專利名稱：開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于智能化開關(guān)柜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)設(shè)備操作的智能提示 及報警裝置，主要應(yīng)用于中高壓開關(guān)柜。
背景技術(shù)：
投入運行的開關(guān)柜需要一系列符合規(guī)程的操作，其操作一般是通過裝配在開關(guān)柜 上的操控裝置進行的，如果操作失誤就可能引發(fā)較大安全事故。因此，對操控裝置具有較高 的要求，如操作界面的方便性、操作引導(dǎo)的智能化以及操作失誤避險性就顯得十分重要。但 是，就目前國內(nèi)電力市場上的開關(guān)柜而言，操作界面方式普遍都是“按鍵操作+LCD屏的人 機界面”操作方式，操作很不方便，容易產(chǎn)生誤按鍵的現(xiàn)象。而在操作引導(dǎo)方式上，都只有語 音的“開關(guān)柜帶電”等簡單的錯誤操作語音提示，沒有引導(dǎo)操作的視覺和語音的雙重提示， 不能很好地引導(dǎo)操作人員進行全過程的操作。在操作失誤避險性方面，現(xiàn)有的方式都沒有 相應(yīng)的避險控制輸出信號。因此，現(xiàn)在市場上的開關(guān)柜雖然有部分提示功能，但其操作提示及保護功能都還 不夠完善，尤其是在操作人員對說明書的內(nèi)容掌握不到位的情況下，容易出現(xiàn)誤操作，并可 能產(chǎn)生嚴(yán)重事故。此類事故在國內(nèi)已發(fā)生多起。

實用新型內(nèi)容本實用新型公開了一種開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其采用了自組合式觸摸 屏視覺提示與語音提示報警相結(jié)合的操作指示方式，其操作方便、安全可靠、引導(dǎo)功能和誤 操作提示報警功能強，并能自動產(chǎn)生信號排斥下一步的危險操作，有效降低由于操作失誤 所導(dǎo)致事故的發(fā)生，并且制造成本低。本實用新型采取以下技術(shù)方案開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其包括觸摸屏 模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、DSP信號處理模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊， 所述的觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊都與所 述的DSP信號處理模塊相聯(lián)，開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊檢測開關(guān)設(shè)備的通斷狀態(tài)；觸摸屏模 塊檢測觸摸信號；DSP數(shù)字信號處理模塊聯(lián)接收觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊傳輸 的相關(guān)信號，對信號進行處理，產(chǎn)生控制信號，傳輸給LCD顯示模塊、語音模塊及輸出控制 模塊；LCD顯示模塊顯示開關(guān)柜狀態(tài)及提示操作流程；語音模塊給出操作過程的語音提示 及報警信息；輸出控制模塊向開關(guān)控制裝置發(fā)出鎖定信號。優(yōu)選的，所述的開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊包括排阻(RPl RP4)、光耦(Ul U7)、移 位寄存器(U8、U9)、信號插座(Jl)、電源插座(J2)、設(shè)備狀態(tài)信號檢測插座(J3)、上拉電阻 (Rl R3)，所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢測插座(J3)聯(lián)接光耦(Ul U7)的輸入端；所述的排 阻(RP1、RP2)聯(lián)接光耦(Ul U7)的負端；所述的光耦(Ul U7)的輸出聯(lián)接移位寄存器 (U8、U9)，所述的移位寄存器(U8 U9)的輸出聯(lián)接(Rl R3)上拉電阻及信號插座(Jl)； 所述的排阻(RP3、RP4)聯(lián)接光耦(Ul U7)的輸出端；所述的電源插座(J2)外聯(lián)接交流H1^ ο優(yōu)選的，所述的DSP信號處理模塊聯(lián)接語音芯片(U2)、觸摸屏控制芯片(U3)、液晶 顯示模塊(Ml)、光電耦合器(U4)，所述的語音芯片(U2)聯(lián)接一晶體管(Ql)的基極，晶體管 (Ql)的集電極聯(lián)接一喇叭輸出插座(Jl)，所述的觸摸屏控制芯片(U3)聯(lián)接一觸摸屏輸入 插座(J2)，所述光電耦合器(U4)的輸出聯(lián)接到一控制輸出插座(J3)。優(yōu)選的，所述的DSP信號處理模塊聯(lián)接一晶體震蕩器(Yl)。本實用新型開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置從兩個方面提高操作過程的智能化: 一方面，其采用視覺和語音雙重引導(dǎo)提示，使人員操作方便且安全可靠，降低人為誤操作的 概率；另一方面，開關(guān)柜采集操作過程的狀態(tài)信號，智能控制系統(tǒng)自動分析狀態(tài)、鎖定相應(yīng) 的錯誤操作并輸出控制信號。其操作引導(dǎo)功能和誤操作提示報警功能較強，且能自動產(chǎn)生 信號排斥下一步的危險操作，有效降低由于操作失誤導(dǎo)致事故的發(fā)生。本實用新型開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其操作方便、引導(dǎo)提示完整、報警保 護信號可靠，自動分析錯誤操作并鎖定錯誤，從而使開關(guān)柜的操作更加安全可靠。

圖1是本實用新型開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置系統(tǒng)框圖。圖2是本實用新型開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊的電路圖。圖3是本實用新型信號處理、語音、顯示及控制輸出部分的電路圖。圖 2 中，RPl RP4 :4K7 排阻；Pl :12V 開關(guān)電源；Ul U7 :TLP521_2 光耦；U8 U9 :74HC146移位寄存器Jl 信號插座(AWG-2) ;J2 交流220V插座(AffG-16) ;J3 設(shè)備狀 態(tài)信號檢測插座(PL-5) ；Rl R3 =IOK上拉電阻。圖3中，Ul 數(shù)字信號控制器；U2 語音芯片；U3 觸摸屏控制芯片；U4 光電耦合 器；U5 :220V(AC)-5V(DC)變換器；Ml 液晶顯示模塊Jl 喇叭輸出插座(PL-2) ;J2 觸摸 屏輸入插座(PL-4) J3 控制輸出插座(AWG-2) ； J4 電源插座(AWG-6) ;J5 設(shè)備狀態(tài)信號 檢測插座(PL-5) ；Rl R13 電阻；Cl C16 電容；Yl 晶體震蕩器；Ql 晶體管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。如圖1所示，本實用新型開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置包括觸摸屏模塊、開關(guān) 設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、DSP信號處理模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊，觸摸屏模 塊、形狀設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊都與DSP信號處理模塊 相聯(lián)。開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊檢測開關(guān)設(shè)備的通斷狀態(tài)；觸摸屏模塊檢測觸摸信號；DSP數(shù) 字信號處理模塊接收觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊傳輸?shù)南嚓P(guān)信號，進行信號綜合、 分析、計算，產(chǎn)生控制信號，傳輸給LCD顯示模塊、語音模塊及輸出控制模塊；LCD顯示模塊 顯示開關(guān)柜狀態(tài)及提示操作流程；語音模塊給出操作過程的語音提示及報警信息；輸出控 制模塊向開關(guān)控制裝置發(fā)出鎖定信號，避免錯誤操作下的再次危險操作。如圖2所示是開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測部分的電路圖。設(shè)備狀態(tài)信號檢測插座J3引入 外部開關(guān)設(shè)備的通斷信號，其3 16腳分別接入光耦U7 Ul的輸入端。排阻RP1(4K7 1/4W)的2 9腳分別接入光耦U4 Ul的負端，排阻RP2 (4K7 1/4W)的2 7腳分別接入光耦TO U7的負端。12V開關(guān)電源P1(T30B)給外部開關(guān)設(shè)備的通斷信號回路提供電 源。Ul U7光耦(TLP521-2)的輸出接移位寄存器U8、U9，移位寄存器U8 U9 (74HC146) 的輸出接Rl R3上拉電阻(IOK)及信號插座Jl。排阻RP3(4K7 1/4W)的2 9腳、排阻 RP4 (4K7 1/4W)的4 9腳分別接光耦U4 U1、U7 U5的輸出端。交流220V插座J2外 接220V交流電。排阻RPl RP2(4K7 1/4W)是通斷信號回路的限流電阻；12V開關(guān)電源Pl給外部 開關(guān)設(shè)備的通斷信號回路提供工作電源；光耦Ul U7將外部開關(guān)設(shè)備通斷信號與本裝置 電氣隔離；排阻RP3 RP4(4K7 1/4W)接光耦Ul U7的輸出端以提供工作電流；移位寄存 器U8 U9將并行的信號轉(zhuǎn)換成串行輸出信號；上拉電阻Rl R3 (IOK)使串行無信號輸出 時，信號插座Jl的DCLK、DIN、DLOCK為高電平；信號插座Jl引出信號；交流220V插座J2 外接220V交流電。本實用新型對于信號處理、語音、顯示和控制輸出的電路如圖3所示。數(shù)字信號控 制器Ul (即DSP信號處理模塊)的RBO RB5腳分別接語音芯片U2的Sl S6，語音芯片 U2的COUT腳接晶體管Ql的基極，晶體管Ql的集電極接喇叭輸出插座J1。觸摸屏輸入插 座J2的1、2、3、4腳分別接到觸摸屏控制芯片U3的X+、Y+、X-、Y-；觸摸屏控制芯片U3的 DCLK、DIN、CS、DOUT、PENQ腳分別接數(shù)字信號控制器Ul的RG6、RG7、RG8、RG9、INT3腳；數(shù)字 信號控制器Ul的RD0-RD7作為數(shù)據(jù)總線接、液晶顯示模塊Ml的數(shù)據(jù)線AD0_AD7、DB0_DB7 ； Ul的RD14、RG2、RG3、RF6作為Ml的片選、讀寫信號接Ml的CD、CE、RD、WR引腳；數(shù)字信號 控制器Ul的RGO、RG12、RG13、RG14作為控制輸出，接到光電耦合器U4的輸入端。光電耦 合器U4的輸出接到控制輸出插座J3。電源插座J4接到220V(AC)-5V(DC)變換器U5的交 流輸入端。晶體震蕩器Yl接到數(shù)字信號控制器Ul的0SC1、0SC2腳。數(shù)字信號控制器Ul接收設(shè)備狀態(tài)的邏輯信號、觸摸屏控制芯片U3輸出的觸摸點 擊坐標(biāo)信號、給語音芯片U2輸出語音段的控制信號、給液晶顯示模塊Ml輸出文字信息及圖 形信息，它是核心器件并對各種信號進行分析、判定和產(chǎn)生控制輸出信號。晶體管Ql起放 大音頻信號作用。觸摸屏控制芯片U3接收觸摸屏的點擊信號，并產(chǎn)生坐標(biāo)數(shù)據(jù)。液晶顯示 模塊Ml為LCD顯示模塊，顯示文字和圖形。光電耦合器U4將輸出信號與外部開關(guān)設(shè)備控 制電路電氣隔離，以保障本系統(tǒng)的安全可靠工作。變換器U5將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為5V的 直流電壓供本系統(tǒng)芯片工作。輸出插座Jl接喇叭。觸摸屏輸入插座J2與觸摸屏坐標(biāo)線連 接?？刂戚敵霾遄鵍3控制輸出插座引出控制信號。電源插座J4接到220V電源。設(shè)備狀 態(tài)信號檢測插座J5則連接到外部開關(guān)設(shè)備通斷信號線。晶體震蕩器Yl與電容C6、C7構(gòu)成 數(shù)字信號控制器Ul的震蕩電路。電容C8 Cll濾除觸摸屏點擊時的抖動。電容C5、C12、 C13、C14是各芯片去耦電容。電容C1、C2、C4分別是數(shù)字信號控制器U1、語音芯片U2、液晶 顯示模塊Ml的復(fù)位電容。電容C15、C16電源的濾波電容。電阻Rl、R4是數(shù)字信號控制器 Ul和液晶顯示模塊Ml的復(fù)位電阻。電阻R5 R9是上拉電阻。電阻R2、R3是語音芯片U2 的配置電阻。電阻RlO R13是光耦限流電阻。上述優(yōu)選實施例只是對本實用新型的解釋說明，本實用新型并不限于上述實施 例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，任何對本實用新型的變型都落入本實用新型的保 護范圍。
權(quán)利要求開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其特征是包括觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、DSP信號處理模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊，所述的觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊都與所述的DSP信號處理模塊相聯(lián)，開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊檢測開關(guān)設(shè)備的通斷狀態(tài)；觸摸屏模塊檢測觸摸信號；DSP數(shù)字信號處理模塊聯(lián)接收觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊傳輸?shù)男盘?，對信號進行處理，產(chǎn)生控制信號，傳輸給LCD顯示模塊、語音模塊及輸出控制模塊；LCD顯示模塊顯示開關(guān)柜狀態(tài)及提示操作流程；語音模塊給出操作過程的語音提示及報警信息；輸出控制模塊向開關(guān)控制裝置發(fā)出鎖定信號。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其特征是所述的開關(guān)設(shè)備 狀態(tài)檢測模塊包括排阻(RPl RP4)、光耦(Ul U7)、移位寄存器(U8、U9)、信號插座(Jl)、 電源插座(J2)、設(shè)備狀態(tài)信號檢測插座(J3)、上拉電阻(Rl R3)，所述的設(shè)備狀態(tài)信號檢 測插座(J3)聯(lián)接光耦(Ul U7)的輸入端；所述的排阻(RP1、RP2)聯(lián)接光耦(Ul U7)的 負端；所述的光耦(Ul U7)的輸出聯(lián)接移位寄存器(U8、U9)，所述的移位寄存器(U8 U9) 的輸出聯(lián)接(Rl R3)上拉電阻及信號插座(Jl)；所述的排阻(RP3、RP4)聯(lián)接光耦(Ul U7)的輸出端；所述的電源插座(J2)外聯(lián)接交流電。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其特征是所述的DSP信號 處理模塊聯(lián)接語音芯片(U2)、觸摸屏控制芯片(U3)、液晶顯示模塊(Ml)、光電耦合器(U4)， 所述的語音芯片(U2)聯(lián)接一晶體管(Ql)的基極，晶體管(Ql)的集電極聯(lián)接一喇叭輸出插 座(Jl)，所述的觸摸屏控制芯片(U3)聯(lián)接一觸摸屏輸入插座(J2)，所述光電耦合器(U4) 的輸出聯(lián)接到一控制輸出插座(J3)。
4.權(quán)利要求3所述的開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其特征是所述的DSP信號處 理模塊聯(lián)接一晶體震蕩器(Yl)。
專利摘要本實用新型公開了開關(guān)柜操作引導(dǎo)提示及報警裝置，其觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊、LCD顯示模塊、語音模塊、輸出控制模塊都與DSP信號處理模塊相聯(lián)，開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊檢測開關(guān)設(shè)備的通斷；觸摸屏模塊檢測觸摸信號；DSP數(shù)字信號處理模塊聯(lián)接收觸摸屏模塊、開關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測模塊傳輸?shù)男盘?，產(chǎn)生控制信號，傳輸給LCD顯示模塊、語音模塊及輸出控制模塊；LCD顯示模塊顯示開關(guān)柜狀態(tài)及提示操作流程；語音模塊給出操作過程的語音提示及報警信息；輸出控制模塊向開關(guān)控制裝置發(fā)出鎖定信號。其操作方便、安全可靠、引導(dǎo)功能和誤操作提示報警功能強，并能自動產(chǎn)生信號排斥下一步的危險操作，有效降低由于操作失誤所導(dǎo)致事故的發(fā)生。
文檔編號H02B1/24GK201726044SQ20102016418
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者周世標(biāo), 周克寧, 張震宇, 琚超雄, 瞿曉 申請人:浙江亞東電器制造有限公司;浙江科技學(xué)院