專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)關(guān)柜操控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力領(lǐng)域使用的開(kāi)關(guān)柜，特別是一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置。
技術(shù)背景開(kāi)關(guān)柜操控裝置在目前來(lái)說(shuō)還沒(méi)有一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即還沒(méi)有一個(gè)固定的功 能做法和使用界限。目前在電力領(lǐng)域中，大多數(shù)的控制裝置僅限于基本型的溫 濕度測(cè)量控制，而很少有把多功能電力儀表嵌入在開(kāi)關(guān)智能操控裝置的設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的方法是差不多的，信號(hào)采集采用的是專(zhuān)用計(jì)量芯片，然后加上微 控制單元(Micro Controller Unit,簡(jiǎn)稱(chēng)MCU)，在實(shí)現(xiàn)方面采用2芯片甚至3 芯片方案成本較高，靈活性不夠強(qiáng)，功能實(shí)現(xiàn)弱些，計(jì)量芯片內(nèi)可測(cè)量參數(shù)由 芯片廠(chǎng)家固定。而且目前已有產(chǎn)品沒(méi)有做到電網(wǎng)質(zhì)量分析，比如一些諧波分析、 故障錄波等，在電力保護(hù)方面是空白的，沒(méi)有涉及到電壓電流相序、失壓和欠 壓、缺相等的保護(hù)，因此在功能上不能滿(mǎn)足智能化，多功能化的需求。 發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置。技術(shù)方案本實(shí)用新型所述的一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置，包括智能平臺(tái)，智能 平臺(tái)分別與電流采樣與測(cè)量單元、時(shí)鐘單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸出單 元、存儲(chǔ)單元、語(yǔ)音提示單元、紅外抄表單元、人體感應(yīng)單元以及溫濕度測(cè)控 單元連接，智能平臺(tái)還與按鍵連接輸入控制開(kāi)關(guān)柜操控裝置工作狀態(tài)的信號(hào)， 與智能平臺(tái)連接的顯示輸出單元將開(kāi)關(guān)柜操控裝置的工作狀態(tài)信息輸出顯示。本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)柜操控裝置將所有電流采樣與測(cè)量單元采集到的信號(hào) 數(shù)據(jù)，在MCU內(nèi)部進(jìn)行各種算法和數(shù)據(jù)分析、調(diào)節(jié)處理，可以得到常用電壓、 電流、功率、功率因數(shù)、頻率、四相限電能計(jì)量之外，還帶有電網(wǎng)質(zhì)量分析以 及事件記錄、故障錄波功能。電網(wǎng)質(zhì)量分析包括對(duì)電網(wǎng)電壓、電流諧波含量， 電壓、電流總諧波含量，電壓、電流不平衡度，不對(duì)稱(chēng)性，電壓、電流正序， 電壓、電流負(fù)序的監(jiān)測(cè)。其中所述的各個(gè)組成單元以及相應(yīng)的各種算法和數(shù)據(jù) 分析可以由電測(cè)儀表領(lǐng)域中常用技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型中，所述智能平臺(tái)為微控制單元與數(shù)字信號(hào)處理 (Digital Signal Processing,簡(jiǎn)稱(chēng)DSP)的組合，或者微控制單元與微處理器 (Advanced RISC Machines,簡(jiǎn)稱(chēng)ARM)的組合。
優(yōu)選地，所述智能平臺(tái)還與保護(hù)控制單元以及開(kāi)關(guān)繼電器連接，保護(hù)控制 單元通過(guò)開(kāi)關(guān)繼電器控制輸出。從而增加了常用保護(hù)功能，包括失壓和欠壓、 缺相、三段電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)、加速度保護(hù)、PT斷線(xiàn)告警、非 電量保護(hù)等。這些功能通過(guò)電測(cè)儀表領(lǐng)域中的常規(guī)技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型中，顯示輸出單元包括LCD人機(jī)接口控制模塊，智能平臺(tái)通過(guò) LCD人機(jī)接口控制模塊將工作狀態(tài)信息輸出到液晶屏顯示。本實(shí)用新型中，可 以采用一般的液晶顯示屏，優(yōu)選地液晶屏采用的是真彩色TFT液晶屏。從而使 得開(kāi)關(guān)柜操控裝置在界面使用上更加人性化，操作起來(lái)不僅給人有賞心悅目的 感覺(jué)，而且如復(fù)雜波形之類(lèi)也可以在界面上客觀(guān)地顯示出來(lái)。
本實(shí)用新型中，智能平臺(tái)上設(shè)有通訊接口。
有益效果本實(shí)用新型所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置將多功能電測(cè)儀表嵌入到普 通開(kāi)關(guān)柜操控裝置中，它不僅具備普通的具有動(dòng)態(tài)一次模擬圖、溫濕度測(cè)量與 控制等功能，還具有電力綜合參數(shù)測(cè)量，以及電網(wǎng)質(zhì)量分析與電力保護(hù)功能。 從而使原有的溫濕測(cè)量與控制裝置和電測(cè)裝置合為一體，滿(mǎn)足了客戶(hù)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)， 操控簡(jiǎn)單，功能多樣化的需求。

圖1是本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型的保護(hù)控制單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型的保護(hù)控制單元電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。
如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置，它包括智能平臺(tái)， 智能平臺(tái)分別與電流采樣與測(cè)量單元、時(shí)鐘單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸 出單元、存儲(chǔ)單元、語(yǔ)音提示單元、紅外抄表單元、人體感應(yīng)單元以及溫濕度 測(cè)控單元連接，智能平臺(tái)還與按鍵連接輸入控制開(kāi)關(guān)柜操控裝置工作狀態(tài)的信 號(hào)，與智能平臺(tái)連接的顯示輸出單元將開(kāi)關(guān)柜操控裝置的工作狀態(tài)信息輸出顯 示。
本實(shí)施例中，其智能平臺(tái)主要是通過(guò)1片MCU與1片ARM組合或者1片 MCU與1片DSP組合實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)施例中，電流采樣與測(cè)量單元先將輸入的電網(wǎng)電量信號(hào)(電壓電流輸 入信號(hào))轉(zhuǎn)化為弱電信號(hào)，其中電流信號(hào)通過(guò)電流互感器轉(zhuǎn)換，為降低成本，
電壓則通過(guò)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換，由二極管進(jìn)行信號(hào)箝位，防止過(guò)高電壓送MCU 片內(nèi)A/D導(dǎo)致芯片損壞，最后經(jīng)過(guò)RC濾波電路送A/D輸入口，其中轉(zhuǎn)換的弱 電信號(hào)是需要通過(guò)片內(nèi)基準(zhǔn)電壓抬高的。輸入的電量信號(hào)經(jīng)軟件計(jì)算和處理后， 可得到電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、四相限電能計(jì)量等電網(wǎng)參數(shù)之外， 還可獲得電網(wǎng)質(zhì)量負(fù)荷以及事件記錄、諧波含量等。
如圖2所示，所述智能平臺(tái)還與保護(hù)控制單元以及開(kāi)關(guān)繼電器連接，保護(hù) 控制單元通過(guò)開(kāi)關(guān)繼電器控制輸出。將處理后的電量信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析， 就可以得到電網(wǎng)負(fù)荷中那些情況需要保護(hù)，包括失壓和欠壓、缺相、三段電流 保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)、加速度保護(hù)、PT斷線(xiàn)告警、非電量保護(hù)等常用 保護(hù)，這些保護(hù)先通過(guò)ARM /DSP/ MCU與保護(hù)控制單元通訊，然后保護(hù)控制單 元再通過(guò)開(kāi)關(guān)繼電器輸出實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，具體的是ARM /DSP/ MCU處理數(shù)據(jù)獲 得的保護(hù)信息通過(guò)I/O輸出。如圖3所示，具體的是ARM /DSP/ MCU處理數(shù)據(jù) 獲得的保護(hù)信息通過(guò)I/O輸出，比如說(shuō)過(guò)流保護(hù)，當(dāng)某相電流大于所要求的最 大值時(shí)，ARM /DSP/ MCU通過(guò)I/O輸出一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)三極管VI (8050)工 作，而三極管V2 (8050)的B極則被下拉，三極管V2工作截止，繼電器DELAY1 初級(jí)線(xiàn)圈無(wú)電流通過(guò)，次極不能動(dòng)作，由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_(kāi)，則該相電流被 切斷，達(dá)到了預(yù)期的過(guò)流保護(hù)功能。本實(shí)施例中，繼電器為普通繼電器。
本實(shí)施例中，通過(guò)按鍵對(duì)整個(gè)多功能開(kāi)關(guān)柜操控裝置進(jìn)行設(shè)置。
本實(shí)施例中，顯示輸出單元包括LCD人機(jī)接口控制模塊，智能平臺(tái)通過(guò)LCD 人機(jī)接口控制模塊將工作狀態(tài)信息輸出到液晶屏顯示。LCD人機(jī)接口控制模塊 與DSP /ARM/MCU連接通訊，然后再把電量參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)及電網(wǎng)分析質(zhì)量后的數(shù) 據(jù)信息發(fā)送到LCD顯示屏，可實(shí)時(shí)地顯示需要的信息，諸如需要顯示的電網(wǎng)參 數(shù)、故障錄波以及各種電網(wǎng)負(fù)荷矢量圖、復(fù)雜電網(wǎng)圖形。
本實(shí)施例中，時(shí)鐘單元采用時(shí)鐘芯片與MCU/DSP/ARM通訊，記錄實(shí)時(shí)的時(shí) 鐘，便于查詢(xún)和記錄。
本實(shí)施例中，存儲(chǔ)單元可以保證在斷電下不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，將電能以及事件 記錄在該單元中，數(shù)據(jù)保存單元與MCU/DSP/ARM可通訊。
本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)量輸入單元對(duì)斷路器分合、小車(chē)位置等監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)輸入狀 態(tài)，開(kāi)關(guān)輸入經(jīng)過(guò)光耦等外圍電路輸入給MCU/DSP/ARM，可實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)到以上信 息。
本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)量輸出單元對(duì)要求報(bào)警以及加熱排風(fēng)等繼電器開(kāi)關(guān)控制
輸出。
本實(shí)施例中，語(yǔ)音提示單元對(duì)小車(chē)位置誤動(dòng)作以及人體靠近時(shí)，語(yǔ)音提示 要求改變狀態(tài)，語(yǔ)音發(fā)出主要是通過(guò)語(yǔ)音芯片加上功放、揚(yáng)聲器等實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)施例中，智能平臺(tái)上還設(shè)有通訊接口，開(kāi)關(guān)柜操控裝置與上位機(jī)或PLC 通過(guò)該單元可以通訊，通訊中可以是模擬通訊(采用的I/O 口 PWM輸出，再通 過(guò)光耦隔離)，也可以是RS485通訊。
本實(shí)施例中，紅外抄表單元將電能、事件等數(shù)據(jù)通過(guò)紅外發(fā)送出來(lái)，便于 客戶(hù)接收査詢(xún)和記錄。
本實(shí)施例中，與智能平臺(tái)連接的開(kāi)關(guān)電源提供開(kāi)關(guān)柜操控裝置的所有的工 作電源，電源部分分為直流電源和交流電源，方便客戶(hù)使用，并在一路電源切 斷后能自動(dòng)切換到另外一路電源。
本實(shí)施例中，對(duì)人體靠近能夠感測(cè)到，通過(guò)熱釋電傳感器感應(yīng)到人體后， 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸入給MCU/DSP/ARM處理測(cè)量。
本實(shí)施例中，溫濕度測(cè)控單元對(duì)外界環(huán)境溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，即外界 溫濕度傳感器感測(cè)到的溫濕度通過(guò)通訊口輸送給MCU/DSP/ARM，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處 理后，當(dāng)數(shù)據(jù)不在范圍之內(nèi)時(shí)，MCU/DSP/ARM就發(fā)出指令，發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)加熱或 排風(fēng)輸出改善環(huán)境。
本實(shí)用新型將多功能電測(cè)儀表嵌入到普通開(kāi)關(guān)柜操控裝置中，它不僅具備 普通的具有動(dòng)態(tài)一次模擬圖、溫濕度測(cè)量與控制等功能，還具有電力綜合參數(shù) 測(cè)量，以及電網(wǎng)質(zhì)量分析與電力保護(hù)功能。 '
本實(shí)用新型提供了一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方 案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(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(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還 可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 本實(shí)施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。；
權(quán)利要求1、一種開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，它包括智能平臺(tái)，智能平臺(tái)分別與電流采樣與測(cè)量單元、時(shí)鐘單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸出單元、存儲(chǔ)單元、語(yǔ)音提示單元、紅外抄表單元、人體感應(yīng)單元以及溫濕度測(cè)控單元連接；智能平臺(tái)還與按鍵連接，輸入控制開(kāi)關(guān)柜操控裝置工作狀態(tài)的信號(hào)；與智能平臺(tái)連接的顯示輸出單元將開(kāi)關(guān)柜操控裝置的工作狀態(tài)信息輸出顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，所述智能平臺(tái)為 微控制單元與數(shù)字信號(hào)處理的組合，或者微控制單元與微處理器的組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，所述智能平 臺(tái)還與保護(hù)控制單元以及開(kāi)關(guān)繼電器連接，保護(hù)控制單元通過(guò)開(kāi)關(guān)繼電器控制 輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，顯示輸出單元包 括LCD人機(jī)接口控制模塊，智能平臺(tái)通過(guò)LCD人機(jī)接口控制模塊將工作狀態(tài) 信息輸出到液晶屏顯示。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，所述液晶屏采用 真彩色TFT液晶屏。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，其特征在于，智能平臺(tái)上設(shè)有 通訊接口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型所述的一種帶有保護(hù)控制單元的開(kāi)關(guān)柜操控裝置，包括智能平臺(tái)，智能平臺(tái)分別與電流采樣與測(cè)量單元、時(shí)鐘單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸出單元、存儲(chǔ)單元、語(yǔ)音提示單元、紅外抄表單元、人體感應(yīng)單元以及溫濕度測(cè)控單元連接，智能平臺(tái)還與按鍵連接輸入控制開(kāi)關(guān)柜操控裝置工作狀態(tài)的信號(hào)，與智能平臺(tái)連接的顯示輸出單元將開(kāi)關(guān)柜操控裝置的工作狀態(tài)信息輸出顯示。所述的開(kāi)關(guān)柜操控裝置不僅具備普通的具有動(dòng)態(tài)一次模擬圖、溫濕度測(cè)量與控制等功能，還具有電力綜合參數(shù)測(cè)量，以及電網(wǎng)質(zhì)量分析與電力保護(hù)功能。從而使原有的溫濕測(cè)量與控制裝置和電測(cè)裝置合為一體，滿(mǎn)足了客戶(hù)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，操控簡(jiǎn)單，功能多樣化的需求。
文檔編號(hào)G05B15/02GK201178245SQ200820034550
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
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