專利名稱：內(nèi)嵌can現(xiàn)場(chǎng)總線的智能脫扣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓配電設(shè)備，涉及一種用于低壓斷路器的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總路線的智能脫扣器。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使低壓配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化和具有數(shù)據(jù)通信功能成為了可能。普通低壓斷路器的智能化脫扣系統(tǒng)要具有通信功能，現(xiàn)有技術(shù)一般是采用RS232、RS485/RS422等，它們僅支持物理層次的通信功能；或者需要通過(guò)外置式通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)總線的連接，此類產(chǎn)品安裝調(diào)試復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層以上通信功能、集成度高、成本低、使用調(diào)試方便的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的智能脫扣器。
本實(shí)用新型的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的智能脫扣器的控制電路包括有一個(gè)主控模塊，主控模塊的采樣信號(hào)輸入端與用來(lái)采集配電設(shè)備工作狀態(tài)信息的電流、電壓采樣電路相連接，主控模塊的控制信號(hào)輸出端與用來(lái)控制斷路器操作機(jī)構(gòu)的脫扣信號(hào)輸出電路連接，主控模塊還包括有內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線控制器通訊端，它與CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊模塊連接。主控模塊還可連接有一個(gè)用來(lái)顯示控制信息的液晶顯示電路和一個(gè)用來(lái)輸入?yún)?shù)設(shè)定指令和查詢指令的鍵盤(pán)輸入電路。
本實(shí)用新型由于內(nèi)嵌了CAN現(xiàn)場(chǎng)總線功能部件，因而不僅能實(shí)現(xiàn)單個(gè)脫扣器所具有的基本保護(hù)功能和參數(shù)顯示功能，而且能實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇聯(lián)鎖、級(jí)聯(lián)保護(hù)協(xié)調(diào)，較好地解決了電網(wǎng)級(jí)間選擇性的配合問(wèn)題，能夠在很小的范圍內(nèi)將故障部分從系統(tǒng)中排除，最大限度地保證非故障部分的繼續(xù)供電；此外由于采用集成式的CAN總線通訊模塊，其通信協(xié)議開(kāi)放、控制方便、可靠性高，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，有利于降低成本。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制電路的電路框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的主控模塊的電路原理圖。主要包括內(nèi)嵌CAN控制器的高速微控制器芯片DS80C390、可編程外圍器件PSD934F2和存儲(chǔ)器HM628 128A。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電流、電壓采樣電路的電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的脫扣信號(hào)輸出電路的電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵盤(pán)輸入電路的電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的液晶顯示電路的電路原理圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊的電路原理圖。
圖8是本實(shí)用新型與上位機(jī)進(jìn)行通信的實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的控制電路以主控模塊為核心，它連接有電流、電壓采樣電路、脫扣信號(hào)輸出電路、鍵盤(pán)輸入電路、液晶顯示電路等功能模塊，并通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊模塊與上位機(jī)連接，并交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的通訊。
如圖2所示，主控模塊包括內(nèi)嵌CAN控制器的高速微控制器芯片DS80C390、可編程外圍器件PSD934F2和存儲(chǔ)器HM628 128A。其主要功能是通過(guò)電流、電壓采樣電路讀入電流和電壓值，進(jìn)行超限值判斷，如果發(fā)生超限值故障，則由脫扣信號(hào)輸出電路發(fā)分?jǐn)嘈盘?hào)分?jǐn)嗝摽燮?；通過(guò)鍵盤(pán)輸入電路和液晶顯示電路系統(tǒng)與用戶進(jìn)行交互；通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊模塊與其它設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享功能。
如圖3所示，電流、電壓采樣電路的電路選用電能表專用的單相雙向功率/能量芯片CS5460A，該芯片是24位A/D轉(zhuǎn)換器，帶有能量計(jì)算引擎的CM0S單芯片功率測(cè)量裝置，能夠分擔(dān)CPU任務(wù)，其整體的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性較高。其工作時(shí)電壓互感器和電流互感器二次側(cè)的感應(yīng)電流信號(hào)分別經(jīng)采樣/分壓電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入到CS5460A的電壓和電流通道。由于電流互感器為空心互感器，其二次側(cè)感應(yīng)出的信號(hào)比一次側(cè)超前90度，故接一無(wú)源積分電路(RC組成)與CS5460A內(nèi)部的相位補(bǔ)償功能相結(jié)合進(jìn)行相位校正，以實(shí)現(xiàn)能量的精確計(jì)算。
如圖4所示，脫扣信號(hào)輸出電路接受來(lái)自主控模塊的脫扣信號(hào)，完成脫扣器的分?jǐn)?。電路采用帶光電隔離的固態(tài)繼電器J1，將微控制器與外界工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境隔離，避免外界干擾進(jìn)入微控制器系統(tǒng)。
如圖5、圖6所示的鍵盤(pán)輸入和液晶顯示電路，通過(guò)液晶屏顯示由主控模塊獲得的電參數(shù)、故障記錄等信息，通過(guò)鍵盤(pán)輸入電路向主控模塊發(fā)送用戶的參數(shù)設(shè)置等指令信息。
如圖7所示，CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊與集成了兩個(gè)全功能CAN2.0B控制器的DS80C390芯片連接。CAN總線收發(fā)器采用PCA 82C250芯片，82C250是CAN控制器和物理總線間的接口，可提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì)CAN控制器的差動(dòng)接收能力。其具體工作過(guò)程是對(duì)于信息的發(fā)送，首先主控模塊將待發(fā)送信息傳送到CAN模塊中相應(yīng)的發(fā)送信息中心，然后啟動(dòng)發(fā)送命令。信息從發(fā)送信息中心發(fā)送到CAN總線上是由CAN模塊自動(dòng)完成的，當(dāng)信息發(fā)送成功后，CAN模塊向主控模塊發(fā)出中斷請(qǐng)求，告知發(fā)送完畢，主控模塊響應(yīng)中斷，查詢狀態(tài)位，判斷為何種中斷，并作出相應(yīng)處理；對(duì)于信息的接收，信息從CAN總線到相應(yīng)的接收信息中心也是由CAN模塊自動(dòng)完成的，這一過(guò)程無(wú)需主控模塊的參與，當(dāng)接收完畢后，CAN模塊向主控模塊發(fā)出一個(gè)中斷申請(qǐng)，主控模塊響應(yīng)中斷，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀入操作。
如圖8所示，本實(shí)用新型的脫扣器一端與電網(wǎng)相連，另一端連到CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，多組設(shè)備通過(guò)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)互連。上位PC機(jī)通過(guò)CAN總線適配卡與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)，上位PC機(jī)配有打印機(jī)。多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的總線式網(wǎng)絡(luò)保證了智能脫扣器能實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性聯(lián)鎖功能和級(jí)聯(lián)保護(hù)協(xié)調(diào)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的智能脫扣器，其特征是其控制電路包括有一個(gè)主控模塊，主控模塊的采樣信號(hào)輸入端與電流、電壓采樣電路相連接，主控模塊的控制信號(hào)輸出端與脫扣信號(hào)輸出電路連接，主控模塊的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線控制器通訊端與一個(gè)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的智能脫扣器，其特征是所述主控模塊連接有液晶顯示電路和鍵盤(pán)輸入電路。
專利摘要本實(shí)用新型屬于低壓配電設(shè)備，涉及一種用于低壓斷路器的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總路線的智能脫扣器。其控制電路包括有一個(gè)主控模塊，主控模塊的采樣信號(hào)輸入端與用來(lái)采集配電設(shè)備工作狀態(tài)信息的電流、電壓采樣電路相連接，主控模塊的控制信號(hào)輸出端與用來(lái)控制斷路器操作機(jī)構(gòu)的脫扣信號(hào)輸出電路連接，主控模塊的內(nèi)嵌CAN現(xiàn)場(chǎng)總線控制器通訊端與CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊模塊連接。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層以上通信功能、集成度高、成本低、使用調(diào)試方便。
文檔編號(hào)H02J13/00GK2773889SQ20052006912
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月5日
發(fā)明者蔡彬, 張杭, 趙躍華, 熊書(shū)明 申請(qǐng)人:大全集團(tuán)有限公司