МОДУЛЬ СВЕТОДИОДНОЙ ИНДИКАЦИИ МНЕМОСХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШКАФА Российский патент 2016 года по МПК H02B15/02 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельскохозяйственных районов в распределительных шкафах для индикации состояния внутреннего оборудования распределительного шкафа.

Известны конструктивно сходные модули индикации мнемосхемы распределительного шкафа, содержащие прямоугольный корпус и параллельно смонтированные в нем на стойках разные панели: основную панель в виде двухсторонней печатной платы с расположенными на ее поверхности функциональными элементами: узлом питания, преобразующим входное напряжение питания в напряжение для снабжения всех узлов модуля; входным узлом, принимающим информацию от основных электроаппаратов распределительного шкафа об их текущем состоянии; микроконтроллером, принимающим информацию от входного узла и на ее основе управляющим модулем индикации мнемосхемы распределительного шкафа в соответствии с запрограммированной логикой, и узлом индикации, принимающим сигналы управления от микроконтроллера и организующим индикацию текущего состояния оборудования распределительного шкафа в виде светящейся графической мнемосхемы, а также отдельно расположенную и наглядно демонстрирующую светящуюся мнемосхему распределительного шкафа со статическими и динамическими зонами ее графического рисунка панель индикации. (Модули серии VIZOR, изготавливаемые НПП Нейрон (http://www.nppneuron.ru/terminalind.aspx); Модуль ПС-12, изготавливаемый ООО СинтезЭлектро (http://sintez-electro.com/products/ps12); Модуль БИМ-01, изготавливаемый ОАО ВНИИР-ПРОГРЕСС (http://www.vniir-progress.ru/blok-indikacii-mikroprocessor-nyj-dlya-yacheek-kru-tipa-bim-01/): Модуль Premko СХ210, изготавливаемый ООО Премко (http://premko.pro/images/tovar/opisanie_ustrojstva_CX210.pdf.) В качестве панели индикации во всех этих известных модулях индикации используется модульный промышленный графический дисплей высокого разрешения.

Недостатком всех этих известных модулей мнемосхемы распределительного шкафа является их информационная избыточность, т.к. мнемосхема состояния шкафа представляет собой графический рисунок, большая часть которого неизменна в период всего срока службы модуля, то есть статична. При этом даже текущее состояние оборудования шкафа может не меняться тысячи часов. И только некоторые зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа содержат изменяемые (динамические) элементы, изображение которых меняется в зависимости от состояния оборудования шкафа.

Кроме того, модульный промышленный графический дисплей достаточно дорогой по цене, так как имеет сложную конструкцию, обеспечивающую отображение неизменной и изменяющейся графической и текстовой информации на всем поле индикации.

В России модульные промышленные графические дисплеи не производятся, их закупают за рубежом.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в создании простой и эффективной конструкции модуля индикации мнемосхемы распределительного шкафа, обеспечивающего на панели индикации раздельную индикацию статических и динамических зон рисунка мнемосхемы распределительного шкафа за счет использования светорассеивающих и маскирующих элементов.

Этот технический результат достигается тем, что модуль светодиодной индикации мнемосхемы распределительного шкафа, содержащий прямоугольный корпус и параллельно смонтированные в нем разные панели: основную панель в виде двухсторонней печатной платы с расположенными на ее поверхности функциональными элементами из узла питания, преобразующего входное напряжение питания в напряжение для снабжения всех узлов модуля, входного узла, принимающего информацию от основных электроаппаратов распределительного шкафа об их текущем состоянии, микроконтроллера, принимающего информацию от входного узла и на ее основе управляющего индикацией мнемосхемы шкафа в соответствии с запрограммированной логикой, и узла индикации, принимающего сигналы управления от микроконтроллера и организующего индикацию текущего состояния оборудования распределительного шкафа в виде светящейся графической мнемосхемы, а также панель индикации, отдельно расположенную и наглядно демонстрирующую мнемосхему распределительного шкафа со статическими и динамическими зонами ее графического рисунка, дополнительно снабжен разными светодиодами, одни из которых установлены в матричном порядке на обращенной к панели индикации поверхности основной панели и предназначены для формирования своим рассеянным светом на панели индикации высвечиваемых статических зон графического рисунка мнемосхемы распределительного шкафа, а другие светодиоды предназначены для формирования своим светом на панели индикации высвечиваемых точечно-разноцветных динамических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, а также двумя соразмерными с панелью индикации и примыкающими к ней дополнительными панелями, отделенными друг от друга контурной прямоугольной выравнивающей диэлектрической прокладкой, а именно: одной сплошной прозрачной панелью, расположенной непосредственно над основной панелью, в виде двусторонней печатной платы с закрепленной на ее обращенной к основной панели поверхности медной маской, перекрывающей динамические зоны рисунка мнемосхемы шкафа, и со светодиодами, формирующими своим светом на панели индикации динамические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа и установленными на противоположной поверхности прозрачной панели над медной маской, на месте динамических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, и другой трафаретной щелевой панелью из листового диэлектрического непрозрачного материала с пазами на месте элементов графического рисунка мнемосхемы шкафа, одни из которых предназначены для пропускания рассеянного света на панель индикации от светодиодов, расположенных на основной панели и формирующих на панели индикации статические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа, а другие пазы этой трафаретной щелевой панели предназначены для пропускания на панель индикации света от других светодиодов модуля, установленных на прозрачной панели и формирующих на панели индикации динамические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа, при этом функциональные элементы основной панели установлены на ее поверхности, противоположной поверхности с установленными на ней светодиодами, а дополнительные панели установлены относительно друг друга с обеспечением строгого расположения пазов трафаретной щелевой панели над соответствующими элементами рисунка мнемосхемы шкафа на прозрачной панели.

Использование затемняющей пленки для покрытия панели индикации с внешней стороны позволяет замаскировать несветящиеся в данный момент времени элементы рисунка мнемосхемы на щелевой трафаретной панели и улучшить восприятие всего рисунка мнемосхемы, чтобы через незасвечиваемые пазы трафаретной панели не пробивался свет от засвечиваемых элементов.

Изготовление дополнительной прозрачной панели из стеклотекстолита позволяет рассеять свет от светодиодов основной панели индикации так, чтобы вся статическая часть рисунка мнемосхемы имела одинаковую равномерную яркость свечения.

Использование разных по цвету светодиодов, предназначенных для формирования на панели индикации динамических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, позволяет выдавать графическую информацию о состоянии основных электроаппаратов распределительного шкафа по общепринятым стандартам цветовой сигнализации.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами:

фиг. 1 - внешний вид модулей индикации мнемосхем для комплектных распределительных устройств (КРУ) и камер сборных одностороннего обслуживания (КСО);

фиг. 2 - модуль индикации мнемосхемы;

фиг. 3 - вид А на фиг. 2;

фиг. 4 - функциональная схема модуля индикации мнемосхемы;

фиг. 5 - прозрачная панель модуля индикации мнемосхемы;

фиг. 6 - трафаретная щелевая панель модуля индикации мнемосхемы (вид сверху).

Модуль светодиодной индикации мнемосхемы распределительного шкафа содержит прямоугольный корпус 1 (фиг. 1, 2) и параллельно смонтированные в нем разные панели: основную панель 2 (фиг. 2, 3), представляющую собой двухстороннюю печатную плату; отдельно расположенную панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) из прозрачного материала, предназначенную для наглядного демонстрирования мнемосхемы 4 распределительного шкафа (фиг. 1); а также две соразмерные с панелью индикации 3 и примыкающие к ней дополнительные панели 5 (фиг. 2, 3, 5) и 6 (фиг. 2, 3, 6), отделенные друг от друга прямоугольной контурной выравнивающей диэлектрической прокладкой 7 (фиг. 2, 3).

На поверхности основной панели 2 (фиг. 2, 3), обращенной к панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3), в матричном порядке расположены светодиоды 8 (фиг. 2), предназначенные для формирования на панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) статических зон 9 (фиг. 1) графического рисунка мнемосхемы 4 распределительного шкафа (фиг. 1), освещаемых их рассеянным светом. На противоположной поверхности основной панели 2 (фиг. 2, 3) расположены функциональные элементы из узла питания 10 (фиг. 2, 4), преобразующего поданное первичное напряжение питания в необходимые другим узлам модуля вторичные напряжения питания и снабжающего напряжениями питания все остальные узлы модуля; входного узла 11, принимающего информацию от основных электроаппаратов распределительного шкафа об их текущем состоянии; микроконтроллера 12, принимающего информацию от входного узла 11 и на ее основе управляющего модулем индикации мнемосхемы распределительного шкафа в соответствии с запрограммированной логикой, и узла индикации 13, принимающего сигналы управления от микроконтроллера 12 и организующего индикацию текущего состояния оборудования распределительного шкафа в виде светящейся графической мнемосхемы 4 (фиг. 1).

Дополнительная панель 5 (фиг. 2, 3, 5) расположена непосредственно над основной панелью 2 и представляет из себя прозрачную двустороннюю печатную плату из стеклотекстолита с медной маской 14 (фиг. 5), закрепленной на ее поверхности, обращенной к основной панели 2 (фиг. 2, 3, 5) и закрывающей динамические зоны 15 (фиг. 1) рисунка мнемосхемы шкафа 4, и с разноцветными светодиодами 16 (фиг. 5), формирующими на панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) ярко освещаемые динамические зоны 15 (фиг. 1) графического рисунка мнемосхемы распределительного шкафа 4 и установленными на противоположной поверхности прозрачной панели 5 (фиг. 2, 3, 5), на месте динамических зон 15 (фиг. 1) графического рисунка мнемосхемы шкафа 4 над медной маской 14 (фиг. 5).

Другая дополнительная панель 6 (фиг. 2, 3, 6) примыкает непосредственно к панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) и представляет собой трафаретную щелевую панель из листового диэлектрического непрозрачного материала с пазами 17 (фиг. 6), одни из которых предназначены для пропускания рассеянного света на панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) от светодиодов 8 (фиг. 2), расположенных на основной панели 2 (фиг. 2, 3) и формирующих на панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) освещаемые рассеянным светом статические зоны 9 графического рисунка мнемосхемы шкафа 4 (фиг. 1), а другие пазы этой трафаретной щелевой панели 6 предназначены для пропускания на панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) света от других светодиодов модуля 16 (фиг. 5), установленных на дополнительной прозрачной панели 4 и формирующих на панели индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) ярко освещаемые динамические зоны 15 графического рисунка мнемосхемы шкафа. Ширина пазов 17 (фиг. 6) трафаретной панели 6 (фиг. 2, 3, 6) составляет 0,7-0,8 мм.

Дополнительные панели 5 (фиг. 2, 3, 5) и 6 (фиг. 2, 3, 6) установлены относительно друг друга с обеспечением строгого расположения пазов 17 (фиг. 6) трафаретной щелевой панели 6 над соответствующими элементами рисунка мнемосхемы шкафа 4 (фиг. 1) на прозрачной панели 5 (фиг. 2, 3, 5) для формирования на панели индикации 3 разно освещаемых зон рисунка мнемосхемы шкафа: статистических 9 и динамических 15.

Панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) с внешней стороны покрыта затемняющей пленкой 18 (фиг. 2, 3) для четкого обозрения статических 9 (фиг. 1) и динамических 15 зон графического рисунка мнемосхемы распределительного шкафа 4.

Модуль светодиодной индикации мнемосхемы распределительного шкафа работает таким образом.

Внешнее напряжение питания и сигналы от оборудования шкафа подаются на узел питания 10 (фиг. 2, 4) и от него на светодиоды 8 (фиг. 2) и на входной узел 11 (фиг. 2, 4), который также принимает информацию от основных электроаппаратов распределительного шкафа об их текущем состоянии. При этом внешние сигналы несут, как правило, дискретную информацию (лог.0/лог.1) о том, включены либо отключены те или иные основные коммутационные аппараты шкафа, а также в каком положении находится выкатной элемент шкафа (не показан): в рабочем или контрольном. От входного узла 11 сигналы поступают на вход микроконтроллера 12, который в соответствии с запрограммированной логикой преобразует их в сигналы, управляющие модулем индикации мнемосхемы распределительного шкафа, и посылает их в узел индикации 13, организующий индикацию текущего состояния оборудования распределительного шкафа в виде святящейся графической мнемосхемы 4 (фиг. 1).

Свет от светодиодов 8 (фиг. 2) распространяется вверх, освещая дополнительную прозрачную панель из стеклотекстолита 5 (фиг. 2, 3, 5), проходит сквозь нее и рассеивается так, что сверху эта панель 5 видится как равномерно светящееся матовое полотно. Именно этот равномерно распределенный по площади панели 5 рассеянный свет освещает дополнительную трафаретную панель 6 (фиг. 2, 3, 6) и через ее пазы 17 (фиг. 6) равномерно освещает панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3) рассеянным светом, формируя на ней статические зоны 9 (фиг. 1) графического рисунка мнемосхемы шкафа 4.

Для управления свечением светодиодов 16 (фиг. 5) от узла индикации 13 (фиг. 2, 4) подают сигналы через жесткий штыревой соединитель (не показан) на панель 5 (фиг. 2, 3, 5). Свет от светодиодов 16 (фиг. 5) проходит через пазы 17 (фиг. 6) дополнительной трафаретной панели 6 (фиг. 2, 3, 6) и, попадая на панель индикации 3 (фиг. 1, 2, 3), точечно засвечивает динамические зоны 15 (фиг. 1) рисунка мнемосхемы шкафа 4.

Таким образом, созданное техническое решение благодаря совокупности своих существенных признаков, отраженных в формуле полезной модели, позволяет за счет использования разных светодиодов, предназначенных как для формирования на панели индикации статических, освещаемых рассеянным светом, зон графического рисунка мнемосхемы распределительного шкафа, так и формирования на ней динамических зон рисунка мнемосхемы шкафа, а также за счет их расположения и использования дополнительных панелей со светорассеивающими и светомаскирующими элементами позволяет обеспечить раздельную индикацию статических и динамических зон рисунка мнемосхемы распределительного шкафа на панели индикации и создать простую и эффективную конструкцию модуля индикации мнемосхемы распределительного шкафа.

Предлагаемый модуль светодиодной индикации мнемосхемы распределительного шкафа прошел заводские испытания и готов к выпуску на предприятии заявителя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в распределительных шкафах для индикации состояния его внутреннего оборудования. Технический результат - создание простой и эффективной конструкции модуля индикации мнемосхемы распределительного шкафа, обеспечивающего на панели индикации раздельную индикацию статической и динамической части рисунка мнемосхемы за счет использования светорассеивающих и маскирующих элементов. Достигается тем, что модуль светодиодной индикации мнемосхемы шкафа, содержащий корпус и параллельно смонтированные в нем разные панели: основную панель в виде двухсторонней печатной платы с расположенными на ее поверхности функциональными элементами из узла питания, входного узла, микроконтроллера, и узла индикации, а также панель индикации, дополнительно снабжен светодиодами, одни из которых предназначены для высвечивания на панели индикации статических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, а другие - для высвечивания на панели индикации динамических зон рисунка мнемосхемы шкафа, а также двумя разделенными дополнительными панелями: одной сплошной прозрачной панелью, расположенной над основной панелью, в виде двусторонней печатной платы с закрепленной на ее обращенной к основной панели поверхности медной маской, перекрывающей динамические зоны рисунка мнемосхемы шкафа, и со своими светодиодами, установленными на противоположной поверхности прозрачной панели над медной маской и формирующими своим светом на панели индикации динамические зоны рисунка мнемосхемы шкафа, и другой - трафаретной щелевой непрозрачной панелью с пазами на месте элементов рисунка мнемосхемы шкафа, одни из которых пропускают на панель индикации рассеянный свет от светодиодов, расположенных на основной панели, а другие пазы пропускают на панель индикации свет от других светодиодов модуля, установленных на прозрачной панели, и формируют на панели индикации динамические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Модуль светодиодной индикации мнемосхемы распределительного шкафа, содержащий прямоугольный корпус и параллельно смонтированные в нем разные панели: основную панель в виде двухсторонней печатной платы с расположенными на ее поверхности функциональными элементами из узла питания, преобразующего входное напряжение питания в напряжение для снабжения всех узлов модуля, входного узла, принимающего информацию от основных электроаппаратов распределительного шкафа об их текущем состоянии, микроконтроллера, принимающего информацию от входного узла и на ее основе управляющего индикацией мнемосхемы шкафа в соответствии с запрограммированной логикой, и узла индикации, принимающего сигналы управления от микроконтроллера и организующего индикацию текущего состояния оборудования распределительного шкафа в виде светящейся графической мнемосхемы, а также панель индикации, отдельно расположенную и наглядно демонстрирующую мнемосхему распределительного шкафа со статическими и динамическими зонами ее графического рисунка, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен светодиодами, одни из которых установлены в матричном порядке на обращенной к панели индикации поверхности основной панели и предназначены для формирования своим рассеянным светом на панели индикации высвечиваемых статических зон графического рисунка мнемосхемы распределительного шкафа, а другие светодиоды предназначены для формирования своим светом на панели индикации ярко высвечиваемых точечно-разноцветных динамических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, а также двумя соразмерными с панелью индикации и примыкающими к ней дополнительными панелями, отделенными друг от друга контурной прямоугольной выравнивающей диэлектрической прокладкой, а именно: одной сплошной прозрачной панелью, расположенной непосредственно над основной панелью, в виде двусторонней печатной платы с закрепленной на ее обращенной к основной панели поверхности медной маской, перекрывающей динамическую часть рисунка мнемосхемы шкафа, и светодиодами, формирующими своим светом на панели индикации динамические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа и установленными на противоположной поверхности прозрачной панели над медной маской, на месте динамических зон графического рисунка мнемосхемы шкафа, и другой трафаретной щелевой панелью из листового диэлектрического непрозрачного материала с пазами на месте элементов графического рисунка мнемосхемы шкафа, одни из которых предназначены для пропускания рассеянного света на панель индикации от светодиодов, расположенных на основной панели и формирующих на панели индикации статические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа, а другие пазы этой трафаретной щелевой панели предназначены для пропускания на панель индикации света от других светодиодов модуля, установленных на прозрачной панели и формирующих на панели индикации динамические зоны графического рисунка мнемосхемы шкафа, при этом функциональные элементы основной панели установлены на ее поверхности, противоположной поверхности с установленными на ней светодиодами, а дополнительные панели установлены относительно друг друга с обеспечением строгого расположения пазов трафаретной щелевой панели над соответствующими элементами рисунка мнемосхемы шкафа на прозрачной панели.

2. Модуль индикации по п. 1, отличающийся тем, что панель индикации выполнена из прозрачного материала и покрыта затемняющей пленкой с внешней стороны.

3. Модуль индикации по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная прозрачная панель выполнена из стеклотекстолита.

4. Модуль индикации по п. 1, отличающийся тем, что светодиоды, предназначенные для формирования на панели индикации динамической части графического рисунка мнемосхемы шкафа, имеют разный цвет.