專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能的高壓開(kāi)關(guān)柜控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高壓電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓開(kāi)關(guān)柜的控制器。
背景技術(shù)：
高壓開(kāi)關(guān)柜是一種常用的高壓設(shè)備，是電網(wǎng)的重要組成部分。隨著智能電網(wǎng)的逐步推廣，智能高壓開(kāi)關(guān)柜除具有傳統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜的基本功能外，還具有智能操控功能、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能和穩(wěn)定、快速及可靠的通信功能，以適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求。目前，常用的智能高壓開(kāi)關(guān)柜大多功能單一，不能可靠地同時(shí)實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為適應(yīng)智能電網(wǎng)的新要求而提供一種具有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能的高壓開(kāi)關(guān)柜控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)字測(cè)量、液晶顯示、智能測(cè)控和RS485、以太網(wǎng)及CAN
ififn。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元及分別與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元連接的溫濕度檢測(cè)單元、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元、智能測(cè)控單元、柜內(nèi)環(huán)境控制單元、系統(tǒng)電源單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元和人機(jī)界面單元組成，開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元由DSP及分別與DSP互連的CPLD、雙口 RAM存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、鐵電存儲(chǔ)器及RAM存儲(chǔ)器組成；絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元和網(wǎng)絡(luò)通信單元分別與DSP相連，智能測(cè)控單元通過(guò)不同的端口分別與DSP和CPLD相連，柜內(nèi)環(huán)境控制單元與CPLD相連，人機(jī)界面單元連接雙端口 RAM存儲(chǔ)器，系統(tǒng)電源單元分別連接各個(gè)所述單元。本實(shí)用新型可安裝于傳統(tǒng)的高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與網(wǎng)絡(luò)通信，并對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的故障進(jìn)行在線(xiàn)診斷，智能程度高。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接圖；圖中1.開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元；2.溫濕度檢測(cè)單元；3.絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元；4.機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元；5.智能測(cè)控單元；6.柜內(nèi)環(huán)境控制單元；7.系統(tǒng)電源單元；8.網(wǎng)絡(luò)通信單元；9.人機(jī)界面單元；10. DSP ； 11. CPLD ； 12.雙口 RAM存儲(chǔ)器；13.時(shí)鐘電路；14.鐵電存儲(chǔ)器；15. RAM存儲(chǔ)器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型由開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1、溫濕度檢測(cè)單元2、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元3、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元4、智能測(cè)控單元5、柜內(nèi)環(huán)境控制單元6、系統(tǒng)電源單元7、網(wǎng)絡(luò)通信單元8以及人機(jī)界面單元9組成。開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1分別連接溫濕度檢測(cè)單元2、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元3、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元4、智能測(cè)控單元5、柜內(nèi)環(huán)境控制單元6、系統(tǒng)電源單元7、網(wǎng)絡(luò)通信單元8和人機(jī)界面單元9。其中開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1由DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)10、CPLD (復(fù)雜可編程邏輯器件)11、雙口 RAM存儲(chǔ)器12、時(shí)鐘電路13、鐵電存儲(chǔ)器14及 RAM存儲(chǔ)器15組成。開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1內(nèi)的DSPlO通過(guò)IO 口與CPLDll互連、通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)口與雙口 RAM存儲(chǔ)器12和RAM存儲(chǔ)器15的數(shù)據(jù)總線(xiàn)互連、通過(guò)IO 口與時(shí)鐘電路13互連、通過(guò)SPI 口與鐵電存儲(chǔ)器14互連。DSPlO作為開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1的主CPU完成相關(guān)的控制與計(jì)算功能。CPLDll作為開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1的硬件邏輯閉鎖實(shí)現(xiàn)器件完成按編程后控制要求的邏輯閉鎖功能。雙口 RAM存儲(chǔ)器12作為開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1與人機(jī)界面單元9的接口器件，以其雙端口的優(yōu)勢(shì)避免了 DSPlO與人機(jī)界面單元9中的CPU在數(shù)據(jù)交互時(shí)可能發(fā)生的總線(xiàn)沖突。時(shí)鐘電路13作為整個(gè)控制器的時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)DSPlO傳送給控制器各相關(guān)部分。鐵電存儲(chǔ)器14作為控制器的參數(shù)存儲(chǔ)器，具有掉電保持特性和讀寫(xiě)方便性。RAM存儲(chǔ)器15作為開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中DSPlO的外部?jī)?chǔ)器，為DSPlO運(yùn)算提供必要的數(shù)據(jù)空間。溫濕度檢測(cè)單元2與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1通過(guò)RS485總線(xiàn)互連，溫濕度檢測(cè)單元2 內(nèi)設(shè)置有無(wú)線(xiàn)接收器，溫濕度檢測(cè)單元2經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)接收器接收高壓開(kāi)關(guān)柜中各溫度、濕度傳感器傳來(lái)的溫度、濕度信息，高壓開(kāi)關(guān)柜中各溫度傳感器和濕度傳感器采用接觸式無(wú)線(xiàn)傳感器，采集到溫度、濕度信號(hào)后，無(wú)線(xiàn)發(fā)射給溫濕度檢測(cè)單元2內(nèi)的無(wú)線(xiàn)接收器。絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元3檢測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的泄漏電流信號(hào)和超聲信號(hào)，與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中的DSPlO相連。絕緣特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元3由泄漏電流檢測(cè)部分和超聲波檢測(cè)部分組成，這兩個(gè)檢測(cè)部分分別將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)調(diào)理后按約定的4-20mA格式送到開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1，其中，泄漏電流檢測(cè)部分中的泄漏電流檢測(cè)元件采集信號(hào)，經(jīng)電流傳感后產(chǎn)生電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大與濾波后信號(hào)變換至4-20mA格式送至DSPlO的AD處理電路；超聲波檢測(cè)部分中的超聲波接收器采集超聲波信號(hào)，經(jīng)過(guò)帶通濾波與放大后信號(hào)變換至4-20mA格式送至DSPlO的AD處理電路。機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元4檢測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器的直線(xiàn)位移與角位移信號(hào)與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中的DSPlO相連。機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元4由直線(xiàn)位移檢測(cè)電路和角位移檢測(cè)電路組成，將表征高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)內(nèi)的斷路器分合間過(guò)程的直線(xiàn)位移信號(hào)和角位移信號(hào)傳送給開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1。智能測(cè)控單元5通過(guò)不同的端口分別與高壓開(kāi)關(guān)柜中的主回路電流、電壓互感器和開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中的DSP10、CPLD11相連。智能測(cè)控單元5由電流信號(hào)處理電路、電壓信號(hào)處理電路和分合閘控制電路組成，具有模擬脫扣功能、分合閘控制功能和電壓、電流信號(hào)的變換功能，電壓、電流信號(hào)處理電路均由濾波電路、放大電路和限幅電路組成；分合閘控制電路由光電隔離電路和繼電器組成。智能測(cè)控單元5將電壓互感器、電流互感器的主回路信號(hào)、高壓開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)信號(hào)傳送給開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1，在大電流的情況下可進(jìn)行模擬脫扣的功能，將開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1的控制信號(hào)傳送給開(kāi)關(guān)的相應(yīng)控制端。柜內(nèi)環(huán)境控制單元6輸入端與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中的CPLDll相連，執(zhí)行開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1發(fā)出的風(fēng)機(jī)與加熱器控制信號(hào)。系統(tǒng)電源單元7分別連接開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1、溫濕度檢測(cè)單元2、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元3、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元4、智能測(cè)控單元5、柜內(nèi)環(huán)境控制單元6、網(wǎng)絡(luò)通信單元8和人機(jī)界面單元9，負(fù)責(zé)全系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1以及與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1相連接的各單元的
{共 ο[0015]網(wǎng)絡(luò)通信單元8與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1中的DSPlO互連，提供RS485、CAN和以太網(wǎng)三種接口，通過(guò)這些接口與上位站控計(jì)算機(jī)相連。網(wǎng)絡(luò)通信單元8由CAN總線(xiàn)通信模塊、 RS485總線(xiàn)通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊組成。CAN總線(xiàn)通信模塊由高速光耦和CAN總線(xiàn)收發(fā)器組成；RS485總線(xiàn)通信模塊由高速光耦和RS485總線(xiàn)收發(fā)器組成；以太網(wǎng)通信模塊由網(wǎng)絡(luò)控制器和隔離變壓器組成。人機(jī)界面單元9連接雙端口 RAM存儲(chǔ)器12，通過(guò)雙端口 RAM存儲(chǔ)器12與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1相連，實(shí)現(xiàn)與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元1的數(shù)據(jù)交換，人機(jī)交互。
權(quán)利要求1.一種具有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能的高壓開(kāi)關(guān)柜控制器，由開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元(1)及分別與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元(1)連接的溫濕度檢測(cè)單元O)、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元(3)、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元(4)、智能測(cè)控單元(5)、柜內(nèi)環(huán)境控制單元(6)、系統(tǒng)電源單元(7)、網(wǎng)絡(luò)通信單元(8)和人機(jī)界面單元(9)組成，其特征是所述開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元(1)由DSP(IO)及分別與DSP(IO)互連的CPLD(Il)、雙口 RAM存儲(chǔ)器(1 、時(shí)鐘電路(13)、鐵電存儲(chǔ)器(14)及 RAM存儲(chǔ)器(1 組成；絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元(3)、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元(4)和網(wǎng)絡(luò)通信單元 (8)分別與DSP(IO)相連，智能測(cè)控單元(5)通過(guò)不同的端口分別與DSP(IO)和CPLD(Il) 相連，柜內(nèi)環(huán)境控制單元(6)與CPLD(Il)相連，人機(jī)界面單元(9)連接雙端口 RAM存儲(chǔ)器 (12)，系統(tǒng)電源單元(7)分別連接各個(gè)所述單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能的高壓開(kāi)關(guān)柜控制器，其特征是所述絕緣特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元(3)由泄漏電流檢測(cè)部分和超聲波檢測(cè)部分組成；所述智能測(cè)控單元(5)由電流、電壓信號(hào)處理電路和分合閘控制電路組成，電壓、電流信號(hào)處理電路均由濾波電路、放大電路和限幅電路組成；分合閘控制電路由光電隔離電路和繼電器組成；所述網(wǎng)絡(luò)通信單元(8)由CAN總線(xiàn)通信模塊、RS485總線(xiàn)通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊組成，CAN總線(xiàn)通信模塊由高速光耦和CAN總線(xiàn)收發(fā)器組成，RS485總線(xiàn)通信模塊由高速光耦和RS485總線(xiàn)收發(fā)器組成，以太網(wǎng)通信模塊由網(wǎng)絡(luò)控制器和隔離變壓器組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種具有在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信功能的高壓開(kāi)關(guān)柜控制器，由開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元及分別與開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元連接的溫濕度檢測(cè)單元、絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元、機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)單元、智能測(cè)控單元、柜內(nèi)環(huán)境控制單元、系統(tǒng)電源單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元和人機(jī)界面單元組成，開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控單元由DSP及分別與DSP互連的CPLD、雙口RAM存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、鐵電存儲(chǔ)器及RAM存儲(chǔ)器組成；可安裝于傳統(tǒng)的高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與網(wǎng)絡(luò)通信，并對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的故障進(jìn)行在線(xiàn)診斷，智能程度高。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202059213SQ20112009914
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者康安明, 曾慶軍, 李春華, 黃巧亮 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)