專利名稱：微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種通過(guò)對(duì)變電站參數(shù)測(cè)試、用于變電站保護(hù)和自動(dòng)測(cè)控的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置。
技術(shù)背景 在目前的發(fā)電廠、變電站、電氣化鉄路、企業(yè)的供用電系統(tǒng)中，微機(jī)保護(hù)已經(jīng)越來(lái)越多被采用。傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)大多使用51和96系列單片機(jī)，這種單片機(jī)對(duì)于常規(guī)的保護(hù)其性能基本能滿足要求，但是由于受到其自身硬件結(jié)構(gòu)和速度的限制， 這種單片機(jī)難以實(shí)現(xiàn)更新的復(fù)雜算法以及達(dá)到更高的采樣速率，并且傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)，外圍芯片比較多，總線不能集成在CPU芯片內(nèi)部，致使保護(hù)的穩(wěn)定性和抗干擾能力受到極大的限制。市場(chǎng)上已有基于PCエ控機(jī)的35KV/10KV變電站微機(jī)保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)，即基于Mic2000系列エ控機(jī)和WindowsCE嵌入式視窗操作系統(tǒng)，結(jié)合基于ISA總線的微機(jī)保護(hù)智能同歩數(shù)據(jù)采集卡，設(shè)計(jì)了ー個(gè)嵌入式的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)中小型35KV/10KV變電站的微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)化功能。這種エ控機(jī)式的保護(hù)裝置的保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法與傳統(tǒng)基于單片機(jī)的繼電保護(hù)裝置有很大的區(qū)別，該系統(tǒng)由于存儲(chǔ)容量較大，計(jì)算速度較快，采用了 VC++語(yǔ)言、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，使系統(tǒng)具有更好的兼容性，但是這種保護(hù)裝置外圍芯片較多，而且由于有兩個(gè)CPU處理器，存在兩個(gè)CPU處理器數(shù)據(jù)交換問(wèn)題，使得系統(tǒng)的抗干擾能力不夠強(qiáng)，并且很難開(kāi)發(fā)出較合理的硬件觸發(fā)的中斷服務(wù)程序來(lái)對(duì)緊急事件作出響應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種高性能的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，解決外圍芯片較多、安全性、穩(wěn)定性、抗干擾性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性較差的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件、人機(jī)交互模件組成。CPU模件與電源模件、交流采樣模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件為單向聯(lián)接，與人機(jī)交互模件為雙向連接。CPU模件由CPU、開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、時(shí)鐘模件、錄波模件組成。CPU與通訊模件、時(shí)鐘模件、錄波模件為雙向聯(lián)接，CPU與開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件為單向聯(lián)接。人機(jī)交互模件由液晶顯示器、操作按鍵和指示燈組成。交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)入CPU模件的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)CPU處理后通過(guò)開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi)關(guān)量輸出模件，完成開(kāi)關(guān)量輸出的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)關(guān)量輸入模件將開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)再傳輸給CPU。本實(shí)用新型的有益效果是在同一片CPU內(nèi)部完成幾乎所有的數(shù)據(jù)操作，真正實(shí)現(xiàn)了總線不出芯片，大大提高了微機(jī)保護(hù)的可靠性和抗干擾能力，由于Microchip dsPic外圍芯片比較少，所以整體硬件設(shè)計(jì)占用的電路板面積較小，價(jià)格也較低，算法編程也容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)Microchip dsPic支持SPI模式和I2C模式的數(shù)據(jù)傳輸，便于芯片容量擴(kuò)充。這些特點(diǎn)使得本實(shí)用新型很適合需要高分辨率、高采樣率以及高速計(jì)算的場(chǎng)合。本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)比較，外圍芯片更少、設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，且不存在兩個(gè)CPU處理器之間的數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題，數(shù)據(jù)操作可以在片內(nèi)完成。

圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 — CPU模件,I — I — CPU, 1 — 2 —開(kāi)出光I禹驅(qū)動(dòng)模件，1 — 3 —開(kāi)入光率禹
驅(qū)動(dòng)模件，I 一 4 一通訊模件,1 — 5 一時(shí)鐘模件,1—6 一錄波模件,2 —電源模件,3 一交流米樣模件，4 一開(kāi)關(guān)量輸出模件,5-開(kāi)關(guān)量輸入模件,6-人機(jī)交互模件,6-1液晶顯不器、6-2操作按鍵、6-3指示燈。
具體實(shí)施方式
·[0008]參照?qǐng)D1，微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置(PES-6100)，由電源模件2(上海德創(chuàng)電器電子有限公司XRA110R2405)，交流采樣模件3 (南京擇明電子有限公司ZM-TCTA)，CPU模件1，開(kāi)關(guān)量輸出模件4(日本松下株式會(huì)社JQ1AP-24V),開(kāi)關(guān)量輸入模件5 (日本東芝株式會(huì)社TLP521-4)，人機(jī)交互模件6(深圳市拓普微科技開(kāi)發(fā)有限公司LM3033DBY)組成。CPU模件I與電源模件2、交流采樣模件3、開(kāi)關(guān)量輸出模件4、開(kāi)關(guān)量輸入模件5為單向聯(lián)接，與人機(jī)交互模件6為雙向連接。CPU模件I由CPUl — I、開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件I 一 2 (日本東芝株式會(huì)社TLP521-1)、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件I 一 3(日本東芝株式會(huì)社TLP521-4)、通訊模件I 一4 (美國(guó)模擬器件公司ADM2483)組成、時(shí)鐘模件I 一 5 (美國(guó)美信半導(dǎo)體公司DS12C887)組成、錄波模件(愛(ài)特梅爾半導(dǎo)體科技(上海)有限公司AT24C512C) I 一 6組成，CPUl-I與通訊模件1-4、時(shí)鐘模1-5件、錄波模件1-6為雙向聯(lián)接，CPUl-I與開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件1_2、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件1-3為單向聯(lián)接。CPUl — I為美國(guó)微芯科技(Microchip)公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片Microchip dsPic 30F6014A-I/PF。交流采樣模件3采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)入CPU模件I 一 I的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)CPU處理后通過(guò)開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件I 一 2傳輸給開(kāi)關(guān)量輸出模件4，完成開(kāi)關(guān)量輸出的光電隔離與繼電器出ロ控制，開(kāi)關(guān)量輸入模件5將開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)I 一 3再傳輸給CPUl — 1，電源模件2提供裝置各種工作電源，85V至265V輸入，經(jīng)抗干擾濾波回路后，利用逆變?cè)磔敵?5V，+ 24V，其中+5V為芯片工作提供電源，+24V為開(kāi)入開(kāi)出操作模塊提供電源。人機(jī)交互模件6由液晶顯示器6-1、操作按鍵6-2、指示燈6-3組成，其中液晶顯示器6-1完成各種信息的顯示，操作按鍵6-2完成用戶的查詢、修改操作，指示燈6-3指示故障信息、裝置狀態(tài)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件、人機(jī)交互模件組成，CPU模件與電源模件、交流采樣模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件為單向聯(lián)接，與人機(jī)交互模件為雙向連接；(PU模件由CPU、開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、時(shí)鐘模件、錄波模件組成;CPU與通訊模件、時(shí)鐘模件、錄波模件為雙向聯(lián)接，(PU與開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件為單向聯(lián)接；交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)入CPU模件的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)CPU處理后通過(guò)開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi)關(guān)量輸出模件，完成開(kāi)關(guān)量輸出的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)關(guān)量輸入模件將開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)再傳輸給CPU。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，其特征是人機(jī)交互模件由液晶顯示器、操作按鍵和指示燈組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種通過(guò)對(duì)變電站參數(shù)測(cè)試、用于變電站保護(hù)和自動(dòng)測(cè)控的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置(PES-6100)。解決了現(xiàn)有微機(jī)保護(hù)裝置外圍芯片較多、安全性、穩(wěn)定性、抗干擾性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性較差的缺陷。微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置(PES-6100)由電源模件、交流采樣模件、CPU模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件、人機(jī)交互模件組成，CPU模件與電源模件、交流采樣模件、開(kāi)關(guān)量輸出模件、開(kāi)關(guān)量輸入模件為單向聯(lián)接，與人機(jī)交互模件為雙向連接；所述的CPU模件由CPU、開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件、開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)模件、通訊模件、時(shí)鐘模件、錄波模件組成，交流采樣模件采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)入CPU模件的內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器，經(jīng)CPU處理后通過(guò)開(kāi)出光耦驅(qū)動(dòng)模件傳輸給開(kāi)關(guān)量輸出模件，完成開(kāi)關(guān)量輸出的光電隔離與繼電器出口控制，開(kāi)關(guān)量輸入模件將開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)開(kāi)入光耦驅(qū)動(dòng)再傳輸給CPU。
文檔編號(hào)G05B19/04GK202583747SQ20122022941
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者張繼征, 李成文, 黃意凱 申請(qǐng)人:普爾盾電氣(上海)有限公司