一种智能加电控制系统和方法与流程

1.本发明涉及电源领域，具体是一种智能加电控制设备及控制方法。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，愈来愈多的控制电路采用电子开关控制方式而不是机械开关控制方式。控制模块外接到一个控制输入端，基于控制输入端输入的电子信号的变化来改变控制模块自身的状态从而实现电子控制。但是在实际应用中，在某些意外情况下，控制输入端输入的控制信号可能会超出控制模块的接受范围从而导致控制模块的故障，因此，如何确保设备安全的工作，是当下研究人员徐娅研究的课题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能加电控制设备，包括数据处理模块、电源接口模块、温度控制模块、电源开关模块、开关控制模块、保护装置、显示模块、故障检测与判断模块、通信装置、报警装置、数据采集装置；
4.所述的保护装置与所述的电源开关模块连接，所述的电源接口模块与所述的电源开关模块连接，所述的电源开关模块与所述的开关控制模块连接，所述的开关控制模块、温度控制模块、保护装置、显示模块、故障检测与判断模块、通信装置、报警装置、数据采集装置分别于所述的数据处理模块连接；
5.其中的电源接口模块用于连接不同用电需求的负载设备；
6.所述的温度控制模块用于根据加电控制设备的发热以及环境参数进行设备温度控制；
7.所述的开关控制模块用于控制电源开关模块；
8.所述的保护装置用于进行电源保护；
9.所述的显示模块用于显示数据采集装置所采集的数据；
10.所述的故障检测与判断模块用于加电控制设备的故障检测；
11.所述的通信装置用于进行数据通信；
12.所述的报警装置用于发出报警信息；
13.所述的数据采集装置用于采集供电电源的电压、电流数据，以及采集负载的电流、电压数据。
14.优选的，所述的温度控制模块包括散热模块、散热测试模块、散热控制模块；所述的散热模块、散热测试模块分别与所述的散热控制模块连接，所述的散热控制模块与所述的数据处理模块连接。
15.优选的，所述的故障检测与判断模块包括故障检测模块、故障数据存储模块、故障判断模块、故障排除模块；所述的故障检测模块、故障数据存储模块、故障判断模块、故障排除模块分别与所述的数据处理模块连接。
16.优选的，所述的保护装置采用浪涌保护器。
17.应用智能加电控制设备的智能加电控制设备控制方法，包括如下步骤：
18.步骤一，在智能加电控制设备启动过程中，通过故障检测与判断模块中的故障检测模块检测检测智能加电控制设备启动过程中是否有故障发生，若有，则在故障数据存储模块中进行故障匹配，若匹配到故障类型，则根据故障类型完成故障处理与隔离；若未匹配到故障类型，则将故障更新到故障数据存储模块，并形成新的故障类型；完成故障匹配后，则判断智能加电控制设备能否启动进入运行，若能进入运行，则进入步骤二，否者，则发出报警；
19.步骤二，对智能加电控制设备进行散热测试，设置限制温度，散热器控制装置控制散热装置处于停止状态，采集智能加电控制设备温度到达限制温度的时长，该时长为第一时长；
20.步骤三，散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采集智能加电控制设备温度到达限制温度的时长，该时长为第二时长；
21.步骤四，根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据散热器散热级数对智能加电控制设备进行运行动态控制，当散热装置散热级数大于设定级数时，对智能加电控制设备工作状态不进行限制；当散热装置散热级数小于设定级数时，进入步骤五；
22.步骤五，对智能加电控制设备的运行功率进行运行功率调整，同时获取温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则智能加电控制设备保持功率运行，若温度上升率超过设定的温度上升率阈值，则对智能加电控制设备的运行功率降档，同时获取温度上升率，直到温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则完成智能加电控制设备的动态控制。
23.进一步的，所述的第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，采用如下公式：
24.进一步的，所述的温度上升率采用如下公式：
[0025][0026]
其中的t1为测试开始时的温度、t2为经过时间t后智能加电控制设备温度。
[0027]
本发明的有益效果是：通过本发明所提供的技术方案，可以实现对智能加电设备的故障检测以及散热控制，实现对设备的保护。
附图说明
[0028]
图1为一种智能加电控制设备的原理示意图；
[0029]
图2为一种智能加电控制设备控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0031]
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发
明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0032]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等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。
[0033]
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要素。
[0034]
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0035]
如图1所示，一种智能加电控制设备，包括数据处理模块、电源接口模块、温度控制模块、电源开关模块、开关控制模块、保护装置、显示模块、故障检测与判断模块、通信装置、报警装置、数据采集装置；
[0036]
所述的保护装置与所述的电源开关模块连接，所述的电源接口模块与所述的电源开关模块连接，所述的电源开关模块与所述的开关控制模块连接，所述的开关控制模块、温度控制模块、保护装置、显示模块、故障检测与判断模块、通信装置、报警装置、数据采集装置分别于所述的数据处理模块连接；
[0037]
其中的电源接口模块用于连接不同用电需求的负载设备；
[0038]
所述的温度控制模块用于根据加电控制设备的发热以及环境参数进行设备温度控制；
[0039]
所述的开关控制模块用于控制电源开关模块；
[0040]
所述的保护装置用于进行电源保护；
[0041]
所述的显示模块用于显示数据采集装置所采集的数据；
[0042]
所述的故障检测与判断模块用于加电控制设备的故障检测；
[0043]
所述的通信装置用于进行数据通信；
[0044]
所述的报警装置用于发出报警信息；
[0045]
所述的数据采集装置用于采集供电电源的电压、电流数据，以及采集负载的电流、电压数据。
[0046]
所述的温度控制模块包括散热模块、散热测试模块、散热控制模块；所述的散热模块、散热测试模块分别与所述的散热控制模块连接，所述的散热控制模块与所述的数据处理模块连接。
[0047]
所述的故障检测与判断模块包括故障检测模块、故障数据存储模块、故障判断模块、故障排除模块；所述的故障检测模块、故障数据存储模块、故障判断模块、故障排除模块分别与所述的数据处理模块连接。
[0048]
所述的保护装置采用浪涌保护器。
[0049]
应用智能加电控制设备的智能加电控制设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0050]
步骤一，在智能加电控制设备启动过程中，通过故障检测与判断模块中的故障检测模块检测检测智能加电控制设备启动过程中是否有故障发生，若有，则在故障数据存储模块中进行故障匹配，若匹配到故障类型，则根据故障类型完成故障处理与隔离；若未匹配到故障类型，则将故障更新到故障数据存储模块，并形成新的故障类型；完成故障匹配后，则判断智能加电控制设备能否启动进入运行，若能进入运行，则进入步骤二，否者，则发出报警；
[0051]
步骤二，对智能加电控制设备进行散热测试，设置限制温度，散热器控制装置控制散热装置处于停止状态，采集智能加电控制设备温度到达限制温度的时长，该时长为第一时长；
[0052]
步骤三，散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采集智能加电控制设备温度到达限制温度的时长，该时长为第二时长；
[0053]
步骤四，根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据散热器散热级数对智能加电控制设备进行运行动态控制，当散热装置散热级数大于设定级数时，对智能加电控制设备工作状态不进行限制；当散热装置散热级数小于设定级数时，进入步骤五；
[0054]
步骤五，对智能加电控制设备的运行功率进行运行功率调整，同时获取温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则智能加电控制设备保持功率运行，若温度上升率超过设定的温度上升率阈值，则对智能加电控制设备的运行功率降档，同时获取温度上升率，直到温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则完成智能加电控制设备的动态控制。
[0055]
所述的第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，采用如下公式：
[0056][0057]
所述的温度上升率采用如下公式：
[0058][0059]
其中的t1为测试开始时的温度、t2为经过时间t后智能加电控制设备温度。
[0060]
具体的，加电控制设备采用自锁开关产生电源加载控制信号，通过固态断路器对系统内各机架进行加/断电控制。系统加电控制设备内部同时采用emi滤波器、浪涌保护器对各路电源输出电压、电流、滤波和保护，并有带指示灯的加电控制按钮对加电状态进行监控，有电压、电流指示对电源供电状态进行监控；
[0061]
统由arm嵌入式计算机、触摸屏、军用直流滤波器、德国obo浪涌保护器、美国快达固态断路器、监控采集模块、控制模块、军用航空连接器和高温线缆等组成。
[0062]
监控采集设备需要实现对5路输入电源和23路输出电源的工作电压、电流和浪涌
保护器状态的实时监测，自动显示监测结果，并自动判定供电电压和工作电流是否处于正常范围(事先设定正常值范围)；若出现异常，则断开对应电源的供电开关，并自动显示过压、过流、浪涌保护等故障信息，提示用户进行检查维修，待故障排除后，通过软件界面上的“复位”操作提示，恢复对应电源回路供电。
[0063]
模块设计的重点是：监控模块信号处理机制和23路电压及电流采集电路的设计。模块设计的难点是：模块的抗干扰设计和抗振动设计。
[0064]
系统包括，监控单元：实现整个监测模块乃至整个监测系统的控制，控制电流电压采集单元完成被测信号的实时采集，并对采集数据进行分析处理，实时上传当前数值，当数据超出正常范围时，监控开关控制单元对异常供电电源的断电操作。监控单元主要由arm嵌入式平台实现。
[0065]
显控单元：提供人机交付界面，实时显示设备当前监测到各路电流电压值和告警等提示信息，同时工作人员可通过软件界面上的“复位”按钮，恢复对故障电源的正常供电。显控单元主要包含触摸屏和信号接口两部分组成。
[0066]
电流电压采集单元：实时对被测的23路电源的工作电流和电压值进行采集，并将采集结果上传监控单元进行处理。电流电压采集单元主要由分布于被测电源上的23路电压传感器和电流传感器、9通道高速ad采样等电路组成。
[0067]
开关控制单元：接收监控单元的控制命令，实现数字控制信号到模拟控制信号的实时转换，实现对各路供电电源开关的实时控制和浪涌保护器保护操作信号的接收，并上传监控单元。开关控制单元主要由隔离器、数模转换和调理电路等组成。
[0068]
电源单元：提供监控模块及整个监控设备电源。该电源采用被测系统的270v直流电压作为输入电源，并转换成模块工作所需的28v等各路直流电源。电源单元主要由ac/dc模块、 dc/dc模块、ldo电路及过流、过压保护和emi滤波等电路组成。
[0069]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。