和LED燈相連，整個(gè)電路供電電壓為3.3V。
[0026]4、電源管理軟件
電源管理軟件部署于指控計(jì)算機(jī)，國產(chǎn)化計(jì)算機(jī)采用全國產(chǎn)化環(huán)境(龍芯CPU，麒麟操作系統(tǒng))?；赥CP協(xié)議通過以太網(wǎng)同部署于電源控制盒上的嵌入式軟件相交互，具有以下功能特點(diǎn):
(I)對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程加電、斷電控制，同時(shí)支持單設(shè)備控制和組控兩種模式。單設(shè)備控制模式下可實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)設(shè)備的加電、斷電、復(fù)位操作；組控模式下，可按用戶設(shè)定的啟動(dòng)順序、啟動(dòng)時(shí)延將多個(gè)設(shè)備編制成組，以組為單位進(jìn)行依次加電或斷電。
[0027](2)對(duì)設(shè)備用電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以及過流、過壓、過熱、短路等設(shè)備異常狀態(tài)。
[0028](3)電源管理軟件采用客戶端與服務(wù)端分布式部署方式，客戶端與服務(wù)端通過TCP方式進(jìn)行連接。客戶端主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層邏輯，包括輸入狀態(tài)監(jiān)控、輸出狀態(tài)監(jiān)控、異常狀態(tài)監(jiān)控、單設(shè)備控制、組控、配置管理等六個(gè)功能。服務(wù)端采用三層結(jié)構(gòu)，由上至下，依次為:月艮務(wù)層、協(xié)議層、通信層。服務(wù)層作為TCP服務(wù)端，響應(yīng)客戶端鏈接請求，接收并處理客戶操作任務(wù)，同時(shí)將操作回執(zhí)與設(shè)備狀態(tài)向客戶端推送；協(xié)議層按照設(shè)備交互協(xié)議，根據(jù)用戶操作合成電源控制設(shè)備能夠識(shí)別的指令幀，并解析設(shè)備發(fā)來的設(shè)備狀態(tài)報(bào)文；通信層提供對(duì)電源控制設(shè)備的心跳檢測、報(bào)文收發(fā)。采用此種松耦合、模塊化的架構(gòu)，提高了程序的魯棒性，更好的適配國產(chǎn)化運(yùn)行環(huán)境。
[0029]5、智能配電流程
智能配電流程如圖5至13所示，結(jié)合軟件運(yùn)行流程和硬件信號(hào)動(dòng)作過程，詳細(xì)說明其控制流程。配電模塊共分為智能配電控制模塊、智能配電模塊以及1擴(kuò)展板，架構(gòu)及連接關(guān)系如圖1所示，配電動(dòng)作過程如下:
1擴(kuò)展板實(shí)時(shí)采集開關(guān)信號(hào)數(shù)字量，通過CAN總線傳遞給智能配電控制模塊，智能配電控制模塊識(shí)別后，通過當(dāng)前上電狀態(tài)判斷是否需要配電；
智能配電控制模塊將信號(hào)動(dòng)作通過CAN總線傳遞給智能配電模塊，后者接收到信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)接通或者關(guān)斷此路配電，再將配電接通狀態(tài)反饋給智能配電控制模塊；智能配電控制模塊將接收的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成指示燈信息，發(fā)送至1擴(kuò)展板。
[0030]具體流程包括四方面:開關(guān)信號(hào)識(shí)別，配電指示燈控制，電壓、電流信號(hào)采集、1配電輸出故障與顯示。
[0031](I)開關(guān)信號(hào)識(shí)別
O 1擴(kuò)展板的單片機(jī)每1ms采集一次當(dāng)前所有撥動(dòng)開關(guān)的狀態(tài)，低電平表示開關(guān)有效(變量為1)，高電平處于關(guān)斷狀態(tài)(變量為0)，CAN內(nèi)部總線每隔500毫秒上報(bào)一次所有撥動(dòng)開關(guān)的位置信息。單片機(jī)MC9S12G48通過采集開關(guān)1~18接通、關(guān)斷的電平信號(hào)，完成對(duì)開關(guān)1~18接通、關(guān)斷的硬件位置判斷。軟件流程如圖5所示，硬件電路圖如圖4所示。
[0032]2)智能配電控制模塊接收到1擴(kuò)展板傳遞的開關(guān)信號(hào)后，經(jīng)邏輯判斷，識(shí)別當(dāng)前當(dāng)路開關(guān)是否需要配電，并通過CAN收發(fā)器進(jìn)行發(fā)送命令操作，軟件流程如圖6所示。
[0033]3)智能配電模塊通過CAN總線接收到智能配電控制模塊發(fā)送的接通、關(guān)斷、復(fù)位配電命令后，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，執(zhí)行完成將狀態(tài)通過CAN總線上報(bào)至智能配電控制模塊，軟件流程如圖7所示。
[0034]以第I路配電為例，當(dāng)接收到接通命令后，智能配電模塊利用單片機(jī)輸出口控制光耦1，使得第I路MOS管處于接通狀態(tài)，當(dāng)前額定26V電壓加載到配電輸出1，完成配電接通動(dòng)作，電路實(shí)現(xiàn)如圖3所示。同理，可控制光耦I(lǐng)完成關(guān)斷狀態(tài)。單片機(jī)采集控制輸出口電平信號(hào)，完成配電實(shí)際接通、關(guān)斷狀態(tài)識(shí)別，形成CAN數(shù)據(jù)，通過CAN總線上報(bào)至智能配電控制模塊，軟件流程如圖8所示。
[0035](2)配電指示燈控制
智能配電控制模塊接收到數(shù)據(jù)后，通過系統(tǒng)主動(dòng)上報(bào)任務(wù)，整理上報(bào)至1擴(kuò)展板，1擴(kuò)展板接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)亮LED指示燈，軟件流程如圖9所示。硬件通過CAN總線接收到智能配電控制模塊的數(shù)據(jù)，利用單片機(jī)控制595級(jí)聯(lián)芯片，控制配電LED1-LED18的配電輸出指示情況。電路實(shí)現(xiàn)如圖4所示。
[0036](3)電流、電壓信號(hào)采集
智能配電模塊每隔1ms采集一次所有配電的電流、電壓數(shù)據(jù)，每路采集16次后取平均值，將采集到的所有配電輸出電流、電壓值通過CAN上報(bào)至智能配電控制模塊。軟件流程如圖10所示。硬件采集電壓時(shí)，利用多路選擇芯片選通方式進(jìn)行各路電壓采集，電流通過單片機(jī)的獨(dú)立AD采樣通道進(jìn)行采集，電路實(shí)現(xiàn)如圖3所示。
[0037]( 4 )配電輸出故障與顯示
在智能配電模塊中，單片機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前每路的電壓、電流、短路等狀態(tài)，若當(dāng)前配電接通，電流、電壓值大于配電輸出所預(yù)定的故障值且持續(xù)超過所指定的濾波時(shí)間時(shí)，關(guān)斷當(dāng)前配電的輸出，置故障標(biāo)志，智能配電模塊將故障標(biāo)志整理通過CAN數(shù)據(jù)發(fā)送至智能配電控制模塊，再將故障標(biāo)志整理成1擴(kuò)展板的指示燈信息，1擴(kuò)展板接收到該信息后，點(diǎn)亮或者閃爍當(dāng)前配電的故障指示燈。
[0038]以電壓過壓故障為例，實(shí)現(xiàn)流程如下:
O故障判斷:智能配電模塊每1ms判斷一次當(dāng)前所有路數(shù)的電壓值是否大于該路設(shè)定告警值，當(dāng)持續(xù)時(shí)間大于當(dāng)前路數(shù)的時(shí)間后，置位電壓過壓告警標(biāo)志；當(dāng)電壓大于當(dāng)前該路設(shè)定的故障值且持續(xù)時(shí)間大于當(dāng)前設(shè)定的故障濾波時(shí)間后，關(guān)斷該路輸出，清除過壓告警標(biāo)志，置位過壓故障標(biāo)志。軟件流程如圖11所示。
[0039]2)故障處置:當(dāng)過壓故障產(chǎn)生時(shí)，智能配電模塊控制當(dāng)前該路配電的控制口，利用單片機(jī)輸出口控制光耦1，使得第I路MOS管處于斷開狀態(tài)，切斷配電輸出。智能配電控制模塊接收到智能配電模塊發(fā)送的故障標(biāo)志后，通過系統(tǒng)主動(dòng)上報(bào)任務(wù)，主動(dòng)將該故障三次上報(bào)至以太網(wǎng)總線，并將故障指示信息上報(bào)至1擴(kuò)展板進(jìn)行故障燈顯示。軟件流程如圖12所示。硬件通過CANl通道接收智能配電模塊數(shù)據(jù)，整理后將數(shù)據(jù)由CAN2通道發(fā)送三次至以太網(wǎng)控制器，由CANl通道發(fā)送至1擴(kuò)展板。
[0040]3) 1擴(kuò)展板指示配電故障:10擴(kuò)展板接收智能配電控制模塊上報(bào)的配電指示燈狀態(tài)信息，當(dāng)配電出現(xiàn)故障時(shí)，優(yōu)先顯示故障指示燈，當(dāng)無故障、告警狀態(tài)時(shí)，按照正常狀態(tài)顯示接通、關(guān)斷狀態(tài)。軟件流程如圖13所示。硬件通過CAN總線接收到智能配電控制模塊的數(shù)據(jù)，利用單片機(jī)控制595級(jí)聯(lián)芯片，控制配電LED1~LED18的配電故障指示情況。電路實(shí)現(xiàn)如圖3所示。
[0041]本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能電源控制盒，包括殼體，其特征在于:在所述殼體內(nèi)設(shè)置智能配電控制模塊和智能配電模塊；所述智能配電控制模塊包括第一單片機(jī)、第一集成塊、電源模塊、第一CAN收發(fā)器、第一 CAN總線通訊接口，第一集成塊、電源模塊、第一 CAN收發(fā)器分別與第一單片機(jī)相連接；所述智能配電模塊包括DSC處理器、兩個(gè)以上的光耦、與所述光耦對(duì)應(yīng)的貼片MOS管和功率開關(guān)、多路開關(guān)、電源模塊，每個(gè)貼片MOS管和功率開關(guān)均有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述DSC處理器分別與每個(gè)光親一端相連，至少一個(gè)光親的另一端與對(duì)應(yīng)的貼片MOS管的一個(gè)輸入端相連，至少一個(gè)光耦的另一端與對(duì)應(yīng)的功率開關(guān)的一個(gè)輸入端相連，貼片MOS管和者功率開關(guān)的輸出端均為配電輸出，貼片MOS管和者功率開關(guān)的輸出端同時(shí)經(jīng)多路開關(guān)連接反饋至DSC處理器，用于電壓采樣；貼片MOS管和者功率開關(guān)的輸出端同時(shí)直接連接反饋至DSC處理器，用于電流采樣；貼片MOS管或者功率開關(guān)的另一個(gè)輸入端連接26V電源；所述智能配電模塊還包括第二 CAN收發(fā)器，第二 CAN收發(fā)器一端與智能配電模塊的DSC處理器相連，第二 CAN收發(fā)器的另一端通過智能配電控制模塊的第一 CAN收發(fā)器連接到第一單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電源控制盒，其特征在于:所述智能電源控制盒包括1擴(kuò)展板，該1擴(kuò)展板包括第二單片機(jī)、一組第二集成塊、一組開關(guān)、一組顯示燈、一組電阻、CAN收發(fā)器，一個(gè)顯示燈和一個(gè)電阻構(gòu)成一個(gè)顯示電路，第二單片機(jī)與第二集成塊相連，第二集成塊另一端分別與每路顯示電路相連，每個(gè)顯示電路均具有開關(guān)；所述智能配電控制模塊也具有CAN通訊口，1擴(kuò)展板的第二單片機(jī)通過CAN通訊口連接到智能配電控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電源控制盒，其特征在于:所述智能配電控制模塊包括第二 CAN收發(fā)器、第二 CAN總線通訊接口，智能配電控制模塊的第一單片機(jī)通過第二 CAN收發(fā)器、第二 CAN總線通訊接口連接到外部的計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的智能電源控制盒，其特征在于:所述電源模塊為科索模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能電源控制盒。該智能電源控制盒包括智能配電控制模塊、智能配電模塊、IO擴(kuò)展板、通訊接口、殼體、電連接器。該設(shè)備采用微處理器、信息處理及通信等技術(shù)完成對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、管理和控制，是電源控制和管理中心，具有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、配電運(yùn)行管理、負(fù)載的運(yùn)行管理等功能。本發(fā)明的控制盒和方法能夠智能管理各路輸出，實(shí)現(xiàn)各路輸出開關(guān)獨(dú)立、故障隔離、任意編組和按時(shí)序啟動(dòng)，具有電壓、電流以及溫度保護(hù)功能，同時(shí)優(yōu)先保證重要輸出。其電源管理軟件適配國產(chǎn)化運(yùn)行環(huán)境，對(duì)各路輸出進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，迅速確定故障部位和原因，及時(shí)復(fù)位或修復(fù)故障輸出，提高了系統(tǒng)可維修性，降低平均故障恢復(fù)時(shí)間。
【IPC分類】H02J13-00, H02B1-24
【公開號(hào)】CN104682214
【申請?zhí)枴緾N201510009113
【發(fā)明人】楊騁, 李廷震, 郭曉鴻, 沈曄, 崔清培, 王蒙, 李尚
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月8日