报警检测信号为开关量信号；
10.报警指示单元；
11.连接器，设置在所述机柜背板处，所述连接器包括第一连接部分和第二连接部分，所述第一连接部分连接到所述报警检测单元的输出端，所述第二连接部分连接到所述报警
指示单元的输入端；
12.电缆，包括第一电缆部分和第二电缆部分，所述第一电缆部分连接所述输入模块的输入端和所述第一连接部分，所述第二电缆部分连接所述输出模块的输出端和所述第二连接部分；
13.自检单元，所述自检单元的输出端连接到所述第一电缆部分，所述自检单元的输入端连接到所述第二电缆部分，所述自检单元包括自检电路；
14.其中，当所述报警检测单元的输出端输出的报警检测信号经由所述第一连接部分和所述第一电缆部分(124-1)传送到所述输入模块(121-1)的输入端时，所述输入模块(121-1)的第一信号转换器将所述报警检测信号转换为报警检测输入信号，并且所述输入模块(121-1)的输出端向所述控制模块(122)传送所述报警检测输入信号，其中，所述报警检测输入信号为数字量信号，
15.当所述控制模块(122)接收到所述报警检测输入信号时，所述控制模块(122)的第一比较器将所述报警检测输入信号与报警阈值范围进行比较，当所述报警检测输入信号落入所述报警阈值范围内时，所述控制模块(122) 向所述输出模块(121-2)的输入端传送报警触发输出信号，其中，所述报警触发输出信号为数字量信号，
16.当所述输出模块(121-2)的输入端接收到所述报警触发输出信号时，所述输出模块(121-2)的第二信号转换器将所述报警触发输出信号转换为报警触发信号，并且所述输出模块(121-2)的输出端输出报警触发信号以经由所述第二电缆部分(124-2)和所述第二连接部分传送到所述报警指示单元(160-1)，其中，所述报警触发信号为开关量信号，
17.所述报警指示单元(160-1)响应于接收到所述报警触发信号而发出报警，其中，所述报警指示单元包括响应于接收到所述报警触发信号而发出光照报警的灯光指示器和/或响应于接收到所述报警触发信号而发出声音报警的声音指示器；
18.所述自检单元(180)被构造为在通过所述自检单元(180)的输出端向所述第一电缆部分(124-1)输出用于模拟报警检测信号的开关量信号时，在所述自检单元(180)的输入端处检测是否经由所述第二电缆部分(124-2) 接收到相应的数字量信号。
19.根据本实用新型的第二方面，提供了一种机柜，所述机柜包括：
20.机架；
21.机柜背板，固定所述机架和线缆；以及
22.用于机柜的报警系统。
23.进一步根据前述第一方面和第二方面，报警系统可以单独地或组合地包括以下优选形式中的一个或多个。
24.在一些优选形式中，所述报警系统还包括：
25.配置单元，通信地连接到所述控制模块，所述配置单元被构造为存储与所述连接器、所述输入模块和所述输出模块相关联的连接配置信息，并将所述连接配置信息提供给所述控制模块(122)；
26.所述控制模块从所述配置单元接收所述配置信息，并确定所述连接配置信息与在所述输入模块上输出所述报警检测输入信号的端口和在所述输出模块上输入所述报警触发输出信号的端口是否匹配。
27.在一些优选形式中，所述报警系统还包括：
28.显示单元，所述显示单元通信地连接到所述控制模块，以接收并显示所述匹配的操作的结果。
29.在一些优选形式中，所述报警系统还包括：
30.显示单元，所述显示单元通信地连接到所述控制模块，从所述控制模块接收表示所述报警检测输入信号和报警触发输出信号的数据，并显示所述数据。
31.根据本实用新型的用于机柜的报警系统和机柜，可以无需更换机柜背板，并保留原有的连接器和背板线缆连接，减少了现场改造工作量，节省时间和成本，最大程度地保留了机柜内部空间和结构，并且可检测电缆连接，降低现场故障率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
33.图1示出了其中可以应用本公开的实施例的包括示例性报警系统的示例性机柜的结构。
34.附图标记说明：
35.100 机柜
36.110 机柜背板
37.120 报警系统
38.121-1 输入模块
39.121-2 输出模块
40.122 控制模块
41.124 电缆
42.224-1 第一电缆部分
43.224-2 第二电缆部分
44.130 框架
45.140 机架
46.150-1 报警检测单元
47.150-n 报警检测单元
48.160-1 报警指示单元
49.160-m 报警指示单元
50.170 显示单元
51.180 自检单元
具体实施方式
52.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对现有技术和本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
53.现有的某些机柜通常将与机柜相关联的报警检测信号和报警触发信号混合地连接到设置在机柜的背板的开槽处的同一个连接器，该连接器通过线缆与固定在机架上的一个混合型输入/输出模块相连接，以向输入模块输入报警检测信号和从输出模块接收报警触发信号。随着系统设备的升级，机架和输入/输出模块可被更换，例如，混合型输入/输出模块可被更换为分离的输入和输出模块，此时需要将相应的连接器更换为分离的输入连接器和输出连接器。
54.例如，sppa-t2000系统被广泛地应用于电厂或电站控制等。在该示例中，sppa-t2000系统机柜上安装sppa-t2000 s5-ap机架，报警输入/输出模块为一个deda模块，由于电厂或电站改造，需要将sppa-t2000 s5系列机架升级为sppa-t2000 s7系列机架，由于s5和s7所使用的ap机架及模块完全不同，因此需要将完整的s5-ap机架替换为s7-ap机架，并且相应地更换机架上的各模块，包括用于机柜的报警输入/输出模块。对于s7-ap 机架，例如由两个分离的输入模块sm421和输出模块sm422组成输入和输出模块。因此，需要将连接器更换为分离的输入连接器和输出连接器。
55.然而，由于连接器设置在机柜的背板处，由于该处存在大量的电缆，并且机柜内部的可用空间有限，以及难以在机柜背板上重新开槽，这导致了在不更换机柜背板的情况下安装分离的输入连接器和输出连接器变得非常困难。另一方面，重新更换机柜背板需要重新连接固定到背板的线缆，这会耗费大量的时间和精力，对于时间敏感的设备升级改造可能是难以接受的，并且会额外增加成本。
56.图1示出了其中可以应用本公开的实施例的包括示例性报警系统的示例性机柜100的结构，以容易地适应系统设备的升级改造。机柜100包括机柜背板110、报警系统120和机架140。机柜背板110用于固定框架130和线缆，机架140可通过例如固定在框架130上而固定到机柜背板110。报警系统120包括固定在机架140上的输入模块121-1、输出模块121-2和(一个或多个)控制模块122，输入模块121-1和输出模块121-2相分离，控制模块122可以经由机架140的背板的总线与输入模块121-1的输出端和输出模块121-2的输入端通信地连接或者与输入模块121-1的输出端和输出模块 121-2的输入端直接通信地连接。在多个控制模块122的情况下可提供冗余控制。例如，输入模块121-1、输出模块121-2和控制模块122可以分别插在机架140的不同槽内，并经由机架140的背板的总线通信地连接或彼此直接通信地连接。
57.报警系统240还包括连接器123和电缆124。连接器123设置在机柜背板110的开槽口处，使得连接器123的两端分别位于机柜背板110的两侧。
58.例如，连接器123可以具有一一对应且导通的第一端子组和第二端子组，第一端子组和第二端子组分别位于连接器123的第一端(例如，x1端)和第二端(例如，x2端)。来自一个或多个报警检测单元150-1～150-n的一个或多个报警检测信号(如图1所示，n个)可以输入到连接器123的第一端子组中的第一数量的端子上，并且连接器123的第二端子组中的相应的第一数量的端子通信地连接到第一电缆部分124-1的第一端，使得一个或多个报警检测信号可传输到输入模块121-1，并经由输入模块121-1将报警检测输入信号传输到控制模块122。连接器123的第二端子组中的第二数量的端子通信地连接到电缆124的第二部分
124-2的第一端，并且连接器123的第一端子组中的相应的第二数量的端子连接到一个个或多个报警指示单元 160-1～160-m，使得通过控制模块122向输出模块121-2传输报警触发输出信号并且由输出模块121-2输出的一个或多个报警触发信号(如图1所示， m个)可传输到连接器123的第一端，并传输到一个或多个报警指示单元 160-1～160m以触发报警。在以上描述中，例如，连接器123的第一连接部分包括第一端子组和第二端子组中的第一数量的端子，连接器123的第二连接部分包括第一端子组和第二端子组中的第二数量的端子。
59.连接器123的设置在背板110外侧(如图1所示，左侧)的第一端可以连接到一个或多个报警检测单元150-1～150-n的输出端以使得来自一个或多个报警检测单元150-1～150-n接收与机柜110相关联的报警检测信号可在第一电缆部分124-1传输，并且可以连接到一个或多个报警指示单元 160-1～160-m的输入端以使得在第二电缆部分124-2上传输的报警触发信号可传输到一个或多个报警指示单元160-1～160-m以触发报警。电缆124包括用于连接连接器123的第一连接部分和输入模块121-1的输入端的第一电缆部分124-1和用于连接连接器123的第二连接部分和输出模块121-2的输出端的第二电缆部分124-2。具体地，连接器123的设置在背板110内侧的第二端(如图1所示，右侧)与第一电缆部分124-1的第一端相连接，并且第一电缆部分124-1的第二端连接到输入模块121-1的输入端。连接器123的设置在背板110内侧的第二端(如图1所示，右侧)还与第二电缆部分124-2 的第一端相连接，并且第二电缆部分124-2的第二端连接到输出模块121-2 的输出端。
60.输入模块121-1可以是常规的输入模块，并包括第一信号转换器，用于将开关量信号转换为数字量信号。例如，输入模块121-1可以接收诸如标准 4-20ma等的开关量作为输入信号，并将输入信号转换为作为输出信号的离散的数字量信号。
61.当报警检测单元的输出端输出的报警检测信号经由连接器123的第一连接部分和第一电缆部分124-1传送到输入模块121-1的输入端时，输入模块 121-1的第一信号转换器将报警检测信号转换为报警检测输入信号，并且输入模块121-1的输出端向控制模块122传送报警检测输入信号，其中，报警检测输入信号为数字量信号。
62.输出模块121-2可以是常规的输出模块，并包括第二信号转换器，用于将数字量信号转换为开关量信号。例如，输出模块121-2可以接收离散的数字量信号作为输入信号，并将输入信号转换为诸如4-20ma等的开关量信号作为输出信号。
63.当输出模块121-2的输入端接收到报警触发输出信号时，输出模块121-2 的第二信号转换器将所述报警触发输出信号转换为报警触发信号，并且输出模块121-2的输出端输出报警触发信号以经由第二电缆部分124-2和连接器 123的第二连接部分传送到报警指示单元，其中，报警触发信号为开关量信号。
64.当报警检测单元150-1～150-n的输出端输出的报警检测信号经由连接器 123的第一连接部分和第一电缆部分124-1传送到输入模块121-1的输入端时，输入模块121-1的输出端向控制模块122传送报警检测输入信号。当控制模块122接收到报警检测输入信号时，控制模块122向输出模块121-2的输入端传送报警触发输出信号。当输出模块121-2的输入端接收到报警触发输出信号时，输出模块121-2的输出端输出报警触发信号以经由第二电缆部分124-2和连接器123的第二连接部分传送到报警指示单元160-1～160-m的输入端。
65.控制模块122包括第一比较器，每个报警检测单元150-1～150-n包括感测模块和第二比较器。感测模块感测机柜的参数或机柜的环境的参数，第二比较器将所感测的参数
和与异常状况相对应的感测阈值范围进行比较，当所感测的参数落入感测阈值范围内时，报警检测单元的输出端输出指示异常状况的报警检测信号，其中，报警检测信号为开关量信号。
66.当控制模块122接收到报警检测输入信号时，控制模块122的第一比较器将报警检测输入信号与报警阈值范围进行比较，当报警检测输入信号落入报警阈值范围内时，控制模块122向输出模块121-2的输入端传送报警触发输出信号，其中，报警触发输出信号为数字量信号。
67.报警指示单元响应于接收到报警触发信号而发出报警，其中，报警指示单元包括响应于接收到报警触发信号而发出光照报警的灯光指示器和/或响应于接收到报警触发信号而发出声音报警的声音指示器。
68.报警系统120还包括自检单元180，自检单元180的输出端连接到第一电缆部分124-1，自检单元180的输入端连接到第二电缆部分124-2。
69.自检单元180被构造为在通过自检单元180的输出端向第一电缆部分 124-1输出用于模拟报警检测信号的开关量信号时，在自检单元180的输入端处检测是否经由第二电缆部分124-2接收到相应的数字量信号。通过自检单元180可以检测电缆124的连接，具体地，检测连接器123与输入模块121-1 和输出模块121-2之间的连接、输入模块121-1和输出模块121-2与控制模块122之间的连接，这使得容易地发现线缆连接或配置的错误，以免遗漏报警或造成错误报警，从而降低了现场故障率。
70.根据图1的实施例的报警系统120和机柜100，可以无需更换机柜背板，并保留原有的连接器和背板线缆连接，减少了现场改造工作量，节省时间和成本，最大程度地保留了机柜内部空间和结构，并且可检测电缆连接，降低现场故障率。
71.在一些实施例中，报警检测信号表示机柜200发生异常状况或机柜200 所处的环境发生异常状况。例如，报警检测单元150-1～150-n可以是温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、振动传感器、可燃气体传感器、有毒气体传感器、噪声传感器、浸水传感器、柜门传感器、光传感器、空气质量传感器、视频检测器、风扇速度传感器、电压传感器、电流传感器、或其他具有开关量输出的传感器等。
72.在一些实施例中，报警指示单元160-1～160-m中的一个或多个可以包括声音和/或灯光指示器以触发报警，例如通过报警触发信号改变灯的闪烁变化、颜色变化或声音的大小或频率等来触发报警。
73.在一些实施例中，报警系统220包括：配置单元，通信地连接到控制模块122，配置单元被构造为存储与连接器123、输入模块121-1和输出模块121-2相关联的连接配置信息，并将连接配置信息提供给控制模块122；控制模块122从配置单元接收连接配置信息，并确定配置信息与在输入模块 121-1上输出报警检测输入信号的端口和在输出模块121-2上输入报警触发输出信号的端口是否匹配。例如，配置单元可以被配置为存储根据配置文件或用户输入来生成的连接配置信息，控制模块122可以从配置单元接收上述连接配置信息。例如，配置信息可以包括连接器123、输入模块121-1和输出模块121-2的连接信息、传输的信号定义等，控制模块122可以比较连接配置信息与实际接收或输入的信号的端口和实际发送或输出的信号的端口是否一致。
74.例如，以下的表1示出了示例性连接配置信息：
[0075][0076][0077]
表1：连接配置信息
[0078]
在一些实施例中，报警系统220还可以包括显示单元170，显示单元170 通信地连接到控制模块122。例如，显示单元170可以显示以下中的一个或多个：与连接器123、输入模块121-1和所述输出模块121-2相关联的连接配置信息；报警检测信号和报警触发信号的定义；执行连接配置信息与在输入模块121-1上输出所述报警检测输入信号的端口和在所述输出模块上输入所述报警触发输出信号的端口是否匹配的操作的结果。例如，显示单元170 可以与控制模块122位于本地或位于远程，并通过通信接口连接。显示单元 170可以是显示器或其他可显示图像、视频信息的装置。通过显示单元170 呈现关于线缆连接、报警信号输入和输出的数据，可以方便操作员直观地了解机柜的安全状况，并容易地发现线缆连接或配置的错误，以免遗漏报警或造成错误报警，从而降低了现场故障率。
[0079]
在一些实施例中，机架140为sppa t-2000s7-ap机架，并且控制模块包括s7系列可编程逻辑控制器，例如s7-400可编程逻辑控制器等。如前所述，例如，当从sppa-t2000 s5系列机架升级为sppa-t2000 s7系列机架时， s5-ap机架上的报警输入/输出模块为一个deda模块，而s7-ap机架上安装了分离的输入模块sm421和输出模块422，因此可以采用根据图1所述的报警系统120和机柜100来方便地实现设备升级改造。
[0080]
在一些实施例中，为了方便和加强电缆124的连接和固定，电缆124(包括第一电缆部分124-1和第二电缆部分124-2)的第一端可以可选地通过端接连接器来连接到连接器123，第一电缆部分124-1的第二端可以可选地通过端接连接器来连接到输入模块121-1，第二电缆部分124-2的第二端可以可选地通过端接连接器来连接到输出模块121-2。
[0081]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在
任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
[0082]
虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开的实施例，但是应当理解，本公开的实施例并不限于所公开的具体实施例。本公开的实施例旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。