一种应急照明集中供电中央监控系统及方法与流程

本发明涉及应急照明相关，尤其是指一种应急照明集中供电中央监控系统及方法。

背景技术：

1、因正常照明的电源失效而启用的照明称为应急照明。应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。转换时间根据实际工程及有关规范规定确定。应急照明是现代公共建筑及工业建筑的重要安全设施，它同人身安全和建筑物安全紧密相关。当建筑物发生火灾或其它灾难，电源中断时，应急照明对人员疏散、消防救援工作，对重要的生产、工作的继续运行或必要的操作处置，都有重要的作用。

2、应急照明集中电源是专门用于消防的照明电源，在一个系统内接入全部应急照明的启动电源，能将电源供给应急照明系统，便于应急照明系统的及时启动。平时指示系统一般处于运行的状态中，一旦发生火警，会自动切换至应急照明状态，并启动全部的应急照明装置，从而指示出疏散人群及逃生的路线。

3、传统的应急照明集中电源，普遍采用ac220v、ac380v高电压输出型式，在火灾发生时，容易发生二次事故；逆变器故障发生率高，降低了可靠性。另外，传统的应急照明集中电源普遍对防护等级不作要求，不重视，对于环境差、高要求的应用场合适应性不好；比如湿度比较大的地下室，防护等级太低容易造成电源结露，寿命降低；同时，应急照明集中电源效率普遍不高，造成能源浪费。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种可靠性高且防护效果好的应急照明集中供电中央监控系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种应急照明集中供电中央监控系统，包括柜体和柜门，所述的柜体内从上到下依次分为控制层、电源转换层和电池层，所述柜体的控制层内设有主控板和若干回路板，所述柜体的电源转换层内设有空开组件、充电器和开关电源，所述柜体的电池层内设有两节铅酸电池，所述的柜门上设有可触控屏幕和扬声器，所述的主控板上设有主控芯片电路，所述的主控芯片电路分别与回路板、充电器、开关电源和可触控屏幕电连接，所述的回路板连接有应急灯具，所述的充电器通过空开组件与铅酸电池电连接，所述的开关电源通过空开组件连接有交流市电，所述的扬声器与可触控屏幕电连接，所述柜门的一侧与柜体相铰接，所述柜门的另一侧与柜体可拆卸连接。

4、其中，主控芯片电路为整个系统的主控芯片，实现系统内部各供电回路的通断控制，可触控屏幕通信，回路板通信，各种内外部参数的检测等。本技术将控制单元、电源转换单元与电池单元均做分开处理，防止控制单元与电源转换单元之间强弱电之间形成相互干扰，确保控制单元的可靠运行；而电源转换单元内设计了空开组件，也确保交流市电以及铅酸电池供电的可靠性；另外，单独设计了铅酸电池，配合开关电源的设计，采用dc24v安全电压输出，安全可靠，提供集中供电的同时，避免了线路传输过程中发生二次触电事故；在控制单元中采用多个回路板的设计，使得该系统具有多个供电回路，每个供电回路相互独立，当某个回路发生故障时，不影响其它回路的正常工作；通过可触控屏幕以及扬声器的设计，实现良好的人机交互；而且该系统通过柜体和柜门的设计，能够有效的保护控制单元、电源转换单元以及电池单元，使得其能够适应对于环境差、高要求的应用场合环境，防护等级获得了有效的提升，提高了使用寿命。

5、作为优选，所述柜体的控制层与电源转换层所在的位置处设有背板，所述的背板安装在柜体内，所述柜体的控制层与电源转换层之间设有分隔框，所述的分隔框、主控板、回路板、空开组件、充电器和开关电源均可拆卸的安装在背板上，所述分隔框的形状呈“f”形，所述的分隔框是由方形空管构成的，所述的方形空管内设有若干电缆线，所述方形空管的内侧上设有若干排线孔，所述的主控板通过方形空管内的电缆线经排线孔与充电器和开关电源电连接，所述的主控板上设有回路供电通信接口电路，所述的主控芯片电路通过回路供电通信接口电路与回路板电连接。通过分隔框的设计不仅能够有效的分隔控制单元以及电源转换单元，同时将分隔框作为线路分布的走线通道设计，能够进一步的提升整个柜体的实用可靠性，便于线路的整理以及后期的维护；而回路供电通信接口电路不仅为回路板提供 dc24v电源，同时检测回路板上直流电压电流值并上传可触控屏幕显示，主控芯片电路可以控制此回路供电通信接口电路中电压的通断。

6、作为优选，所述的空开组件包括空开盒、电源空开和电池空开，所述的电源空开和电池空开均安装在空开盒内，所述的铅酸电池通过方形空管内的电缆线经排线孔与空开盒内的电池空开电连接，所述的电池空开与充电器电连接，所述的交流市电通过方形空管内的电缆线经排线孔与空开盒内的电源空开电连接，所述的电源空开与开关电源电连接，所述的主控板上设有dc/dc变换电路、电源直流输出接口电路和充电直流输出接口电路，所述的主控芯片电路经dc/dc变换电路通过电源直流输出接口电路与开关电源电连接，所述的主控芯片电路经dc/dc变换电路通过充电直流输出接口电路与充电器电连接。通过空开盒的设计不仅能够保护电源空开和电池空开，同时还能够便于电源空开和电池空开的拆卸与安装，有助于后期的维护；通过dc/dc变换电路将dc24v变换为dc12v为可触控屏幕供电，将dc12v变换为dc5v为一部份ic供电，将dc5v变换为dc3.3v为主控芯片等供电；通过电源直流输出接口电路连接开关电源直流输出，在交流市电正常时为系统提供直流 24v电源，同时可以实时检测直流电压电流值并上传可触控屏幕实时显示，主控芯片可以控制直流 24v电源的通断；通过充电直流输出接口电路连接充电器直流输出，在交流市电正常时为该系统中的铅酸电池充电，同时可以实时检测充电器输出电压电流值并上传可触控屏幕实时显示，主控芯片可以控制充电器的通断。

7、作为优选，所述的电源转换层与电池层之间以及两节铅酸电池之间均设有分隔板，所述的铅酸电池呈上下排列分布，所述的电池层内设有两个温度传感器，所述的温度传感器与铅酸电池一一对应，所述柜体的左右两侧且置于电池层所在的位置处设有若干通风口，所述的通风口处设有导风板，所述导风板的截面形状呈圆弧状，所述导风板的开口方向朝下，所述的主控板上设有电池接口电路和2路电池温度检测接口电路，所述的主控芯片电路通过电池接口电路与铅酸电池电连接，所述的主控芯片电路通过2路电池温度检测接口电路与两个温度传感器电连接。通过分隔板的设计，能够有效的隔离两个铅酸电池，防止两个铅酸电池共同使用时产生的热量影响整个电池单元的使用可靠性，同时通过通风口的设计对铅酸电池进散热，而导风板的结构设计能够减少外部灰尘等进入到柜体中影响系统的运行；通过电池接口电路连接两节铅酸电池，当交流市电缺失时为系统提供直流电源，同时可以实时检测铅酸电池电压和充放电电流并上传可触控屏幕显示，主控芯片可以控制铅酸电池的通断；通过2路电池温度检测接口电路实时检测铅酸电池当前温度并上传可触控屏幕显示，当温度超过充许最大值时，可触控屏幕将显示故障并通过扬声器发出故障报警声。

8、作为优选，所述柜体与柜门的铰接处一侧内壁上且置于主控板所在的位置处设有导线扣，所述的柜门手上设有导线条，所述的导线扣和导线条内穿设有屏幕接插排线，所述导线扣的形状呈u型，所述的导线扣固定安装在柜体内，所述导线扣的底部设有绑带孔，所述导线条的截面形状呈u型，所述导线条的开口端两边分别设有固定翻边和卡扣翻边，所述的固定翻边置于卡扣翻边的下方，所述的导线条通过固定翻边安装在柜门上，所述的卡扣翻边与导向条的开口一侧边形成一个v形夹角，所述的卡扣翻边与柜门之间存在间隙，所述的柜门上设有屏幕孔，所述屏幕孔的左右两侧设有z形扣板，所述的可触控屏幕置于屏幕孔内且通过z形扣板安装在柜门上，所述的柜门上设有蜂鸣孔，所述的扬声器安装在柜门上且置于蜂鸣孔所在的位置处，所述的主控板上设有屏幕接口电路，所述的主控芯片电路通过屏幕接口电路经屏幕接插排线与可触控屏幕电连接，所述的柜门上还设有安装锁和文件袋，所述的柜门通过安装锁与柜体可拆卸连接。通过导线扣和导线条的设计能够方便对屏幕接插排线进行理线操作，而导线扣的结构设计能够进一步的对屏幕接插排线进行固定，导线条的结构设计能够便于屏幕接插排线的拆卸与安装，有助于后期的维护操作；而可触控屏幕的结构设计方便了可触控屏幕的拆卸与安装；通过安装锁与文件袋的设计，一方面能够有效的关闭与打开整个柜体，以确保非操作人员误入操作，提高该系统的防护等级，另一方面能够将检测或者维护记录放置于文件袋中以便于对历史记录的审核；通过屏幕接口电路的设计，主控芯片电路通过此电路与可触控屏幕通信，并给可触控屏幕提供 dc12v电源，主控芯片可以控制 dc12v电源的通断。

9、作为优选，所述的主控板上设有交流电压电流检测电路、rs485中继接口电路、4路继电器输出电路、4路交流电源监控电路和2路外部火警信号输入接口电路，所述的主控芯片电路通过交流电压电流检测电路与交流市电电连接，所述的rs485中继接口电路设有输入接口和输出接口，所述的输入接口通过rs485中继接口电路与主控芯片电路电连接，所述的输出接口与下一个柜体中的rs485中继接口电路的输入接口电连接，所述的4路继电器输出电路和2路外部火警信号输入接口电路均与主控芯片电路电连接，所述的4路继电器包括火警继电器、故障继电器、操作继电器和备用继电器，所述的主控芯片电路通过4路交流电源监控电路连接有4路普通照明灯具。通过交流电压电流检测电路实时检测系统当前交流市电输入电压和电流，并上传屏可触控幕显示；通过rs485中继接口电路的设计，此电路有一进一出两个接口，进口接主控芯片上的 rs485接口，出口接下一个系统的 rs485中继接口电路进口的rs485接口，此电路可以延长 rs485总线的通信距离并具有良好的抗干扰能力，使通信更加安全可靠；通过4路继电器输出电路的设计，其中当系统接收到火警信号时火警继电器动作，当系统或灯具有故障时故障继电器动作，当可触控屏幕被操作时操作继电器动作，当系统的交流市电断开时备用继电器动作；通过4路交流电源监控电路可以同时监控 4路普通照明灯具的交流供电电路，当被监控的交流供电回路有故障时，可以在可触控屏幕上通过编程控制 1个或多个回路的应急灯点亮；通过2路外部火警信号输入接口电路的设计，当外部火警信号（dc24v或开关）有效时，系统将断开开关电源直流输出，采用铅酸电池供电，并控制所有应急灯点亮，同进将火警信号上传可触控屏幕，可触控屏幕显示火警状态并通过扬声器发出火警报警声。

10、作为优选，所述的回路板上设有回路芯片电路、1-2路回路应急灯具供电通信电路、3-4路回路应急灯具供电通信电路、回路dc/dc变换电路、回路供电通信接口和4路应急灯具供电通信接口，所述的主控芯片电路通过回路供电通信接口电路和回路供电通信接口经回路dc/dc变换电路与回路芯片电路电连接，所述的1-2路回路应急灯具供电通信电路和3-4路回路应急灯具供电通信电路均与回路芯片电路电连接，所述的1-2路回路应急灯具供电通信电路和3-4路回路应急灯具供电通信电路通过4路应急灯具供电通信接口连接有应急灯具。通过回路芯片电路、1-2路回路应急灯具供电通信电路和3-4路回路应急灯具供电通信电路的设计，为应急灯具提供dc24v电源，实时检测回路电压电流值并上传主控板，主控板再上传可触控屏幕显示，主控芯片可以控制此电源的通断，并实时查询对应回路的灯具状态将灯具状态上传主控板，主控板再上传可触控屏幕显示；通过回路dc/dc变换电路将dc24v变换为dc12v，将dc12v变换为dc3.3v，为ic供电；通过回路供电通信接口与主控板连接，通过此接口为回路板提供 dc24v电源，并通过此接口与主控板上的主控芯片通信；通过4路应急灯具供电通信接口与应急灯具连接，为应急灯具提供dc24v电源，并与应急灯具通信。

11、本发明还提供了一种应急照明集中供电中央监控方法，具体包括如下步骤：

12、（1）灯具测试：包括手动测试和自动测试，预设测试持续时间，其中手动测试通过可触控屏幕设置测试回路、测试灯具参数来进行测试灯具，并将测试后的灯具测试数据通过可触控屏幕进行展示；自动测试通过可触控屏幕设置开始测试时间、间隔测试时间参数来对所有回路中的灯具进行测试，并将测试后的灯具测试数据通过可触控屏幕进行展示；

13、（2）电池测试：包括手动测试和自动测试，预设测试持续时间，其中手动测试通过可触控屏幕开启测试，并将测试过程中的测试时间、电池电压、电池电流以及电池状态测试数据通过可触控屏幕进行展示；自动测试通过可触控屏幕设置开始测试时间、间隔测试时间参数来开启测试对电池进行测试，并将测试过程中的测试时间、电池电压、电池电流以及电池状态测试数据通过可触控屏幕进行展示。

14、本控制方法与系统相结合，实现应急照明灯具的集中控制和集中供电；可以实现自定义定时对集中供电应急灯具进行全部功能测试，免除繁杂的人工测试和维护工作。

15、作为优选，在步骤（1）中，无论手动测试还是自动测试，在测试开始时，当有其他灯具测试进行中时，将提示无法开启测试，否则会将所有灯具置为应急状态，即所有灯具点亮，持续预设测试持续时间后测试结束，所有灯具恢复通道灯常亮以及应急灯熄灭状态。

16、作为优选，在步骤（2）中，无论手动测试还是自动测试，在测试开始时，当有其他电池测试进行中或电池容量低于50时，将提示无法开启测试，否则会将所有回路灯具点亮，切换到电池供电，记录电池电压、电流和状态，持续预设测试持续时间后测试结束，所有灯具恢复市电供电且通道灯常亮以及应急灯熄灭状态；还包括自动容量测试，通过可触控屏幕设置开始测试时间、间隔测试时间、电池放电截止条件参数来开启测试对电池进行测试，在测试开始时，只有无其他电池测试进行中、电池电压在26.5v到28v之间、充电电流低于1a、电池容量高于50才会开始测试，将所有回路灯具点亮，切换到电池供电，记录电池容量及应急时间，电池持续放电直到到达截止条件测试结束，所有灯具恢复市电供电且通道灯常亮以及应急灯熄灭状态，电池开始充电，并将测试过程中的电池容量及应急时间测试数据通过可触控屏幕进行展示。

17、本发明的有益效果是：确保控制单元的可靠运行，也确保交流市电以及铅酸电池供电的可靠性，采用dc24v安全电压输出，安全可靠，提供集中供电的同时，避免了线路传输过程中发生二次触电事故；通过可触控屏幕以及扬声器的设计，实现良好的人机交互；能够有效的保护控制单元、电源转换单元以及电池单元，使得其能够适应对于环境差、高要求的应用场合环境，防护等级获得了有效的提升，提高了使用寿命。