CN106444922B - 一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法；该加热控制器包含：三套相同的控温单元集，通讯装置；其中，一套控温单元集包含：温控模块，第一传感器，第二传感器，加热器，报警器；第一传感器与温控模块的第一输入端连接；第二传感器与温控模块的第二输入端连接；加热器与温控模块的第一输出端连接；报警器与所述的温控模块的第二输出端连接；通讯装置通过485总线与三套控温单元集中的控温模块的第三输入端、第四输入端、第三输出端、第四输出端连接；本发明提供一种具有温度保护和时间保护功能的智能化电缆接头加热控制器，集成三套控温单元集，面向电缆施工中三套接头的集中加热控温，可进行统一监控，集成度高，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法。
背景技术
电缆接头工程作业现场通常采用加热带进行直接加热，并使用单台控温表来观测和控制温度。请参见附图1，为单台控温表的主要结构，包含：传感器10、控温表20、继电器30、加热器40。使用这种方式进行加热及控制，主要存在以下缺点：首先，该控制器结构单一，当传感器失效时，比如传感器从被测物品上脱落，则传感器反馈给控温表的信号始终未达到设定温度，从而使加热器一直处于加热状态，此时，被测物品的温度容易出现温度过高的情况，从而造成整条敷设电缆线路损坏。其次，该控制器无报警功能，需要工作人员在现场全程职守，一旦控制点多或者分散，容易造成由于人员疏忽引发的事故。最后，该控制器无通讯功能，控温效果只能就近查看，一旦被测物处于高处、隧道深处或其他不易到达处，就会对现场职守人员带来潜在的危险，如摔伤、有害气体、扬尘、磕碰等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法，集成三套控温单元集面向电缆施工中三套接头的集中加热控温，集成三套控温单元集，实现具有自动温度保护和时间保护的智能加热控制器，并且能够进行远程操控和数据采集。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是，一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其特征在于，包含：
三套相同的控温单元集；
所述的一套控温单元集包含：
温控模块；
第一传感器，其与所述的温控模块的第一输入端连接；
第二传感器，其与所述的温控模块的第二输入端连接；
加热器，其与所述的温控模块的第一输出端连接；
报警器，其与所述的温控模块的第二输出端连接；
通讯装置，通过485总线与所述的三套控温单元集中的温控模块的第三输入端、第四输入端、第三输出端、第四输出端连接；
电源线；所述电源线中包括5线三相制电源线与零线扩展线；
所述5线三相制电源线与三相380V交流电源连接，所述零线扩展线空置；或者，所述5线三相制电源线中的第一相线，第二相线与第三相线分别与单相220V电源的火线端连接，中性线及地线分别与单相220V电源的中性线端及地线端连接，所述零线扩展线与单相220V电源的零线端连接。
优选地，上述的一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其中，所述的温控模块包含：主控表，其第一输入端与所述的温控模块的第一输入端连接，第二输入端与所述的温控模块的第三输入端连接，其第一输出端与所述的温控模块的第三输出端连接；保护表，其第一输入端与所述的温控模块的第二输入端连接，其第二输入端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第一输出端为上限报警，其第二输出端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第三输出端为下限报警；时间继电器，其第一输入端为计时开始控制端，其第一输入端与所述的保护表的第一输出端连接，其第二输入端为计时复位控制端，其第二输入端与所述的保护表(112)的第三输出端连接，其常闭端J1的两端分别与主控表的第二输出端和温控模块的第一输出端连接，由时间继电器的第一输出端控制，其常开端J2的两端与时间继电器的第三输出端和温控模块的第二输出端连接，由时间继电器的第二输出端控制。
优选地，上述的一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其中，所述的温控模块还包含：主控表，其第一输入端与所述的温控模块的第一输入端连接，第二输入端与所述的温控模块的第三输入端连接，其第一输出端与所述的温控模块的第三输出端连接；保护表，其第一输入端与所述的温控模块的第二输入端连接，其第二输入端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第一输出端为上限报警，其第二输出端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第三输出端为下限报警，其上限报警常闭端J3与主控表的第二输出端和时间继电器的常闭端连接，由保护表的第四输出端控制；时间继电器，其第一输入端为计时开始控制端，其第一输入端与所述的保护表的第一输出端连接，其第二输入端为计时复位控制端，其第二输入端与所述的保护表的第三输出端连接，其常闭端J1的两端与保护表的常闭端和温控模块的第一输出端连接，由时间继电器的第一输出端控制，其常开端J2的两端分别与时间继电器的第三输出端和温控模块的第二输出端连接，由时间继电器的第二输出端控制。
优选地，上述的一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其中，所述的控温单元集采用RS485接口进行数据通讯。
优选地，上述的一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其中，所述的通讯装置采用485-WiFi模块，用于实现近距离的通讯。
优选地，上述的一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其中，所述的通讯装置采用485-3G/4G模块，用于实现远距离的通讯。
优选地，所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器通过所述通讯装置与客户终端连接，对该加热控制器进行远程控制；所述客户终端包括笔记本电脑与移动客户端。
一种使用所述智能化电缆接头作业现场加热控制器的控制方法，通过所述客户终端向通讯装置发送查询检测命令及控制命令，三套相同控温单元集中的温控模块从通讯装置接收到的查询检测命令及控制命令分别驱使温控模块获取加热控制器的工作状态信息并向通讯装置反馈，以及驱使加热控制器进行相应操作；所述客户终端接收经通讯装置反馈的加热控制器的工作状态信息进行显示。
优选地，所述温控模块中的主控表通过接收所述第一传感器所监控电缆接头的加热区域的温度信号以及与时间继电器连接的常闭端控制加热器工作。
所述温控模块中的保护表通过接收第二传感器输出的监控电缆接头温度敏感区域的温度信号。
当温度低于报警下限温度时，保护表下限报警输出使时间继电器计时复位的命令信号，驱使时间继电器进行计时复位操作。
当温度高于报警上限温度时，保护表上限报警输出使时间继电器开始计时的命令信号，驱使时间继电器开始计时操作，并在计时结束后发送切断主控表对加热器的控制命令以及报警信号，分别驱使加热器停止加热以及触发报警器报警；实现对该加热控制器时间保护。
优选地，所述温控模块中的主控表通过接收所述第一传感器所监控电缆接头的加热区域的温度信号以及与时间继电器连接的常闭端和保护表的常闭端控制加热器工作。
所述温控模块中的保护表通过接收第二传感器输出的监控电缆接头温度敏感区域的温度信号。
当温度低于报警下限温度时，保护表下限报警输出使时间继电器计时复位的命令信号，驱使时间继电器进行计时复位操作。
当温度高于报警上限温度时，保护表上限报警输出使时间继电器开始计时的命令信号，驱使时间继电器开始计时操作，并在计时结束后发送切断主控表对加热器的控制命令以及报警信号，分别驱使加热器停止加热以及触发报警器报警；实现加热控制器温度保护。
综上所述，本发明智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法，具有以下优点和有益效果：本发明提供了一种带温度保护和时间保护功能的智能化电缆接头作业现场加热控制器，集成三套控温单元集，面向电缆施工中三套接头的集中加热控温，可以进行统一监控，集成度高，使用方便，操作简单，安全可靠；本发明具有多个传感器，能够测量多个区域的温度，对于温度敏感区域进行监控，能够有效降低由于单个传感器失效以及温度过高而引发的事故。本发明其时间保护和温度保护的功能，使工作人员无须全天值守。本实新型还具备报警功能，一旦加热结束，报警器会发出报警，一方面提高了工作人员的工作效率，另一方面也提高了工作环境的安全系数，减少了潜在危险。本发明的通讯功能，实现了远程操控和数据采集。
附图说明
图1是现有技术一种电缆施工作业现场单台温仪表的结构示意图；
图2是本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法的控制电路的一种结构示意图；
图3是本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法的温控模块的结构示意图；
图4是本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法的温控模块的结构示意图；
图5是本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法的电源线的结构示意图；
图6是本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法与客户终端连接的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图2所示，一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，包含：三套相同的控温单元集100和通讯装置400。其中，一套控温单元集包含：温控模块110；第一传感器120，第二传感器130，加热器140，报警器150。其中，第一传感器120与温控模块的输入端1连接；第二传感器130与温控模块的输入端2连接；加热器140与温控模块的输出端1连接；报警器150与温控模块的第二输出端连接。通讯装置400，通过485总线与控温单元集100中的温控模块110的输入端3、输入端4、输出端3、输出端4连接。
结合图2～6所示，一种使用所述智能化电缆接头作业现场加热控制器的控制方法包含：通过所述客户终端向通讯装置400发送查询检测命令及控制命令，三套相同控温单元集100中的温控模块110从通讯装置400接收到的查询检测命令及控制命令分别驱使温控模块110获取加热控制器的工作状态信息并向通讯装置400反馈，以及驱使加热控制器进行相应操作；所述客户终端接收经通讯装置400反馈的加热控制器的工作状态信息进行显示。
如图3所示，在本实施例中，温控模块110包含：主控表111，保护表112，时间继电器113。其中，主控表111的输入端1与温控模块的输入端1连接，其输入端2与温控模块的输入端3连接，其输出端1与温控模块的输出端3连接。保护表112，其输入端1与温控模块的输入端2连接，其输入端2与所述的温控模块的输入端4连接，其输出端1为上限报警，其输出端2与温控模块的输入端4连接，其输出端3为下限报警。时间继电器113，其输入端1为计时开始控制端，其输入端1与保护表112的输出端1连接，其输入端2为计时复位控制端，其输入端2与所述的保护表112的输出端3连接，其常闭端J1的两端分别与主控表111的输出端2和温控模块的输出端1连接，由时间继电器113的输出端1控制，其常开端J2的两端与时间继电器113的输出端3和温控模块的输出端2连接，由时间继电器113的输出端2控制。
当所述的加热控制器使用如图3所述温控模块110时，所述温控模块110中的主控表111通过接收所述第一传感器120所监控电缆接头的加热区域的温度信号以及与时间继电器113连接的常闭端控制加热器工作。
所述温控模块110中的保护表112通过接收第二传感器130输出的监控电缆接头温度敏感区域的温度信号。
当温度低于报警下限温度时，保护表112下限报警输出使时间继电器113计时复位的命令信号，驱使时间继电器113进行计时复位操作。
当温度高于报警上限温度时，保护表112上限报警输出使时间继电器113开始计时的命令信号，驱使时间继电器113开始计时操作，并在计时结束后发送切断主控表111对加热器140的控制命令以及报警信号，分别驱使加热器140停止加热以及触发报警器150报警；实现对该加热控制器时间保护。
如图4所示，在本实施例中，温控模块110的内部连接方式还可以是：主控表111，其输入端1与所述的温控模块的输入端1连接，输入端2与所述的温控模块的输入端3连接，其输出端1与所述的温控模块的输出端3连接；保护表112，其输入端1与所述的温控模块的输入端2连接，其输入端2与所述的温控模块的输入端4连接，其输出端1为上限报警，其输出端2与所述的温控模块的输入端4连接，其输出端3为下限报警，其常闭端J3与主控表111的输出端2和时间继电器113的常闭端连接，由保护表112的输出端4控制；时间继电器113，其输入端1为计时开始控制端，其输入端1与所述的保护表112的输出端1连接，其输入端2为计时复位控制端，其输入端2与所述的保护表112的输出端3连接，其常闭端J1的两端与保护表112的常闭端和温控模块的输出端1连接，由时间继电器113的输出端1控制，其常开端J2的两端分别与时间继电器113的输出端3和温控模块的输出端2连接，由时间继电器113的输出端2控制。
当所述的加热控制器使用如图4所述的温控模块110时，所述温控模块110中的主控表111通过接收所述第一传感器120所监控电缆接头的加热区域的温度信号以及与时间继电器113连接的常闭端和保护表112的常闭端控制加热器工作。
所述温控模块110中的保护表112通过接收第二传感器130输出的监控电缆接头温度敏感区域的温度信号。
当温度低于报警下限温度时，保护表112下限报警输出使时间继电器113计时复位的命令信号，驱使时间继电器113进行计时复位操作。
当温度高于报警上限温度时，保护表112上限报警输出使时间继电器113开始计时的命令信号，驱使时间继电器113开始计时操作，并在计时结束后发送切断主控表111对加热器140的控制命令以及报警信号，分别驱使加热器140停止加热以及触发报警器150报警通知工作人员；实现加热控制器温度保护。
时间继电器113采用直流控交流60A固态继电器。
时间继电器113采用边沿触发双路继电器输出电子计时器(TMCON泰镁克的TMC5X-2P2)。
报警器150采用19MM带led灯12v信号(CMP西普的MP019S/SM11-E)声光蜂鸣器。
报警器150采用19MM12v信号单一声音蜂鸣器。
控温单元集100采用RS485接口进行数据通讯。
通讯装置400采用485-WiFi模块。
通讯装置400采用485-3G/4G模块。
如图5所示，该加热控制器设有电源线，所述电源线中包括5线三相制电源线500与零线扩展线501。
当施工现场提供三相380V交流电源时，通过所述5线三相制电源线500按标准配色或参照标签将三相380V交流电源与加热控制器连接；一般的，标准配色为第一导线A接红色、第二导线B接绿色、第三导线C接黑色、第四导线N接蓝色、第五导线G接黄绿色；所述零线扩展线501空置。
当施工现场提供单相220V电源时，通过5线三相制电源线500中的第一导线A，第二导线B与第三导线C分别与单相220V电源的火线端连接，第四导线N与第五导线G按标准配色或参照标签与单相220V电源连接；通过零线扩展线501与单相220V电源的零线端连接，保证零线的带负载能力。
如图6所示，客户终端包括笔记本电脑与移动客户端，所述客户终端通过所述通讯装置400与所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器连接，实现远程控制该加热控制器，在所述客户终端安装控制该加热控制器的软件，此软件设有与实物对应的控制界面：实现远程操控与仪表实际操作相类似的动作指令，使操作该加热控制器更加简单方便。
还设有更加丰富的状态信息提示，包括显示时间曲线和状态信息，传感器断线、超温提示、支持局部细节缩放等，从而降低操作和维修人员工作难度。还设有数据管理界面，以日期为文件名，提供txt文本方便导入excel表格，支持excel输出和图片输出。
多个加热器可以通过通讯装置扩展为一个复杂的控温***，并由统一的控制台进行控制。
本发明一种智能化电缆接头作业现场加热控制器及控制方法，提供了一种带温度保护和时间保护功能的智能化电缆接头作业现场加热控制器，集成三套控温单元集，面向电缆施工中三套接头的集中加热控温，可以进行统一监控，集成度高，使用方便，安全可靠；本发明能够同时监控多个区域的温度，并具有报警功能，通讯功能，能够实现远程操控和数据采集，并且可以扩展为更复杂的控温***。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (5)
1.一种智能化电缆接头作业现场加热控制器，其特征在于，包含：
三套相同的控温单元集(100)；每套所述的控温单元集包含：
温控模块(110)；
第一传感器(120)，其与所述的温控模块的第一输入端连接；
第二传感器(130)，其与所述的温控模块的第二输入端连接；
加热器(140)，其与所述的温控模块的第一输出端连接；
报警器(150)，其与所述的温控模块的第二输出端连接；
通讯装置(400)，通过485总线与所述的控温单元集(100)中的温控模块(110)的第三输入端、第四输入端、第三输出端、第四输出端连接；
电源线；所述电源线中包括5线三相制电源线(500)与零线扩展线(501)；所述5线三相制电源线(500)与三相380V交流电源连接，所述零线扩展线(501)空置；或者，所述5线三相制电源线(500)中的第一相线(A)，第二相线(B)与第三相线(C)分别与单相220V电源的火线端连接，中性线(N)及地线(G)分别与单相220V电源的中性线端及地线端连接，所述零线扩展线(501)与单相220V电源的零线端连接；
所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器通过所述通讯装置(400)与客户终端连接，对该加热控制器进行远程控制；所述客户终端包括笔记本电脑与移动客户端；所述的温控模块(110)还包含：
主控表(111)，其第一输入端与所述的温控模块的第一输入端连接，第二输入端与所述的温控模块的第三输入端连接，其第一输出端与所述的温控模块的第三输出端连接；
保护表(112)，其第一输入端与所述的温控模块的第二输入端连接，其第二输入端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第一输出端为上限报警，其第二输出端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第三输出端为下限报警，其常闭端J3与主控表(111)的第二输出端和时间继电器(113)的常闭端连接，由保护表(112)的第四输出端控制；
时间继电器(113)，其第一输入端为计时开始控制端，其第一输入端与所述的保护表(112)的第一输出端连接，其第二输入端为计时复位控制端，其第二输入端与所述的保护表(112)的第三输出端连接，其常闭端J1的两端与保护表(112)的常闭端和温控模块的第一输出端连接，由时间继电器(113)的第一输出端控制，其常开端J2的两端分别与时间继电器(113)的第三输出端和温控模块的第二输出端连接，由时间继电器(113)的第二输出端控制；或者，所述的温控模块(110)包含：
主控表(111)，其第一输入端与所述的温控模块的第一输入端连接，第二输入端与所述的温控模块的第三输入端连接，其第一输出端与所述的温控模块的第三输出端连接；
保护表(112)，其第一输入端与所述的温控模块的第二输入端连接，其第二输入端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第一输出端为上限报警，其第二输出端与所述的温控模块的第四输入端连接，其第三输出端为下限报警；时间继电器(113)，其第一输入端为计时开始控制端，其第一输入端与所述的保护表(112)的第一输出端连接，其第二输入端为计时复位控制端，其第二输入端与所述的保护表(112)的第三输出端连接，其常闭端J1的两端分别与主控表(111)的第二输出端和温控模块的第一输出端连接，由时间继电器(113)的第一输出端控制，其常开端J2的两端与时间继电器(113)的第三输出端和温控模块的第二输出端连接，由时间继电器(113)的第二输出端控制。
2.如权利要求1所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器，其特征在于：所述的控温单元集(100)采用RS485接口进行数据通讯。
3.如权利要求1所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器，其特征在于：所述的通讯装置(400)采用485-WiFi模块。
4.如权利要求1所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器，其特征在于：所述的通讯装置(400)采用485-3G/4G模块。
5.一种使用如权利要求1～4中任意一项所述的智能化电缆接头作业现场加热控制器的控制方法，其特征在于，包含：通过客户终端向通讯装置(400)发送查询检测命令及控制命令，三套相同控温单元集(100)中的温控模块(110)从通讯装置(400)接收到的查询检测命令及控制命令分别驱使温控模块(110)获取加热控制器的工作状态信息并向通讯装置(400)反馈，以及驱使加热控制器进行相应操作；所述客户终端接收经通讯装置(400)反馈的加热控制器的工作状态信息进行显示；
所述温控模块(110)中的主控表(111)通过接收所述第一传感器(120)所监控电缆接头的加热区域的温度信号以及与时间继电器(113)连接的常闭端和保护表(112)的常闭端控制加热器工作；
所述温控模块(110)中的保护表(112)通过接收第二传感器(130)输出的监控电缆接头温度敏感区域的温度信号；
当温度低于报警下限温度时，保护表(112)下限报警输出使时间继电器(113)计时复位的命令信号，驱使时间继电器(113)进行计时复位操作；
当温度高于报警上限温度时，保护表(112)上限报警输出使时间继电器(113)开始计时的命令信号，驱使时间继电器(113)开始计时操作，并在计时结束后发送切断主控表(111)对加热器(140)的控制命令以及报警信号，分别驱使加热器(140)停止加热以及触发报警器(150)报警；实现加热控制器温度保护。
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