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      智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:7496515閱讀:351來源:國知局
      專利名稱:智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),特別是一種適用于無人值守型天文望遠鏡配
      電中的智能監(jiān)控系統(tǒng)。
      背景技術
      受人類活動及自然環(huán)境的影響,天文望遠鏡往往建造在比較偏遠的地方,這些地方的生活、工作條件比較差,給工作人員帶來了不便。如果能夠減少人員的駐守,甚至無人值守,而通過遠程控制的方式實現(xiàn)對望遠鏡的操作,將具有重要的現(xiàn)實意義。目前,望遠鏡的遠程控制主要集中在觀測數(shù)據(jù)的遠程傳輸上,而對整個儀器及附屬設備的供電操作及異常處理,均需要現(xiàn)場工作人員來實現(xiàn),這并不能實現(xiàn)真正的無人值守操作。

      發(fā)明內容
      本發(fā)明的目的是提出一種具有狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷,并可以網(wǎng)絡遠程控制的智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),以解決無人值守型望遠鏡遠程上電的要求。
      本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的 智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),主要由系統(tǒng)控制單元、配電輸出單元、電量監(jiān)測單元、人機接口模塊、AC/DC電源等五大部分組成。 系統(tǒng)控制單元,作為智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的控制核心,與配電輸出單元、電量監(jiān)測單元、人機接口模塊相連接,它將電量監(jiān)測單元采集的電壓、電流信息,送與人機接口模塊進行本地顯示處理,同時將采集的電量信息及系統(tǒng)當前狀態(tài)通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口傳遞給遠程控制計算機,遠程操作人員發(fā)送的指令信息也通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳遞給系統(tǒng)控制單元,實現(xiàn)對配電輸出單元的操控。 配電輸出單元接受系統(tǒng)控制單元發(fā)送來的命令,主要通過九路繼電器的閉合與斷開,實現(xiàn)九路交流供電電源的通斷。 電量監(jiān)測單元主要完成配電輸出單元中九路交流供電電源的電壓、電流等參數(shù)的監(jiān)測,并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過串行通信的方式發(fā)送給系統(tǒng)控制單元,以實現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的實時監(jiān)控。 人機接口模塊包括本地手動輸入按鈕、指示燈和LCD顯示模塊,本地手動輸入按鈕用來實現(xiàn)智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的本地操控,按下按鈕指示燈亮,對應的交流供電電源導通;LCD顯示模塊則顯示電量監(jiān)測單元發(fā)送來的交流電壓、電流值及九路交流供電電源的通斷狀態(tài)等信息。 配電輸出單元將輸入的三相電源通過三相空開分配給九路繼電器,實現(xiàn)九路可控交流輸出電源,另外,取三相電源中的一相,通過AC/DC電源給系統(tǒng)中的控制、監(jiān)測、顯示等單元提供直流電源。 本發(fā)明的工作原理是智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)設有本地工作模式和遠程操控模式兩種。當系統(tǒng)處于本地工作模式時,系統(tǒng)控制單元通過讀取人機接口模塊中的手動輸入按
      3鈕狀態(tài),控制對應的交流供電電源的通斷,同時把九路交流供電電源的通斷狀態(tài)及對應的 電壓、電流值送與LCD顯示單元顯示,供工作人員查看;當系統(tǒng)處于遠程操控模式時,遠程 計算機通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡給本系統(tǒng)的系統(tǒng)控制單元發(fā)送指令,系統(tǒng)控制單元根據(jù)用戶指令, 控制對應的交流供電電源的通斷,同時,系統(tǒng)控制單元把九路交流供電電源的通斷狀態(tài)及 對應的電壓、電流值回送給遠程計算機,實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)測和控制。 本發(fā)明擁有傳統(tǒng)配電箱的所有特性,又完全超越了傳統(tǒng)配電箱,它可以使用戶通 過網(wǎng)絡任意設定各路交流電源的通斷,也可以使用戶隨時了解配電箱內各路電源的工作狀 態(tài),保障配電安全,因此具有智能化程度高、使用方便、控制靈活等特點,可以實現(xiàn)無人值守 型望遠鏡配電系統(tǒng)的遠程操作與監(jiān)控。


      圖1為本發(fā)明智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖。
      具體實施例方式
      以下結合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。 參照圖l,一種智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),由系統(tǒng)控制單元、配電輸出單元、電量監(jiān)測 單元、人機接口模塊、AC/DC電源五部分組成; 所述系統(tǒng)控制單元,包括以單片機C8051F020為核心的主處理電路、手動接口 、顯 示接口、網(wǎng)絡控制器、RS485通信接口、九路繼電器驅動電路; 所述配電輸出單元,包括九路繼電器、九路單相空開、九路交流電源濾波器、九路 交流電源輸出接口; 所述電量監(jiān)測單元,包括用于測量三相交流電壓的電壓互感器、用于測量三相交 流電流的電流互感器、數(shù)據(jù)處理器; 所述人機接口模塊,包括本地手動輸入按鈕、指示燈和LCD顯示模塊; 系統(tǒng)控制單元,通過手動接口與本地手動輸入按鈕相連接,實現(xiàn)本地輸電操控;通
      過顯示接口與LCD顯示模塊相連接,實現(xiàn)由電量監(jiān)測單元反饋的電壓、電流參數(shù)的顯示;通
      過網(wǎng)絡控制器與以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口相連接,實現(xiàn)系統(tǒng)控制單元同遠程操控計算機的網(wǎng)絡通
      信;通過九路繼電器驅動電路分別與九路繼電器控制連接;通過RS485通信接口與電量監(jiān)
      測單元的數(shù)據(jù)處理器相連接,電量監(jiān)測單元的電壓互感器、電流互感器與配電輸出單元中
      的九路交流電源輸出接口相連接,以完成將測得的各路輸出電路的電壓、電流參數(shù)發(fā)送給
      系統(tǒng)控制單元;所述九路繼電器分別通過三相空開與三相交流電源相連接;所述AC/DC電
      源的輸入端與三相交流電源中的一相相連接,其輸出端為所述智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)中的
      控制、監(jiān)測、顯示等單元提供直流供電電源。 其中所述的單片機C8051F020構成的主處理電路,用于通過RS485接口完成與電 量監(jiān)測單元的通信,以讀取輸出交流電源的電壓、電流參數(shù);用于通過顯示接口將九路交流 電源的通斷狀態(tài)及電壓、電流參數(shù)送與LCD顯示模塊顯示;用于配置、控制網(wǎng)絡控制器完成 與遠程操控計算機的數(shù)據(jù)交互;用于讀取手動輸入按鈕狀態(tài);用于通過九路繼電器驅動電 路控制九路交流電流的通斷。 所述的九路繼電器驅動電路由兩片TPIC6B595級聯(lián)構成,控制信號由C8051F020單片機通過SPI總線發(fā)送給TPIC6B595,用于驅動繼電器、控制交流電源通斷。所述的網(wǎng)絡控制器主要以CP2200單芯片網(wǎng)絡控制器為核心,通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口實現(xiàn)系統(tǒng)控制單元同遠程操控計算機的網(wǎng)絡通信。 電量監(jiān)測單元屬于從系統(tǒng),系統(tǒng)控制單元屬于主系統(tǒng),主系統(tǒng)定時給從系統(tǒng)發(fā)送
      查詢命令,從系統(tǒng)只有接收到查詢命令后才能將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送給主系統(tǒng)。 九路繼電器用于實現(xiàn)弱點對強電的控制;九路交流電源濾波器用于交流電源濾
      波,提高輸出電源質量;九路交流電源輸出接口主要由六路Y2-5圓形接口 、三路插排接口
      組成,具有接口靈活、使用方便等特點。 LCD顯示模塊通過顯示接口同系統(tǒng)控制單元相連接,所述的顯示接口主要由兩片74LS245組成,用以實現(xiàn)C8051F020單片機與液晶顯示模塊之間的信號電平轉換;所述的LCD顯示模塊采用256X64全圖形點陣式液晶顯示模塊,用于顯示交流電壓值、交流電流值、九路交流電源通斷狀態(tài)等參數(shù)。 手動輸入按鈕及指示燈作為人機接口模塊的一部分,主要由九路帶指示燈的按鍵開關組成,用來實現(xiàn)智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的本地操控,按下按鈕指示燈亮,對應的交流供電電源導通。 軟件程序根據(jù)系統(tǒng)功能特點采用模塊化設計,使用C語言編程實現(xiàn),分為主工作程序、顯示程序、以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信程序、RS485通信程序四大部分。其中,以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信程序采用客戶_服務器模式、基于精簡的TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn),其中智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)作為服務器,遠程操控計算機作為客戶,本發(fā)明定義的遠程操控計算機是現(xiàn)有的普通計算機,它通過網(wǎng)線與智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)連接,在客戶端不需要安裝額外的軟件程序,只需要WEB瀏覽器,通過HTTP協(xié)議即可實現(xiàn)對智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)的控制與狀態(tài)查詢。
      權利要求
      一種智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,由系統(tǒng)控制單元、配電輸出單元、電量監(jiān)測單元、人機接口模塊、AC/DC電源五部分組成;所述系統(tǒng)控制單元,包括以單片機C8051F020為核心的主處理電路、手動接口、顯示接口、網(wǎng)絡控制器、RS485通信接口、九路繼電器驅動電路;所述配電輸出單元,包括九路繼電器、九路單相空開、九路交流電源濾波器、九路交流電源輸出接口;所述電量監(jiān)測單元,包括用于測量三相交流電壓的電壓互感器、用于測量三相交流電流的電流互感器、數(shù)據(jù)處理器;所述人機接口模塊,包括本地手動輸入按鈕、指示燈和LCD顯示模塊;系統(tǒng)控制單元,通過手動接口與本地手動輸入按鈕相連接,實現(xiàn)本地輸電操控;通過顯示接口與LCD顯示模塊相連接,實現(xiàn)由電量監(jiān)測單元反饋的電壓、電流參數(shù)的顯示;通過網(wǎng)絡控制器與以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口相連接,實現(xiàn)系統(tǒng)控制單元同遠程操控計算機的網(wǎng)絡通信;通過九路繼電器驅動電路分別與九路繼電器控制連接;通過RS485通信接口與電量監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)處理器相連接,電量監(jiān)測單元的電壓互感器、電流互感器與配電輸出單元中的九路交流電源輸出接口相連接,以完成將測得的各路輸出電路的電壓、電流參數(shù)發(fā)送給系統(tǒng)控制單元;所述九路繼電器分別通過三相空開與三相交流電源相連接;所述AC/DC電源的輸入端與三相交流電源中的一相相連接,其輸出端為所述智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)中的控制、監(jiān)測、顯示等單元提供直流供電電源。
      2. 根據(jù)權利要求1所述的智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于,所屬的九路繼電器驅 動電路是由兩片TPIC6B595級聯(lián)構成。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng),特別是一種適用于無人值守型天文望遠鏡配電中的智能交流配電監(jiān)控系統(tǒng)。它由系統(tǒng)控制單元、配電輸出單元、電量監(jiān)測單元、人機接口模塊、AC/DC電源等五大部分組成,系統(tǒng)控制單元與配電輸出單元、電量監(jiān)測單元、人機接口模塊相連接,它將電量監(jiān)測單元采集的電壓、電流信息,送與人機接口模塊進行本地顯示處理,同時將采集的電量信息及系統(tǒng)當前狀態(tài)通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口傳遞給遠程控制計算機,遠程操作人員發(fā)送的指令信息也通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳遞給系統(tǒng)控制單元,實現(xiàn)對配電輸出單元的操控。本系統(tǒng)可實現(xiàn)安全、靈活的無人值守型望遠鏡配電系統(tǒng)的遠程操作與監(jiān)控。
      文檔編號H02J13/00GK101719693SQ20091021806
      公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月22日
      發(fā)明者張斌, 李洪文, 王帥, 陰玉梅 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
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