PMAC503R非独立式电气火灾探测器产品总体技术方案书.docx

PMAC503R非独立式电气火灾探测器产品总体技术方案书

珠海派诺科技股份有限公司

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日期

2011年X月X日

PMAC503R非独立式电气火灾探测器

嵌入式总体技术方案书

共17页

文档作者：

杨敬敢

日期：

2011-6-29

项目经理：

杨敬敢

日期：

2011-6-29

审核：

日期：

批准：

日期：

珠海派诺科技股份有限公司

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1

初建

杨敬敢

2011-6-29

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

参考文档及资料

1、剩余电流式电气火灾监控探测器

2、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》

1.2产品名称及任务来源

1.2.1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：

1.2.2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

2总体结构

2.1系统功能框图及功能模块间接口

2.1.1PMAC503R非独立式电气火灾探测器功能构架及硬件板卡图

图1PMAC503R非独立式电气火灾探测器功能构架图

图2PMAC503R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:

图3PMAC503H-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

2.1.2PMAC503R非独立式电气火灾探测器软件功能构架如图2：

图4PMAC503R软件功能构架图

图5PMAC503R中断功能构架图

PMAC503H-1软件功能构架如图4：

图6PMAC503H1软件功能构架图

2.2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6PMAC503H1软件功能构架图。

3硬件实现方案

3.1硬件基本组成和逻辑结构

3.1.1PMAC503R硬件系统图如下

图7PMAC503R非独立式电气火灾探测器硬件系统图

3.1.2PMAC503H-1硬件系统图如下

图8PMAC503H-1手持调试设备硬件系统图

3.2工作原理

3.2.1PMAC503R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。

3.2.2PMAC503H-1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。

3.3单板配置图

3.3.1PMAC503R单板配置图

图9PMAC50R非独立式电气火灾探测器电源板单板配置图

图10PMAC50R非独立式电气火灾探测器接口板单板配置图

图11PMAC50R非独立式电气火灾探测器主板单板配置图

3.3.2PMAC503H-1单板配置图

3.4板间接口

3.4.1PMAC503R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。

3.4.2PMAC503H-1板间接口

无板间接口

3.5硬件开发平台

硬件开发平台为Altium印制版绘制软件和基于WINDOWXP操作系统。

4软件实现方案

4.1软件总体结构

见软件系统功能框图4、5。

4.2功能实现方法

4.2.1PMAC503R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

4.2.2PMAC503H-1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

4.3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》。

4.4软件开发平台

N4平台

5调试维护方案

5.1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。

5.2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》。

5.3开发平台

N4平台

6人机界面设计

PMAC503R无数字、中英文显示界面

PMAC503H-1采用两行（2x16）液晶显示

7测试方案

测量功能验证由星龙三相标准源进行和其他设备。

结构和硬件性能使用专用的EMC和其他测试设备。

通讯使用专用通讯测试软件测试或MODBUSPOLL或后台。

红外功能采用探测器与手持设备互测方式。

8结构、外观设计方案

本装置公用XX000系列保护的结构和外观。

9外购、外包件需求定义

无。

10安全性、电磁兼容性设计内容说明

绝缘性能、绝缘电阻、介质强度、冲击电压符合国家相关标准。

电磁兼容：

不低于国家相关标准。

11候选方案

无。