非独立式电气火灾探测器产品总体关键技术专项方案书.doc

珠海派诺科技股份有限公司
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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：
-6-29
项目经理：
杨敬敢
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-6-29
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珠海派诺科技股份有限公司
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初建
杨敬敢
V1.0
-6-29

目 录
1 概述 2
1.1 核心词 2
2 参照文档及资料 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 总体构造 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 8
4.1 硬件基本构成和逻辑构造 8
4.2 工作原理 8
4.3 单板配备图 9
4.4 板间接口 12
4.5 硬件开发平台 12
5 软件实现方案 12
5.1 软件总体构造 12
5.2 功能实现办法 12
5.3 重要通信合同 13
5.4 软件开发平台 13
6 调试维护方案 13
6.1 维护方案 13
6.2 重要通信合同 14
6.3 开发平台 14
7 人机界面设计 14
8 测试方案 14
9 构造、外观设计方案 14
10 外购、外包件需求定义 14
11 安全性、电磁兼容性设计内容阐明 15
12 候选方案 15

1 概述
PMAC503R非独立式电气火灾探测器从属于PMAC503漏电产品系列，重要用于配电箱/柜内漏电检测及有关节点温度探测。
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 核心词

2 参照文档及资料
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 产品需求规格阐明书v1.1》
2.1 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：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： 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 总体构造
3.1 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功能构架及硬件板卡图

图1 PMAC503R非独立式电气火灾探测器功能构架图

图2 PMAC503R非独立式电气火灾探测器硬件板卡图

阐明一：PMAC503R非独立式电气火灾探测器重要完毕漏电、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，完毕报警或跳闸功能，可接受红外调试，因而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。
阐明二：
○ 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）
○ 剩余模块参照《硬件设计指引手册》
○ 未提及模块需重新设计
阐明三：
○ 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3 PMAC503H-1手持调试设备功能构架图

阐明一：PMAC503H-1手持调试设备重要通过红外接口完毕对PMAC503R数据采集，因此PMAC503H-1需要红外接口模块、显示模块；通过键盘输入ID码。
阐明二：
○ 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
阐明三：
○ 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软件功能构架如图2：

图4 PMAC503R软件功能构架图

图5 PMAC503R中断功能构架图

PMAC503H-1软件功能构架如图4：
图6 PMAC503H1软件功能构架图

3.2 功能实现原理
探测器重要由模仿量采集模块、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，互有关系见系统软件图。
手持设备重要由键盘输入模块、显示模块、红外收发模块构成，互有关系见图6 PMAC503H1软件功能构架图。
4 硬件实现方案
4.1 硬件基本构成和逻辑构造
4.1.1 PMAC503R硬件系统图如下

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

图8 PMAC503H-1手持调试设备硬件系统图

4.2 工作原理
4.2.1 PMAC503R工作原理
l 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（含六路模仿量采集和一路RS485）、主板（含控制MCU和红外收发电路、蜂鸣器驱动及批示灯）构成。
l 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。
l 接口板与主板间采用两组2*5排插连接，分别用于传递模仿信号（模仿电源和模仿量采集信号）和数字信号（RS485串口信号及数字电源）。
l 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。
l 显示批示灯由MCU驱动，即软灯。
4.2.2 PMAC503H-1工作原理
l 整个系统仅由一块板构成。
l 采用PMAC800显示液晶（点阵式带中文字库）。
l 共14颗按键，分别为0-9数字键、发射键、翻页键、配备键、删除键，采用直连式。
l 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 单板配备图
4.3.1 PMAC503R单板配备图

图9 PMAC50R非独立式电气火灾探测器电源板单板配备图

图10 PMAC50R非独立式电气火灾探测器接口板单板配备图

图11 PMAC50R非独立式电气火灾探测器主板单板配备图

4.3.2 PMAC503H-1单板配备图

4.4 板间接口
4.4.1 PMAC503R板间接口
l 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。
l 转子接地CPU和保护CPU启动信号到跳闸板后驱动启动继电器，后由启动继电器接点串联闭锁出口启动电源。
l 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。
l 板间接口必要经隔离。

4.4.2 PMAC503H-1板间接口
l 无板间接口

4.5 硬件开发平台
硬件开发平台为Altium印制版绘制软件和基于WINDOW XP操作系统。
5 软件实现方案
5.1 软件总体构造
见软件系统功能框图4、5。

5.2 功能实现办法
5.2.1 PMAC503R功能实现办法
依照功能需求设计，详细实现办法见详细设计。
本装置软件整体构架分为三某些：
上电初始化：执行装置上电后硬件初始化及软件初始化初始化、硬件上电自检等，详细内容请参照《XX000底层详细设计阐明书》。
主循环：当保护CPU没有异常状况时，CPU始终在主循环中轮巡执行任务，涉及装置状态检测、模仿量自检、内部通信解决、开入变位确认、报告解决等，详细内容请参照《XX000底层详细设计阐明书》。
中断：涉及833us采样中断、5ms保护轮巡中断、硬件测频中断等；XX-YYY装置重要保护功能是在5ms保护轮巡中断中完毕(ProtectPolling（）函数)，涉及正常轮巡程序和故障解决调度程序
5.2.2 PMAC503H-1功能实现办法
依照功能需求设计，详细实现办法见详细设计。
本装置软件整体构架分为三某些：
上电初始化：执行装置上电后硬件初始化及软件初始化初始化、硬件上电自检等，详细内容请参照《XX000底层详细设计阐明书》。
主循环：当保护CPU没有异常状况时，CPU始终在主循环中轮巡执行任务，涉及装置状态检测、模仿量自检、内部通信解决、开入变位确认、报告解决等，详细内容请参照《XX000底层详细设计阐明书》。
中断：涉及833us采样中断、5ms保护轮巡中断、硬件测频中断等；XX-YYY装置重要保护功能是在5ms保护轮巡中断中完毕(ProtectPolling（）函数)，涉及正常轮巡程序和故障解决调度程序

5.3 重要通信合同
原则MODBUS-RTU合同。
自动辨认技术，参照《壁挂式后台网络自动辨认技术》。

5.4 软件开发平台
N4平台

6 调试维护方案
6.1 维护方案
l 研发：源码调试使用BDM接口Singlestep调试工具；维护分析问题使用以太网通讯辅助自己调试分析工具。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相应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。
l 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她设备测试基本性能和功能。
l 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她设备测试基本性能和功能。现场数据收集工具和简朴分析。

6.2 重要通信合同
原则MODBUS-RTU合同。
自动辨认技术，参照《壁挂式后台网络自动辨认技术》。

6.3 开发平台
N4平台

7 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

8 测试方案
l 测量功能验证由星龙三相原则源进行和其她设备。
l 构造和硬件性能使用专用EMC和其她测试设备。
l 通讯使用专用通讯测试软件测试或MODBUS POLL或后台。
l 红外功能采用探测器与手持设备互测方式。

9 构造、外观设计方案
本装置公用XX000系列保护构造和外观。
10 外购、外包件需求定义
无。

11 安全性、电磁兼容性设计内容阐明
l 绝缘性能、绝缘电阻、介质强度、冲击电压符合国家有关原则。
l 电磁兼容：不低于国家有关原则。

12 候选方案
无。