一種斷路器智能控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種斷路器智能控制器，包括控制部件、人機操作部件、電源部件；控制部件包括第一處理單元；人機操作部件包括可與第一處理單元通信的第二處理單元；電源部件包括主、備用供電單元；第一、第二處理單元均具有正常和低功耗工作模式；在主/備用供電單元供電情況下，第一、第二處理單元均工作于正常/低功耗工作模式下；第二處理單元如檢測到有新的整定參數(shù)輸入，由低功耗工作模式進入正常功耗工作模式，并控制第一處理單元由進入正常工作模式，再將新的整定參數(shù)傳送至第一處理單元；第一處理單元完成整定參數(shù)存儲后，控制第二處理單元進入低功耗工作模式，然后自身也進入低功耗工作模式。本發(fā)明可保證按照最新的整定參數(shù)執(zhí)行保護動作。
【專利說明】
一種斷路器智能控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種斷路器智能控制器，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低壓斷路器作為配電系統(tǒng)中的重要元件，承擔著配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備免受過載、短路和漏電等故障危害的重要任務(wù)。目前斷路器正逐步向高性能、模塊化、小型化的趨勢發(fā)展。智能控制器是低壓斷路器的中樞控制部件，它承載著斷路器的各種測量、保護、報警、故障診斷等功能。其通常具有人機操作部件和控制部件，人機操作部件主要用于各種顯示及整定操作，控制部件主要用于采集斷路器信息并控制斷路器分斷。一方面，隨著斷路器保護功能的不斷增加，為了滿足智能控制器模塊化、高性能發(fā)展方向，現(xiàn)有斷路器智能控制器的人機操作部件通常由獨立的微處理器(MCU)控制，并與控制部件的微處理器(MCU)通過內(nèi)部串行通信方式連接。當進行斷路器保護參數(shù)的整定操作時，人機操作部件的MCU接收并處理當前輸入的整定值，并將該值送至控制部件的MCU，使智能控制器能夠按照正確的整定值進行保護。另一方面，為了保證斷路器的保護可靠性，現(xiàn)有斷路器智能控制器多采用幾種電源供電的方式，即以自供能電路從主回路中汲取電能作為主供電源，或者以外接輔助電源作為主供電源，再或者以內(nèi)置儲能部件(電池或儲能電容等)作為備用電源，當主供電回路無輸入時，則由備用電源為斷路器智能控制器供電。由于備用電源所儲存的電能通常極其有限，為了盡可能不影響斷路器的保護功能，現(xiàn)有的斷路器智能控制器在使用備用電源時，通常僅為控制部件供電，而不給人機操作部件供電，以節(jié)省備用電源的電能，延長保護時間。但這樣的方式具有以下缺點:當智能控制器無外部供電電源時，人機操作部件接收到的新的整定參數(shù)不能傳送至控制部件，使智能控制器不能及時地按照當前的整定參數(shù)進行保護，影響斷路器動作的安全可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種斷路器智能控制器，可保證斷路器按照最新的整定參數(shù)執(zhí)行保護動作。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
一種斷路器智能控制器，包括控制部件、人機操作部件、電源部件;所述控制部件用于執(zhí)行斷路器的保護控制功能，其包括第一處理單元;所述人機操作部件用于實現(xiàn)斷路器的人機交互功能，其包括可與第一處理單元通信的第二處理單元;所述電源部件用于為斷路器智能控制器中的各用電部件供電，其包括可自動切換的主供電單元和備用供電單元;第一處理單元和第二處理單元均具有正常工作模式與低功耗工作模式;在主供電單元供電情況下，第一處理單元和第二處理單元均工作于正常工作模式下，當切換至備用供電單元供電時，第一處理單元和第二處理單元均自動轉(zhuǎn)為低功耗工作模式;第二處理單元在低功耗工作模式運行過程中，如檢測到有新的整定參數(shù)輸入，則由低功耗工作模式進入正常功耗工作模式，并控制第一處理單元由低功耗工作模式進入正常工作模式，再將新的整定參數(shù)傳送至第一處理單元;第一處理單元完成新的整定參數(shù)的存儲后，控制第二處理單元進入低功耗工作模式，然后第一處理單元也進入低功耗工作模式。
[0005]優(yōu)選地，所述主供電單元包括自供電電路和/或外接輔助電源。
[0006]優(yōu)選地，所述人機操作部件還包括與第二處理單元連接的整定電路、顯示電路，整定電路用于設(shè)定斷路器的整定參數(shù)，顯示電路用于顯示斷路器的保護信息。
[0007]優(yōu)選地，所述低功耗工作模式是休眠工作模式。
[0008]優(yōu)選地，控制部件和人機操作部件使用各自獨立的分體式安裝方式，兩者之間利用軟線進行通信連接。
[0009]進一步地，所述斷路器包括相互之間活動連接的斷路器本體、斷路器面罩;所述控制部件固定安裝于斷路器本體上，所述人機操作部件固定安裝于斷路器面罩上。
[0010]根據(jù)相同的發(fā)明思路還可以得到以下技術(shù)方案:
一種斷路器，包括以上任一技術(shù)方案所述斷路器智能控制器。
[0011]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下有益效果:
1、本發(fā)明可使得控制部件中的參數(shù)整定值與人機操作部件的設(shè)定值始終保持同步，避免因兩者不同步影響斷路器的動作時間。
[0012]2、本發(fā)明智能控制器在無外部供電電源時，控制部件和人機操作部件中的處理單元均以低功耗模式(休眠工作模式)運行，節(jié)省了備用供電電源的電量。
[0013]3、本發(fā)明智能控制器的控制部件和人機操作部件相對獨立，人機操作部件可根據(jù)需要安裝在斷路器面罩的任何位置，控制部件安裝在斷路器本體上，不受人機操作部件安裝位置的限制。
[0014]4、本發(fā)明智能控制器的人機操作部件采用模塊化設(shè)計，當需要改變操作及顯示方式時，方便更換。
[0015]5、本發(fā)明可通過對現(xiàn)有智能控制器進行簡單地軟件更新即可，實現(xiàn)成本低，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明斷路器智能控制器一個具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明斷路器智能控制器的整定參數(shù)更新流程圖；
圖3為兩個微處理器實現(xiàn)通信的一種具體實現(xiàn)電路；
圖4為兩個微處理器實現(xiàn)通信的另一種具體實現(xiàn)電路；
圖5為本發(fā)明斷路器智能控制器的一種優(yōu)選安裝結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I為控制部件，2為人機操作部件，3為斷路器面罩，4為斷路器本體。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明:
本發(fā)明斷路器智能控制器一個具體實施例的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括控制部件、人機操作部件、電源部件。其中，控制部件用于執(zhí)行斷路器的保護控制功能，如圖1所示，本實施例中的控制部件為最簡單的結(jié)構(gòu)，其僅包括第一微處理器(MCUl)及外圍電路、信號處理電路、脫扣驅(qū)動電路;檢測傳感器將所監(jiān)測到的主回路電流信號送入信號處理電路進行處理，處理后的信號再送入第一微處理器，第一微處理器對接收的電流信號進行分析計算，當判斷所保護線路發(fā)生故障時，第一微處理器通過脫扣驅(qū)動電路控制脫扣執(zhí)行機構(gòu)動作，從而使斷路器分閘，從而實現(xiàn)基本的電路保護。以上僅為一個最簡單的例子，實際上控制部件還可包括電流不平衡保護、斷相保護、低電壓保護、過電壓保護等保護功能。
[0018]人機操作部件用于實現(xiàn)斷路器的人機交互功能，如圖1所示，本實施例中的人機操作部件包括整定電路、顯示電路、第二微處理器(MCU2)及外圍電路，整定電路用于設(shè)定斷路器的整定參數(shù)，顯示電路用于顯示斷路器的保護信息。第二微處理器與第一位處理器之間通信連接，可將整定電路輸入的整定參數(shù)設(shè)定值傳送至第一微處理器，并將第一微處理器處理后的信息通過顯示電路顯示。
[0019]所述電源部件用于為斷路器智能控制器中的各用電部件供電，其包括可自動切換的主供電單元和備用供電單元。主供電單元可包括自供電電路(即利用能量互感器從主回路汲取電能供智能控制器使用的電路)和/或外接輔助電源，備用供電單元可采用內(nèi)置的電池、儲能電容、超級電容等儲能部件。當主供電單元正常工作時，整個智能控制器由主供電單元供電；一旦主供電單元無法正常供電，備用電源向智能控制器供電。第一微處理器和第二微處理器的主供電檢測端口獲知主供電單元無法正常供電，第一微處理器和第二微處理器由正常工作模式切換為低功耗工作模式。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明斷路器智能控制器中的第一微處理器和第二微處理器均具有正常工作模式與低功耗工作模式這兩種工作模式。
[0021 ]正常工作模式指微處理器全部程序指令處在運行狀態(tài)。
[0022]低功耗工作模式指微處理器至少一部分指令處于停止運行狀態(tài)，此時功耗低，最優(yōu)選的狀態(tài)是功耗最小的休眠工作模式。
[0023]休眠工作模式指微處理器全部指令處于停止運行的狀態(tài)，可由外部電平觸發(fā)，喚醒，使微處理器進入正常工作模式。
[0024]在主供電單元供電情況下，第一微處理器和第二微處理器均工作于正常工作模式下，當切換至備用供電單元供電時，第一微處理器和第二微處理器均自動轉(zhuǎn)為低功耗工作模式(此處是休眠工作模式)。如圖2所示，在備用供電單元供電情況下，第二微處理器持續(xù)對整定電路進行檢測，一旦檢測到操作整定電路改變保護參數(shù)的情況，即當?shù)诙⑻幚砥鲄?shù)整定檢測端口電平變化時，第二微處理器由低功耗工作模式(此處是休眠工作模式)進入正常功耗工作模式，并控制第一微處理器由低功耗工作模式(此處是休眠工作模式)進入正常功耗工作模式，再將改變后的整定參數(shù)傳送至第一微處理器;第一微處理器完成新的整定參數(shù)的存儲后，控制第二微處理器進入低功耗工作模式(此處是休眠工作模式)，然后第一微處理器也進入低功耗工作模式(此處是休眠工作模式)。從而完成了整定參數(shù)的實時更新，保證了控制部件中的參數(shù)整定值與人機操作部件的設(shè)定值始終保持同步。
[0025]第一微處理器與第二微處理器之間可采用各種現(xiàn)有的通信方式。圖3顯示了一種具體的通信實現(xiàn)電路，其中，NI為第一微處理器，N2為第二微處理器，兩者之間通過RXD、TXD以串行通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸，通過I/O 口進行控制指令傳輸，以相互控制休眠工作模式和正常功耗工作模式之間的切換。VDD為系統(tǒng)工作電源，由電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生。BI為電池，作為備用供電電路。D1、D2為防反二極管。S為DIP開關(guān)或編碼開關(guān)，用于整定參數(shù)的設(shè)置。D3為發(fā)光二極管，用于指示斷路器狀態(tài)。Rl為限流電阻。R2、R3為分壓電阻，得到主供電檢測信號，送入第一微處理器和第二微處理器。圖4顯示了第一微處理器與第二微處理器的另一種具體通信實現(xiàn)電路，采用通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)(例如485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)、FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)等)進行通信；圖中的N3、N4為RS485收發(fā)器。
[0026]為了提高本發(fā)明智能控制器的安裝靈活性，采用模塊化設(shè)計思想，控制部件和人機操作部件使用各自獨立的分體式安裝方式，兩者之間利用軟線進行通信連接。圖5顯示了本發(fā)明智能控制器的一種優(yōu)選的安裝結(jié)構(gòu)。如圖5所示，斷路器包括相互之間活動連接的斷路器本體4和斷路器面罩3，智能控制器的控制部件I和人機操作部件2采用分體式安裝，兩者通過軟線連接，人機操作部件2安裝在斷路器面罩3上，控制部件I安裝在斷路器本體4上。這樣，控制部件和人機操作部件相對獨立，人機操作部件可根據(jù)需要安裝在斷路器面罩的任何位置，控制部件安裝在斷路器本體上，不受人機操作部件安裝位置的限制，安裝靈活性大為提1? O
【主權(quán)項】
1.一種斷路器智能控制器，包括控制部件、人機操作部件、電源部件;所述控制部件用于執(zhí)行斷路器的保護控制功能，其包括第一處理單元;所述人機操作部件用于實現(xiàn)斷路器的人機交互功能，其包括可與第一處理單元通信的第二處理單元;所述電源部件用于為斷路器智能控制器中的各用電部件供電，其包括可自動切換的主供電單元和備用供電單元；其特征在于，第一處理單元和第二處理單元均具有正常工作模式與低功耗工作模式;在主供電單元供電情況下，第一處理單元和第二處理單元均工作于正常工作模式下，當切換至備用供電單元供電時，第一處理單元和第二處理單元均自動轉(zhuǎn)為低功耗工作模式;第二處理單元在低功耗工作模式運行過程中，如檢測到有新的整定參數(shù)輸入，則由低功耗工作模式進入正常功耗工作模式，并控制第一處理單元由低功耗工作模式進入正常工作模式，再將新的整定參數(shù)傳送至第一處理單元;第一處理單元完成新的整定參數(shù)的存儲后，控制第二處理單元進入低功耗工作模式，然后第一處理單元也進入低功耗工作模式。2.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述主供電單元包括自供電電路和/或外接輔助電源。3.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述人機操作部件還包括與第二處理單元連接的整定電路、顯示電路，整定電路用于設(shè)定斷路器的整定參數(shù)，顯示電路用于顯示斷路器的保護信息。4.如權(quán)利要求3所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述整定電路為DIP開關(guān)或編碼開關(guān)。5.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，第一處理單元和第二處理單元之間通過串行通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸，通過I/O 口進行控制指令傳輸。6.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，第一處理單元和第二處理單元之間通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)進行通信。7.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述低功耗工作模式是休眠工作模式。8.如權(quán)利要求1所述斷路器智能控制器，其特征在于，控制部件和人機操作部件使用各自獨立的分體式安裝方式，兩者之間利用軟線進行通信連接。9.如權(quán)利要求8所述斷路器智能控制器，其特征在于，所述斷路器包括相互之間活動連接的斷路器本體、斷路器面罩;所述控制部件固定安裝于斷路器本體上，所述人機操作部件固定安裝于斷路器面罩上。10.—種斷路器，包括權(quán)利要求1?9任一項所述斷路器智能控制器。
【文檔編號】G05B19/042GK106094671SQ201610763092
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月30日
【發(fā)明人】殷建強, 管瑞良, 葉文杰
【申請人】常熟開關(guān)制造有限公司(原常熟開關(guān)廠）