電力智能井蓋產(chǎn)品定義及終端功能

 

產(chǎn)品定義:智能井蓋監(jiān)控系統(tǒng)，可以檢測井蓋是否丟失，智能井蓋監(jiān)控系統(tǒng)利用目前先進的無線通訊技術(shù)、電源技術(shù)、可以持續(xù)采集井蓋狀態(tài)和井下環(huán)境信息，包括水位、溫度、有害氣體等，然后存儲和遠傳。將井蓋的開啟、井蓋巡檢納入到統(tǒng)一的維護管理系統(tǒng)中，并建立相對應的報警處理機制，通過電子地圖展示井蓋所處位置的狀態(tài)和報警內(nèi)容，例如井蓋被盜或者破壞，監(jiān)控人員能夠及時到達現(xiàn)場處理，快速地解決安全遺患。

 

電力井蓋監(jiān)控終端功能：

 

●     入侵報警：實時監(jiān)控井蓋的開啟及破壞情況

●     環(huán)境監(jiān)測：井下O2濃度有毒氣體如CO，H2S......

●     狀態(tài)管理：遠程控制或密鑰開啟、關(guān)閉井蓋

●     通過通訊協(xié)議接口實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通

●     基于物聯(lián)網(wǎng)的設備的全生命周期的管理

 

Excelpoint世健公司的工程師Ethan Li介紹了ADI IC從感知（iSensor MEMS）、采集（Analog to Digital Converter），到數(shù)字隔離通訊接口(iCoupler)、電源供電系統(tǒng)(ADI Power by Linear)，在一個典型小而智慧的應用“電力智能井蓋”中的應用。

 

產(chǎn)品典型信號鏈

 

【圖1 電力智能井蓋典型信號鏈】

 

系統(tǒng)技術(shù)要求

 

●     系統(tǒng)供電：24Vdc(Range16V~36V)在線式供電系統(tǒng)(同樣要求有后備電源系統(tǒng)或者鋰電池供電系統(tǒng))

●     井蓋傾斜檢測：閾值報警，1~2°誤差

●     氣體檢測精度：~5%

●     通訊方式：隔離RS-232/485總線通訊，速率<115200bps,，2G/4G/NB-IOT無線

●     靜態(tài)功耗：<0.02W

●     報警響應時間：<10S

●     免維護時間：1年以上

 

電源供電系統(tǒng)-ADI Power by Linear

 

電源需啟動較大功率機械動作開關(guān)，也要保證下井后系統(tǒng)斷電的人工安全，所以供電方式上采用在線式24Vdc供電Vin=16~36V，后備電源為6~8節(jié)Li-ion(25.2Vfull/29.4Vfull)串聯(lián)充電。

 

成功設計使用案例：LTC4020高壓buck-boost兼容MPPT太陽能充電功能+LTC4416外部路徑管理的高可靠性設計方案。

 

【圖2 LTC4020應用簡圖及特點】

 

此外，還有反激式LT8302隔離電源方案，LT860X多路同步整流DC/DC，以及Silent switcher技術(shù)的LT8609S、LTC8645S、LTC8650S等全套電源供電可參考方案。

 

ADI MEMS G-sensor在傾角檢測的應用

 

成功設計使用案例：超低功耗3軸MEMS加速度計ADXL362，保證整機的靜態(tài)功耗。

 

 

關(guān)于3軸G-SENOR測傾角的設計，可參考ADI官網(wǎng)完整的應用筆記AN1057。

 

井下氣體檢測

 

系統(tǒng)一般會要求有O2、CO、CO2、H2S四種氣體加常規(guī)輔助量檢測，檢測誤差精度~5%，要求不高，現(xiàn)在客戶設計方案還是電化學傳感器加放大器，如ADA4528、AD623 TIA信號調(diào)理后MCU片內(nèi)ADC采集的方案。

 

Ethan Li推薦2019年ADI發(fā)布的一顆基于電化學傳感器方案氣體檢測的平臺級產(chǎn)品——ADuCM355。

 

 

ADuCM355高集成度、高精度、高安全可靠性、小體積、低功耗等特性，在基于電化學傳感器做氣體檢測中應用中優(yōu)勢顯著，有客戶已開始導入評測，ADuCM355具體的應用設計本文不展開細說，可參考ADI官網(wǎng)電路筆記CN0425、CN0429了解。

 

隔離通訊接口

 

通訊方式：隔離RS-232/485總線通訊，功能性隔離2500Vdc，通訊速率<115200bps，以及2G/4G/NB-IOT無線。

 

成功設計使用案例：隔離RS-232、ADM3251E、隔離RS-485、低成本ADM2483，集成isoPower的ADM2587E。相比于傳統(tǒng)的光耦隔離與電容隔離，ADI iCoupler專利的磁隔離技術(shù)魯棒性高，抗干擾能力強。新一代的磁隔離編解碼技術(shù)在原有解碼基礎上又升級進一步增加抗干擾性，集成度高、設計簡單。

 

 

Ethan表示，ADI可提供的iSensor+ Single process+ iCoupler+ADI power by Linear全套產(chǎn)品方案。此外，世健在山東區(qū)域已配合客戶設計支持，具有成功設計使用的經(jīng)驗，并且已經(jīng)量產(chǎn)。隨著城市發(fā)展和泛電力物聯(lián)網(wǎng)的大力推進，電力智能井蓋產(chǎn)品功能也會不斷豐富。相信將來ADI產(chǎn)品與客戶方案設計上會有更全面、更深入的合作。

 

關(guān)于世健——亞太區(qū)領先的元器件授權(quán)代理商

 

世健是完整解決方案的供應商，為亞洲電子廠商包括原設備生產(chǎn)商(OEM)、原設計生產(chǎn)商(ODM)和電子制造服務提供商(EMS)提供優(yōu)質(zhì)的元器件、工程設計及供應鏈管理服務。

 

世健與供應商及電子廠商緊密協(xié)作，為新的科技與趨勢作出定位，并幫助客戶把這些最先進的科技揉合于他們的產(chǎn)品當中。集團分別在新加坡、中國及越南設有研發(fā)中心，專業(yè)的研發(fā)團隊不斷創(chuàng)造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產(chǎn)品上市時間。世健研發(fā)的完整解決方案及參考設計可應用于工業(yè)、無線通信及消費電子等領域。

 

世健是新加坡的主板上市公司，總部設于新加坡，擁有約750名員工，業(yè)務范圍已擴展至亞太區(qū)40多個城市和地區(qū)，遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印度尼西亞、菲律賓及澳大利亞等十多個國家。世健集團在2019年的年營業(yè)額超過9億7千萬美元。1993年，世健在香港設立區(qū)域總部——世健系統(tǒng)（香港）有限公司，正式開始發(fā)展中國業(yè)務。目前，世健在中國擁有十多家分公司和辦事處，遍及中國主要大中型城市。憑借專業(yè)的研發(fā)團隊、頂尖的現(xiàn)場應用支持以及豐富的市場經(jīng)驗，世健在中國業(yè)內(nèi)享有領先地位。

 

 

推薦閱讀：