用于直流风扇的报警系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种报警系统，尤其设计一种用于直流风扇的报警系统，此直流风扇被安装于分散控制系统的机柜并用于对机柜降温散热。


背景技术：

2.基于电气规范和安全原因，分散控制系统的机柜前后面一般都装配直流风扇，用于对机柜散热降温，让机柜内部的设备在适宜的温度范围内工作。而直流风扇不直接提供风扇故障(表现为转速偏低)的报警信号。
3.目前为解决这一问题，一般在机柜内安装温度测量装置，并在温度测量装置内部设置若干温度阈值。当机柜温度达到高值时，自动启动风扇；如果机柜温度继续升高到更高值，推断风扇已发生故障不能达到额定转速而产生降温效果，此时系统基于温度的升高发出风扇故障报警。当温度迅速上升时，机柜内部的元器件工作环境已经发生了恶化。
4.利用温度的变化判断风扇是否正常，具有滞后性。并且温度判断是间接判断，如果机柜内报警温度点设置不合适或测温失效，或机柜内负荷不高温度没有上升，都会延误故障发现的时间。因此需要在风扇发生故障并且环境温度恶化之前，及时准确地发出相关警报。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种用于直流风扇的报警系统，可对直流风扇的故障进行快速报警。
6.本实用新型提供了用于直流风扇的报警系统。直流风扇包括电源、与电源连接的电机、和与电机连接的霍尔感应器。霍尔感应器在电机运转时通过直流风扇的脉冲信号输出端输出与电机转速相关的脉冲信号，电源通过直流风扇的电流输出端输出电流信号。
7.用于直流风扇的报警系统包括主控模块和报警模块。主控模块与脉冲信号输出端连接并接收脉冲信号、根据接收的脉冲信号确定直流风扇的转速、并且将确定的转速与预存于主控模块中的标准转速阈值比较。主控模块在确定的转速小于标准转速阈值时输出转速报警信号。报警模块与主控模块连接并且接收转速报警信号时做出响应动作。
8.本实用新型提供的用于直流风扇的报警系统，利用主控模块与脉冲信号输出端连接。主控模块将转速与预先存储于主控模块内的标准转速阈值比较，并且通过报警模块与主控模块连接接收报警信号后作出响应动作，可以实时监测风扇的转速。本实用新型提供的用于直流风扇的报警系统在风扇实际转速低于标准转速阈值时报警，实现对直流风扇高效、精准的监测，能够及时发现直流风扇的故障并报警，尤其可以阻滞分散控制系统的机柜中的温度进一步上升，防止分散控制系统的机柜中的其他电器设备工作环境进一步恶化。
9.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，报警系统进一步包括电流监视模块。电流监视模块的一端连接直流风扇的电流输出端、另一端连接主控模块。电流监视模块接收直流风扇的电流信号并且将电流信号输送至主控模块。主控模块根据接收的
电流信号确定直流风扇的电流值、并且将确定的电流值与预存于主控模块中的标准工作电流范围比较。主控模块在确定的电流值超出标准工作电流范围时输出电流报警信号。报警模块还在接收电流报警信号时做出响应动作。用于直流风扇的报警系统通过设置于主控模块和直流风扇相连的电流监视模块，使得直流风扇的电流也参与逻辑判断，有利于提高报警的灵敏度和准确度。
10.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，报警模块包括udn2981a-t驱动芯片和发光二极管灯。udn2981a-t驱动芯片连接主控模块，并接收转速报警信号或电流报警信号。发光二极管灯连接udn2981a-t驱动芯片，并在udn2981a-t驱动芯片驱动下发光。udn2981a-t驱动芯片在接收到转速报警信号或电流报警信号后驱动发光二极管灯熄灭。因此在直流风扇正常工作时发光二极管灯亮起，用于直流风扇的报警系统中报警模块接收转速报警信号或电流报警信号时发光二极管灯熄灭。
11.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块在确定的转速小于标准转速阈值时还输出关闭控制信号至udn2981a-t驱动芯片。报警模块进一步包括继电器。继电器包括常开触点和线圈。常开触点设置于直流风扇的电源和电机之间。线圈一端接地、另一端连接udn2981a-t驱动芯片。udn2981a-t驱动芯片为线圈提供电能，并且在udn2981a-t驱动芯片接收关闭控制信号时切断线圈的电能并且控制常开触点断开。当用于直流风扇的报警系统的报警模块接收转速报警信号或电流报警信号时继电器能够进一步控制直流风扇关闭。
12.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块为单片机。
13.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块包括数个通道。每个通道包括一个脉冲信号输入端和一个转速报警信号输出端。脉冲信号输入端与脉冲信号输出端连接并接收脉冲信号。主控模块能根据各脉冲信号输入端接收到的脉冲信号分别确定直流风扇的转速、并且将确定的转速分别与预存于主控模块中的标准转速阈值比较。转速报警信号输出端连接报警模块，并且输出转速报警信号，转速报警信号根据主控模块脉冲信号输入端接收到的脉冲信号确定。这样报警系统可以用于数个直流风扇的报警。
14.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块进一步包括用于预存标准转速阈值和标准工作电流范围的存储单元。
15.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块被配置为通过接收的脉冲信号来确定标准转速阈值。这样主控模块可以根据实际情况改变预存的标准转速阈值，使用于直流风扇的报警系统适应不同的直流风扇。
16.在用于直流风扇的报警系统的又一种示意性实施方式中，主控模块被配置为通过接收的电流信号来确定标准工作电流范围。这样主控模块可以根据实际情况改变预存的标准工作电流范围，使用于直流风扇的报警系统适应不同的直流风扇。
附图说明
17.以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
18.图1示出了用于直流风扇的报警系统一种具体实施方式和直流风扇。
19.图2示出了用于直流风扇的报警系统另一种具体实施方式和直流风扇。
20.图3示出了用于直流风扇的报警系统再一种具体实施方式和直流风扇。
21.标号说明
22.100直流风扇
23.101脉冲信号输出端
24.102电流输出端
25.20主控模块
26.21脉冲信号输入端
27.22转速报警信号输出端
28.30报警模块
29.31udn2981a-t驱动芯片
30.32发光二极管灯
31.34继电器
32.35常开触点
33.36线圈
具体实施方式
34.为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
35.在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
36.图1示出了用于直流风扇的报警系统一种具体实施方式和直流风扇。用于分散控制系统的直流风扇100包括电源、与电源连接的电机、和与电机连接的霍尔感应器。本领域技术人员知晓直流风扇的脉冲信号与电机转速有固定的比例关系。因此霍尔感应器在电机运转时通过直流风扇100的脉冲信号输出端101输出与电机转速相关的脉冲信号。电源通过直流风扇100的电流输出端102输出电流信号。
37.如图1所示，用于直流风扇的报警系统包括主控模块20和报警模块30。在一种具体是实施方式中，主控模块20是单片机。主控模块20与脉冲信号输出端101连接并接收脉冲信号。根据接收的脉冲信号与电机转速的关系，主控模块20确定直流风扇100的转速并且将确定的转速与预存于主控模块20中的标准转速阈值比较。主控模块20在确定的转速小于标准转速阈值时输出转速报警信号。在一种具体实施方式中，主控模块20被配置为通过接收的脉冲信号来确定标准转速阈值。当直流风扇100启动时，主控模块20接收脉冲信号来确定直流风扇100的转速，例如，标准转速阈值确定为直流风扇100的实时转速的80％。主控模块20可以进一步包括存储单元以预存标准转速阈值。报警模块30与主控模块20连接并且接收转速报警信号时做出响应动作。报警模块30做出的响应动作包括发生声音警报、使得报警灯亮或者使得报警灯灭、或者在与其连接的显示单元上显示一条报警信息。用于直流风扇的报警系统快速判断直流风扇100是否发生故障。
38.图2示出了用于直流风扇的报警系统另一种具体实施方式和直流风扇。图2中与图1相同的结构不再赘述。如图2中用于直流风扇的报警系统进一步包括电流监视模块10和用于预存标准转速阈值和标准工作电流范围的存储单元。电流监视模块10的一端连接直流风
扇的电流输出端102、另一端连接主控模块20。电流监视模块10接收直流风扇100的电流信号并且将电流信号输送至主控模块20。在一种具体实施方式中，主控模块20被配置为通过接收的电流信号来确定标准工作电流范围。当直流风扇100启动时，主控模块接收电流信号来确定直流风扇100的标准工作电流范围，例如，标准工作电流范围确定为直流风扇的实时工作电流的80％至120％的范围。主控模块预存标准工作电流范围于存储单元中。主控模块20根据接收的电流信号确定直流风扇100的电流值、并且将确定的电流值与预存于主控模块20中的标准工作电流范围比较，主控模块20在确定的电流值超出标准工作电流范围时输出电流报警信号。用于直流风扇的报警系统进一步利用直流风扇100的电流判断直流风扇100是否发生故障。
39.报警模块30包括udn2981a-t驱动芯片31和发光二极管灯32。udn2981a-t驱动芯片31连接主控模块20并接收转速报警信号或电流报警信号。发光二极管灯32连接udn2981a-t驱动芯片31并在udn2981a-t驱动芯片31驱动下发光，并且udn2981a-t驱动芯片31在接收到转速报警信号或电流报警信号后驱动发光二极管灯32熄灭。这样当风扇正常运行时发光二极管灯32亮起，当风扇运行速度过高等故障发生时发光二极管灯32熄灭。
40.如图2所示的用于直流风扇的报警系统的一种示意性实施方式中，直流风扇100通电后运转，霍尔感应器在电机运转时通过脉冲信号输出端101输出与电机转速有固定比例关系的脉冲信号。直流风扇100中的电源通过电流输出端102输出电流信号。
41.用于直流风扇的报警系统的运行如下：
42.当直流风扇100启动时，主控模块20也同时启动，udn2981a-t驱动芯片31驱动发光二极管灯32表示直流风扇100运行正常，即没有发生故障。
43.主控模块接收脉冲信号来确定直流风扇100的转速并将标准转速阈值确定为直流风扇的实时转速的80％以预存于存储单元中。
44.电流监视模块10接收直流风扇100的电流信号并且将电流信号输送至主控模块20。主控模块20接收电流信号来确定并将直流风扇100的标准工作电流范围确定为直流风扇100的实时工作电流的80％至120％的范围以预存于存储单元中。
45.主控模块20接收的脉冲信号确定直流风扇100的转速、并且将确定的转速与标准转速阈值比较，主控模块20在确定的转速小于标准转速阈值时输出转速报警信号。同时主控模块20根据接收的电流信号确定直流风扇100的电流值、并且将确定的电流值与标准工作电流范围比较，主控模块20在确定的电流值超出标准工作电流范围时输出电流报警信号。
46.当udn2981a-t驱动芯片31接收到主控模块20输出转速报警信号或电流报警信号时，驱动发光二极管灯32熄灭进行报警，以表示直流风扇100发生故障。
47.udn2981a-t驱动芯片31接收转速报警信号或电流报警信号时可以发送关闭控制信号至线圈36切断线圈36的电能并且控制常开触点35断开，以关闭直流风扇100使其停止转动。因此用于直流风扇的报警系统报警的同时可以控制直流电扇停转。
48.图3示出了用于直流风扇的报警系统再一种具体实施方式和直流风扇。图3中与图2相同的结构不再赘述。如图3所示，主控模块20包括数个通道。在图3所示的具体实施方式中，主控模块20包括四个通道。每个通道包括一个脉冲信号输入端21和一个转速报警信号输出端22。脉冲信号输入端21与脉冲信号输出端101连接并接收脉冲信号。每个脉冲信号输
入端21可以连接一个直流风扇。主控模块20根据各脉冲信号输入端21接收到的脉冲信号分别确定直流风扇100的转速、并且将确定的转速分别与预存于主控模块20中的标准转速阈值比较。转速报警信号输出端22连接报警模块30，并且输出转速报警信号，转速报警信号由根据主控模块20脉冲信号输入端21接收到的脉冲信号确定。因此本实施方式中的报警系统可以用于四个直流风扇并且分别对四个直流风扇的故障进行报警。
49.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
50.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.用于直流风扇的报警系统，所述直流风扇(100)包括电源、与所述电源连接的电机、和与所述电机连接的霍尔感应器，所述霍尔感应器在所述电机运转时通过所述直流风扇(100)的脉冲信号输出端(101)输出与电机转速相关的脉冲信号，所述电源通过所述直流风扇(100)的电流输出端(102)输出电流信号，其特征在于，用于直流风扇的报警系统包括：主控模块(20)，所述主控模块(20)与所述脉冲信号输出端(101)连接并接收所述脉冲信号、根据接收的脉冲信号确定所述直流风扇(100)的转速、并且将确定的转速与预存于所述主控模块(20)中的标准转速阈值比较，所述主控模块(20)在所述确定的转速小于所述标准转速阈值时输出转速报警信号；以及报警模块(30)，所述报警模块(30)与所述主控模块(20)连接并且接收所述转速报警信号时做出响应动作。2.如权利要求1所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述报警系统进一步包括电流监视模块(10)，所述电流监视模块(10)的一端连接所述直流风扇的电流输出端(102)、另一端连接所述主控模块(20)，所述电流监视模块(10)接收所述直流风扇(100)的电流信号并且将所述电流信号输送至所述主控模块(20)；所述主控模块(20)根据接收的电流信号确定所述直流风扇(100)的电流值、并且将确定的电流值与预存于所述主控模块(20)中的标准工作电流范围比较，所述主控模块(20)在所述确定的电流值超出所述标准工作电流范围时输出电流报警信号；以及所述报警模块(30)还在接收所述电流报警信号时做出响应动作。3.如权利要求2所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述报警模块(30)包括：udn2981a-t驱动芯片(31)，所述udn2981a-t驱动芯片(31)连接所述主控模块(20)并接收所述转速报警信号或所述电流报警信号，和发光二极管灯(32)，所述发光二极管灯(32)连接所述udn2981a-t驱动芯片(31)并在所述udn2981a-t驱动芯片(31)驱动下发光，并且所述udn2981a-t驱动芯片(31)在接收到所述转速报警信号或所述电流报警信号后驱动所述发光二极管灯(32)熄灭。4.如权利要求3所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述主控模块(20)在所述确定的转速小于所述标准转速阈值时还输出关闭控制信号至所述udn2981a-t驱动芯片(31)；所述报警模块进一步包括继电器(34)，所述继电器(34)包括：常开触点(35)，所述常开触点(35)设置于所述直流风扇(100)的电源和电机之间，以及线圈(36)，所述线圈(36)一端接地、另一端连接所述udn2981a-t驱动芯片(31)，所述udn2981a-t驱动芯片(31)为所述线圈(36)提供电能，并且在所述udn2981a-t驱动芯片(31)接收所述关闭控制信号时切断所述线圈(36)的电能并且控制所述常开触点(35)断开。5.如权利要求1所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，主控模块(20)为单片机。6.如权利要求1所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述主控模块(20)包括数个通道，每个通道包括：一个脉冲信号输入端(21)，所述脉冲信号输入端(21)与所述脉冲信号输出端(101)连接并接收所述脉冲信号，所述主控模块(20)能根据各所述脉冲信号输入端(21)接收到的所
述脉冲信号分别确定所述直流风扇(100)的转速、并且将确定的转速分别与预存于所述主控模块(20)中的标准转速阈值比较，和一个转速报警信号输出端(22)，所述转速报警信号输出端(22)连接所述报警模块(30)，并且输出所述转速报警信号，所述转速报警信号根据所述主控模块(20)的所述脉冲信号输入端(21)接收到的脉冲信号确定。7.如权利要求2所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述主控模块(20)进一步包括用于预存所述标准转速阈值和所述标准工作电流范围的存储单元。8.如权利要求7所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述主控模块(20)被配置为通过接收的脉冲信号来确定所述标准转速阈值。9.如权利要求7所述的用于直流风扇的报警系统，其特征在于，所述主控模块(20)被配置为通过接收的电流信号来确定所述电流报警信号。

技术总结
本实用新型提供了用于直流风扇的报警系统，包括主控模块(20)和报警模块(30)。主控模块(20)与脉冲信号输出端(101)连接并接收脉冲信号、根据接收的脉冲信号确定直流风扇(100)的转速、并且将确定的转速与预存于主控模块(20)中的标准转速阈值比较，主控模块(20)在确定的转速小于标准转速阈值时输出转速报警信号。报警模块(30)与主控模块(20)连接并且接收转速报警信号时做出响应动作。本实用新型提供的用于直流风扇的报警系统实现对风扇高效、精准的监测，能够及时对直流风扇的故障进行报警。警。警。


技术研发人员：刘达 崔伯茹
受保护的技术使用者：西门子能源自动化（南京）有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/6/2