一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法
【專利摘要】一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置。裝置包括上位機(jī)系統(tǒng)和變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元；上位機(jī)系統(tǒng)選用工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)置于助航燈工作站內(nèi)，變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元同隔離變壓器(副邊由主繞組和輔助繞組組成)安裝于變壓器桶內(nèi)，用于隔離變壓器的信息采集以及傳輸，變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元通過無線方式與上位機(jī)系統(tǒng)通訊。本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法可以有效地檢測隔離變壓器副邊主繞組是否開路，可以檢測助航燈回路中是否有電流存在，從而進(jìn)一步判斷出故障出現(xiàn)在隔離變壓器還是助航燈，并向上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)時報告，從而避免助航燈回路因隔離變壓器繞組出現(xiàn)故障而不能及時處理的問題。
【專利說明】
一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于助航燈狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)場助航燈系統(tǒng)是保障飛機(jī)在夜間、低能見度及其它復(fù)雜天氣條件下正常起飛、著陸、滑行的必要目視助航設(shè)備。目前常用的機(jī)場助航燈系統(tǒng)一般都是使用串聯(lián)電路給助航燈提供電源，在機(jī)場助航燈光回路中，助航燈用隔離變壓器是用于助航燈供電調(diào)光系統(tǒng)的重要組成設(shè)備之一，其一次繞組處于串聯(lián)恒流主回路中，由調(diào)光器依據(jù)機(jī)場助航燈系統(tǒng)各光級設(shè)定，由二次繞組向助航燈供電；各隔離變壓器均通過插頭和插座彼此連接，由此組成助航燈供電網(wǎng)絡(luò)。機(jī)場助航燈系統(tǒng)的工作可靠性與飛機(jī)安全緊密相關(guān)，但助航燈的性能會因周圍環(huán)境及自身壽命等因素出現(xiàn)問題，從而影響機(jī)場的正常運(yùn)行，故對助航燈工作狀況進(jìn)行監(jiān)控十分重要。助航燈狀態(tài)監(jiān)測中隔離變壓器副邊開路故障檢測是一難點(diǎn)，目前的助航燈檢測裝置不能實(shí)現(xiàn)變壓器副邊的開路故障檢測?，F(xiàn)在助航燈檢測裝置一般是與助航燈共用隔離變壓器二次繞組，一旦助航燈檢測裝置出現(xiàn)故障，就會直接影響助航燈的正常工作，此外，若隔離變壓器二次側(cè)開路，助航燈檢測裝置就不可能對助航燈狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置包括:上位機(jī)系統(tǒng)和變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元;其中:上位機(jī)系統(tǒng)選用工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)置于助航燈工作站內(nèi)；變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元同隔離變壓器一起安裝于變壓器桶內(nèi)，用于隔離變壓器的信息采集以及傳輸，多個變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元)通過無線的方式與上位機(jī)系統(tǒng)通訊。
[0005]所述的變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元包括:無線通信模塊、微處理器模塊、供電模塊、功率開關(guān)、傳感器模塊;其中:助航燈依次通過功率開關(guān)和傳感器模塊與隔離變壓器的副邊主繞組連接，由此組成助航燈回路;微處理器模塊分別與功率開關(guān)、傳感器模塊、無線通信模塊及供電模塊相連接;無線通信模塊與上位機(jī)系統(tǒng)連接;供電模塊與隔離變壓器的副邊輔助繞組連接;隔離變壓器的原邊與恒流供電主回路連接;隔離變壓器、無線通信模塊、微處理器模塊和供電模塊組成檢測回路。所述的傳感器模塊為霍爾電流傳感器;無線通信模塊為
2.4GHz通用頻段無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0006]所述的上位機(jī)系統(tǒng)包括:主機(jī)和無線傳輸模塊;其中:主機(jī)通過無線傳輸模塊與多個變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元連接。
[0007]本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0008]步驟一、系統(tǒng)初始化的SI階段:系統(tǒng)初始化包括上位機(jī)系統(tǒng)和各變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元的初始化；
[0009]步驟二、采集電流信息的S2階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元上的微處理器模塊通過傳感器模塊米集助航燈回路的電流?目息；
[0010]步驟三、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S3階段:微處理器模塊根據(jù)傳感器模塊檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則返回S2階段，繼續(xù)采集電流信號，否則進(jìn)入下一步S4階段；
[0011]步驟四、功率開關(guān)閉合3秒后斷開的S4階段:在微處理器模塊的控制下將功率開關(guān)閉合3秒后斷開，在此期間利用傳感器模塊檢測助航燈回路中是否有電流；
[0012]步驟五、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S5階段:微處理器模塊再次根據(jù)功率開關(guān)閉合期間傳感器模塊檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入下一步S6階段，否則進(jìn)入下一步S7階段；
[0013]步驟六、助航燈開路報警的S6階段:證明是助航燈開路，進(jìn)入下一步S8階段；
[0014]步驟七、隔離變壓器開路報警的S7階段:證明是隔離變壓器的副邊主繞組開路，進(jìn)入下一步S9階段；
[0015]步驟八、功率開關(guān)閉合的S8階段:控制功率開關(guān)閉合，然后進(jìn)入S9階段；
[0016]步驟九、數(shù)據(jù)上傳的S9階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元通過無線通信模塊向上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送本次電流檢測的相關(guān)信息；
[0017]步驟十、啟動報警的SlO階段:上位機(jī)系統(tǒng)接收到變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元上傳的信息后，根據(jù)故障類型進(jìn)行提示，以便助航燈工作站工作人員及時進(jìn)行維修。
[0018]本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法可以有效地檢測隔離變壓器副邊主繞組是否出現(xiàn)開路，可以檢測出助航燈回路中是否有電流存在，從而進(jìn)一步判斷出故障出現(xiàn)在隔離變壓器還是助航燈，并向上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)時報告，從而可避免助航燈回路因主繞組出現(xiàn)故障而不能及時處理的問題。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置的組成框圖。
[0020]圖2為變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3為本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置及控制方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置包括:
[0024]上位機(jī)系統(tǒng)20和變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10;其中:上位機(jī)系統(tǒng)20選用工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)置于助航燈工作站內(nèi)；變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10同隔離變壓器106(副邊繞組由主繞組和輔助繞組組成)一起安裝于變壓器桶內(nèi)，用于隔離變壓器106的信息采集以及傳輸，多個變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10通過無線的方式與上位機(jī)系統(tǒng)20通訊。
[0025]如圖2所示，所述的變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10包括:無線通信模塊101、微處理器模塊102、供電模塊103、功率開關(guān)104、傳感器模塊105;
[0026]其中:助航燈107依次通過功率開關(guān)104和傳感器模塊105與隔離變壓器106的副邊主繞組連接，由此組成助航燈回路;微處理器模塊1 2分別與功率開關(guān)104、傳感器模塊1 5、無線通信模塊101及供電模塊103相連接;無線通信模塊101與上位機(jī)系統(tǒng)20連接;供電模塊103與隔離變壓器106的副邊輔助繞組連接;隔離變壓器106的原邊與恒流供電電源連接;隔離變壓器106、傳感器模塊105、無線通信模塊101、微處理器模塊102和供電模塊103組成檢測回路。
[0027]所述的隔離變壓器106的副邊繞組為雙繞組輸出，兩繞組之間相互隔離，其中一個繞組為主繞組，用于為助航燈107供電，另一個繞組為輔助繞組，用于為微處理器模塊102供電；隔離變壓器106的原邊兩端分別和恒流供電主回路的兩個端子相連接。隔離變壓器106主繞組的開路故障通過傳感器模塊105和功率開關(guān)104配合判定;檢測回路單獨(dú)供電，因此出現(xiàn)故障時不會影響助航燈主回路的正常工作。
[0028]所述的供電模塊103用于為微處理器模塊102、傳感器模塊105和無線通信模塊101提供+3.3V的工作電壓;傳感器模塊105為串聯(lián)在助航燈回路中的霍爾電流傳感器，當(dāng)隔離變壓器106開路或者助航燈107開路時，傳感器模塊105檢測到助航燈回路中沒有電流，初步判定為隔離變壓器106開路或助航燈107開路;在微處理器模塊102的控制下進(jìn)一步控制功率開關(guān)104閉合，若助航燈回路中依舊沒有電流，則判定是隔離變壓器106開路，反之，則是助航燈107開路;若助航燈107開路，則閉合功率開關(guān)104，以減少助航燈107開路對恒流供電主回路造成影響。無線通信模塊101為基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊單元，使用2.4GHz的通用頻段進(jìn)行通訊。微處理器模塊102采用嵌入式微處理器芯片，用于控制傳感器模塊105的數(shù)據(jù)采集、功率開關(guān)104的開通或關(guān)斷、隔離變壓器106狀態(tài)判定和監(jiān)控信息的發(fā)送接收。
[0029]如圖1所示，所述的上位機(jī)系統(tǒng)20包括:主機(jī)201和無線傳輸模塊202;其中:主機(jī)201通過無線傳輸模塊202與多個變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10連接；
[0030]主機(jī)201設(shè)置在助航燈工作站中，用于對采集的信息進(jìn)行處理以及顯示，為助航燈工作站工作人員提供助航燈回路中隔離變壓器106的狀態(tài)，無線傳輸模塊202接收變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10檢測并上傳的隔離變壓器106狀態(tài)信息并傳送至主機(jī)201。
[0031]所述的無線通信模塊101和無線傳輸模塊202均采用2.4GHz通用頻段無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0032]如圖3所示，本發(fā)明提供的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0033]步驟一、系統(tǒng)初始化的SI階段:系統(tǒng)初始化包括上位機(jī)系統(tǒng)(20)和各變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元1的初始化；
[0034]步驟二、采集電流信息的S2階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10上的微處理器模塊102通過傳感器模塊105采集助航燈回路的電流信息；
[0035]步驟三、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S3階段:微處理器模塊102根據(jù)傳感器模塊105檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則返回S2階段，繼續(xù)采集電流信號，否則進(jìn)入下一步S4階段；
[0036]步驟四、功率開關(guān)閉合3秒后斷開的S4階段:在微處理器模塊102的控制下將功率開關(guān)104閉合3秒后斷開，在此期間利用傳感器模塊105檢測助航燈回路中是否有電流；
[0037]步驟五、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S5階段:微處理器模塊102再次根據(jù)功率開關(guān)104閉合期間傳感器模塊(105)檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入下一步S6階段，否則進(jìn)入下一步S7階段；
[0038]步驟六、助航燈開路報警的S6階段:證明是助航燈107開路，進(jìn)入下一步S8階段；
[0039]步驟七、隔離變壓器開路報警的S7階段:證明是隔離變壓器106的副邊主繞組開路，進(jìn)入下一步S9階段；
[0040]步驟八、功率開關(guān)閉合的S8階段:控制功率開關(guān)104閉合，然后進(jìn)入S9階段；
[0041]步驟九、數(shù)據(jù)上傳的S9階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10通過無線通信模塊201向上位機(jī)系統(tǒng)20發(fā)送本次電流檢測的相關(guān)信息；
[0042]步驟十、啟動報警的SlO階段:上位機(jī)系統(tǒng)20接收到變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元10上傳的信息后，根據(jù)故障類型進(jìn)行提示，以便助航燈工作站工作人員及時進(jìn)行維修。
【主權(quán)項】
1.一種助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置包括上位機(jī)系統(tǒng)(20)和變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10);其中:上位機(jī)系統(tǒng)(20)選用工業(yè)控制計算機(jī)，設(shè)置于助航燈工作站內(nèi)，變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)同隔離變壓器一起安裝于變壓器桶內(nèi)，用于隔離變壓器(106)的信息采集以及傳輸，變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)通過無線的方式與上位機(jī)系統(tǒng)(20)通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)包括:無線通信模塊(101)、微處理器模塊(102)、供電模塊(103)、功率開關(guān)(104)、傳感器模塊(105); 其中:助航燈(107)依次通過功率開關(guān)(104)和傳感器模塊(105)與隔離變壓器(106)的副邊主繞組連接，由此組成助航燈回路;微處理器模塊(102)分別與功率開關(guān)(104)、傳感器模塊(105)、無線通信模塊(101)及供電模塊(103)相連接;無線通信模塊(101)與上位機(jī)系統(tǒng)(20)連接;供電模塊(103)與隔離變壓器(106)的副邊輔助繞組連接;隔離變壓器(106)的原邊與恒流供電電源連接；隔離變壓器(106)、無線通信模塊(101)、微處理器模塊(102)和供電模塊(103)組成檢測回路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的傳感器模塊(105)為霍爾電流傳感器;無線通信模塊(101)為2.4GHz通用頻段無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的上位機(jī)系統(tǒng)(20)包括:主機(jī)(201)和無線傳輸模塊(202);其中:主機(jī)(201)通過無線傳輸模塊(202)與變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)連接。5.—種如權(quán)利要求1所述的助航燈隔離變壓器開路狀態(tài)監(jiān)測裝置的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟: 步驟一、系統(tǒng)初始化的SI階段:系統(tǒng)初始化包括上位機(jī)系統(tǒng)(20)和各變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)的初始化； 步驟二、采集電流信息的S2階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)上的微處理器模塊(102)通過傳感器模塊(105)采集助航燈回路的電流信息； 步驟三、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S3階段:微處理器模塊(102)根據(jù)傳感器模塊(105)檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則返回S2階段，繼續(xù)采集電流信號，否則進(jìn)入下一步S4階段； 步驟四、功率開關(guān)閉合3秒后斷開的S4階段:在微處理器模塊(102)的控制下將功率開關(guān)(104)閉合3秒后斷開，在此期間利用傳感器模塊(105)檢測助航燈回路中是否有電流；步驟五、判斷傳感器模塊是否檢測到電流的S5階段:微處理器模塊(102)再次根據(jù)功率開關(guān)(104)閉合期間傳感器模塊(105)檢測的電流信息判斷是否有電流，若判斷結(jié)果為“是”，則進(jìn)入下一步S6階段，否則進(jìn)入下一步S7階段； 步驟六、助航燈開路報警的S6階段:證明是助航燈(107)開路，進(jìn)入下一步S8階段；步驟七、隔離變壓器開路報警的S7階段:證明是隔離變壓器(106)的副邊主繞組開路，進(jìn)入下一步S9階段； 步驟八、功率開關(guān)閉合的S8階段:控制功率開關(guān)(104)閉合，然后進(jìn)入S9階段； 步驟九、數(shù)據(jù)上傳的S9階段:變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)通過無線通信模塊(201)向上位機(jī)系統(tǒng)(20)發(fā)送本次電流檢測的相關(guān)信息； 步驟十、啟動報警的SlO階段:上位機(jī)系統(tǒng)(20)接收到變壓器狀態(tài)監(jiān)控單元(10)上傳的信息后，根據(jù)故障類型進(jìn)行提示，以便助航燈工作站工作人員及時進(jìn)行維修。
【文檔編號】G08C17/02GK106054015SQ201610614207
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】王丙元, 田坤, 張丹丹
【申請人】中國民航大學(xué)