PMAC503R非独立式电气火灾探测器产品总体技术方案书(1)

文档编号版本号密级 珠海派诺科技股份有限公司 文档编号版本号密级 文档名称项目名称 文档名称日期2011 年 X 月 X 日 PMAC503R 非独立式电气火灾探测器非独立式电气火灾探测器 嵌入式总体技术方案书嵌入式总体技术方案书 共 17 页 文档作者 文档作者 杨敬敢杨敬敢日期 日期 2011 6 29 项目经理 项目经理 杨敬敢杨敬敢日期 日期 2011 6 29 审审 核 核 日期 日期 批批 准 准 日期 日期 珠海派诺科技股份有限公司珠海派诺科技股份有限公司 文档历史发放及记录 序号序号变更 变更 说明 说明作者作者版本号版本号日期日期批准批准 1初建杨敬敢V1 02011 6 29 目目 录录 1概述概述 2 1 1关键词 2 2参考文档及资料参考文档及资料 2 2 1产品名称及任务来源 2 2 1 1产品名称 型号 版本号 2 2 1 2任务提出单位 承办单位 3 3总体结构总体结构 3 3 1系统功能框图及功能模块间接口 3 3 2功能实现原理 7 4硬件实现方案硬件实现方案 8 4 1硬件基本组成和逻辑结构 8 4 2工作原理 8 4 3单板配置图 9 4 4板间接口 12 4 5硬件开发平台 12 5软件实现方案软件实现方案 12 5 1软件总体结构 12 5 2功能实现方法 12 5 3主要通信协议 13 5 4软件开发平台 13 6调试维护方案调试维护方案 13 6 1维护方案 13 6 2主要通信协议 14 6 3开发平台 14 7人机界面设计人机界面设计 14 8测试方案测试方案 14 9结构 外观设计方案结构 外观设计方案 14 10外购 外包件需求定义外购 外包件需求定义 14 11安全性 电磁兼容性设计内容说明安全性 电磁兼容性设计内容说明 15 12候选方案候选方案 15 1 1 概述概述 PMAC503R非独立式电气火灾探测器隶属于PMAC503漏电产品系列 主要用于配电箱 柜内漏 电检测及相关节点的温度探测 35mm导轨式安装 也可通过配件与漏电互感器连接为一体 装置不具备数字或中英文显示 可通过RS485网络进行访问 1 1 关键词关键词 2 2 参考文档及资料参考文档及资料 1 GB14287 2 剩余电流式电气火灾监控探测器 2 GB14287 3 测温式电气火灾监控探测器 3 非独立式电气火灾探测器 产品需求规格说明书 v1 1 2 1 产品名称及任务来源产品名称及任务来源 2 1 1 产品名称 型号 版本号产品名称 型号 版本号 产品名称 非独立式电气火灾探测器 型号 PMAC503R 版本 1 0 2 1 2 任务提出单位 承办单位任务提出单位 承办单位 任务提出单位 派诺电气火灾产品线 任务承办单位 PMAC503R项目组 责 任 人 杨敬敢 3 总体结构总体结构 3 1 系统功能框图及功能模块间接口系统功能框图及功能模块间接口 3 1 1 PMAC503R 非独立式电气火灾探测器非独立式电气火灾探测器功能构架及硬件板卡图功能构架及硬件板卡图 M MC CU U 开开关关 电电源源 指指示示 灯灯 4 48 85 5 A AD D采采 样样 开开关关 量量 继继电电 器器 红红外外 接接口口 图1 PMAC503R非独立式电气火灾探测器功能构架图 主板 MCU 指示灯 红外收发电路 数字电源5V 3 3V及地 DO控制 DI接收 2 5PIN 电源板 DI DO 两路5V开关电源 一路继电器 输出 一路开关量输入 采样及通讯 六路模拟采样 漏电或温度 一路RS485通讯 模拟电源 5V 3 3V及地 六路模拟采样 信号 串口信号及数 字3 3V 地 双2 5PIN 通讯独立5V电 源及地 2 2PIN 图2 PMAC503R非独立式电气火灾探测器硬件板卡图 说明一 PMAC503R非独立式电气火灾探测器主要完成漏电 温度检测功能 并通过RS485 总线将信息传递至后台 或与消防联动 完成报警或跳闸功能 可接收红外调试 因此需采集 漏电流及温度模块 RS485模块 开关量采集模块 继电器输出模块 红外接口模块 说明二 MCU采用STM32F103VCT6 电源模块采用PMAC600A标配电源模块 需改电源尺寸及外接口位置 RS485模块采用PMAC600B标配通讯卡 当前为V3版本 剩余模块参考 硬件设计指导手册 未提及模块需重新设计 说明三 共分三块板 单板间均采用插针连接 PMAC503H 1手持调试设备功能构架及硬件板卡图 MCU 红外收发 口 电池显示 键盘 图3 PMAC503H 1手持调试设备功能构架图 说明一 PMAC503H 1手持调试设备主要通过红外接口完成对PMAC503R的数据采集 所以 PMAC503H 1需要红外接口模块 显示模块 通过键盘输入ID码 说明二 MCU采用STM32F103VCT6 电源模块采用4节5号电池 两并两串形式 并使用拨动开关连接至单板 以便于在不 使用时可关闭电源以节能 显示液晶采用PMAC800显示液晶 未提及模块需重新设计 说明三 仅由一块板构成此手持设备 3 1 2 PMAC503R 非独立式电气火灾探测器非独立式电气火灾探测器软件功能构架如图软件功能构架如图 2 MODBUS协 议层处理 有效值计算主循环 初始化 红外协议层 处理 测量越限报 警处理 在线升级 是否在线升 级 在线升级 Y N 第N路温度 有效值计算 第N路计算漏电计算 第N路漏电 有效值计算 N Y 第N路温度 越限判断 第N路越限 判断 漏电越限 第N路漏电 越限判断 N Y 读数据 写数据 自动识别 仪表配置仪表校准 实时测量数 据读取 仪表配置读 取 精度系数读 取 响应自动识 别ID码召唤 动态分配 MODBUS地 址 读取实时测 量 配置数据 写入ID码 图4 PMAC503R软件功能构架图 AD采样中 断 1ms定时器 中断 LED灯点亮 开关量状态 检测 继电器动作 判定 MODBUS数 据层处理 红外数据层 处理 串口收发中 断 图5 PMAC503R中断功能构架图 PMAC503H 1软件功能构架如图4 初始化 主循环 键盘输入响 应处理 显示 红外协议层 处理 读取实时测 量 配置数据 显示实时测 量数据 显示配置数 据 显示ID码 1ms定时器 中断 串口收发中 断 红外数据层 处理 键盘扫描 图6 PMAC503H1软件功能构架图 3 2 功能实现原理功能实现原理 探测器主要由模拟量采集模块 越限报警模块 显示模块 RS485通讯模块 红外收发模 块 显示模块 在线升级模块构成 相互关系见系统软件图 手持设备主要由键盘输入模块 显示模块 红外收发模块构成 相互关系见图6 PMAC503H1软件功能构架图 4 硬件实现方案硬件实现方案 4 1 硬件基本组成和逻辑结构硬件基本组成和逻辑结构 4 1 1 PMAC503R 硬件系统图如下硬件系统图如下 主板 MCU 指示灯 红外收发电路 数字电源5V 3 3V及地 DO控制 DI接收 2 5PIN 电源板 DI DO 两路5V开关电源 一路继电器 输出 一路开关量输入 采样及通讯 六路模拟采样 漏电或温度 一路RS485通讯 模拟电源 5V 3 3V及地 六路模拟采样 信号 串口信号及数 字3 3V 地 双2 5PIN 通讯独立5V电 源及地 2 2PIN 图7 PMAC503R非独立式电气火灾探测器硬件系统图 4 1 2 PMAC503H 1 硬件系统图如下硬件系统图如下 MCU 红外收发 口 电池显示 键盘 图8 PMAC503H 1手持调试设备硬件系统图 4 2 工作原理工作原理 4 2 1 PMAC503R 工作原理工作原理 整个系统分别由 电源板 含AC DC电源模块和一路继电器输出及一路开关量输 入 接口板 含六路模拟量采集和一路RS485 主板 含控制MCU和红外收发 电路 蜂鸣器驱动及指示灯 组成 电源板与主板间采用一组2 5排插连接 用于传递电源信号和继电器控制 开关 量信号 接口板与主板间采用两组2 5排插连接 分别用于传递模拟信号 模拟电源和模 拟量采集信号 和数字信号 RS485串口信号及数字电源 电源板与接口板间采用一组2 2排插连接 用于传递RS485独立数字电源 显示指示灯由MCU驱动 即软灯 4 2 2 PMAC503H 1 工作原理工作原理 整个系统仅由一块板构成 采用PMAC800显示液晶 点阵式带中文字库 共14颗按键 分别为0 9数字键 发射键 翻页键 配置键 删除键 采用直连 式 电源模块采用6节5号电池 串联形式 并使用拨动开关连接至单板 以便于在不 使用时可关闭电源以节能 4 3 单板配置图单板配置图 4 3 1 PMAC503R 单板配置图单板配置图 整流电路 变压器 电源输入口 主电源输出副电源输出 反馈 继电器模块 开关量模块 至主板接口 至接口板接口 端子 PMAC600A 电源模块 图9 PMAC50R非独立式电气火灾探测器电源板单板配置图 1 4路模拟量采集输入端子 5 6路模拟量采 集输入端子 RS485端子 第一 路模 拟量 采集 模块 第二 路模 拟量 采集 模块 第三 路模 拟量 采集 模块 第四 路模 拟量 采集 模块 第五 路模 拟量 采集 模块 第六 路模 拟量 采集 模块 PMAC600B通 用RS485收 发模块 至主板模拟接口 至主板数字接口 电源接口 图10 PMAC50R非独立式电气火灾探测器接口板单板配置图 至接口板模 拟接口 至接口板 数字接口 至电源板数 字接口 指示灯模块 红外收发模 块 MCU模块 STM32F103VCT6 蜂鸣器模块 图11 PMAC50R非独立式电气火灾探测器主板单板配置图 4 3 2 PMAC503H 1 单板配置图单板配置图 4 4 板间接口板间接口 4 4 1 PMAC503R 板间接口板间接口 带CPU板间采用CAN总线和SPI接口 不带CPU板间或CPU板与不带CPU板间采用硬信号连 接 转子接地CPU和保护CPU的启动信号到跳闸板后驱动启动继电器 后由启动继电器的接 点串联闭锁出口的启动电源 装置故障信号要保持 只能就地手动复归 并闭锁出口继电器 板间接口必须经隔离 4 4 2 PMAC503H 1 板间接口板间接口 无板间接口 4 5 硬件开发平台硬件开发平台 硬件开发平台为Altium印制版绘制软件和基于WINDOW XP操作系统 5 软件实现方案软件实现方案 5 1 软件总体结构软件总体结构 见软件系统功能框图4 5 5 2 功能实现方法功能实现方法 5 2 1 PMAC503R 功能实现方法功能实现方法 根据功能需求设计 具体的实现方法见详细设计 本装置软件整体构架分为三部分 上电初始化 执行装置上电后的硬件初始化及软件初始化初始化 硬件的上电自检等 详 细内容请参考 XX000底层详细设计说明书 主循环 当保护CPU没有异常情况时 CPU一直在主循环中轮巡的执行任务 包括装置状态 检测 模拟量自检 内部通信处理 开入变位确认 报告处理等 详细内容请参考 XX000底层详细设计说明书 中断 包括833us的采样中断 5ms的保护轮巡中断 硬件测频中断等 XX YYY装置的主要 保护功能是在5ms的保护轮巡中断中完成 ProtectPolling 函数 包括正常的轮巡程 序和故障处理调度程序 5 2 2 PMAC503H 1 功能实现方法功能实现方法 根据功能需求设计 具体的实现方法见详细设计 本装置软件整体构架分为三部分 上电初始化 执行装置上电后的硬件初始化及软件初始化初始化 硬件的上电自检等 详 细内容请参考 XX000底层详细设计说明书 主循环 当保护CPU没有异常情况时 CPU一直在主循环中轮巡的执行任务 包括装置状态 检测 模拟量自检 内部通信处理 开入变位确认 报告处理等 详细内容请参考 XX000底层详细设计说明书 中断 包括833us的采样中断 5ms的保护轮巡中断 硬件测频中断等 XX YYY装置的主要 保护功能是在5ms的保护轮巡中断中完成 ProtectPolling 函数 包括正常的轮巡程 序和故障处理调度程序 5 3 主要通信协议主要通信协议 标准MODBUS RTU协议 自动识别技术 参考 壁挂式后台网络自动识别技术壁挂式后台网络自动识别技术 5 4 软件开发平台软件开发平台 N4平台 6 调试维护方案调试维护方案 6 1 维护方案维护方案 研发 源码调试使用BDM接口的Singlestep调试工具 维护分析问题使用以太网通讯辅 助自己的调试分析工具 通讯测试软件测试通讯过程和数据完整性 保护功能模块验 证使用继电保护测试仪 在后期时可考虑开发对应的调试接口及其配套软件 使调试 脱离继电保护测试仪也可以进行 生产 BDM下载和以太网下载软件和数据 继电保护测试仪和其他设备测试基本性能 和功能 调试 BDM下载和以太网下载软件和数据 继电保护测试仪和其他设备测试基本性能 和功能 现场数据收集工具和简单的分析 6 2 主要通信协议主要通信协议 标准MODBUS RTU协议 自动识别技术 参考 壁挂式后台网络自动识别技术壁挂式后台网络自动识别技术 6 3 开发平台开发平台 N4 平台 7 人机界面设计人机界面设计 PMAC503R 无数字 中英文显示界面