專利名稱：一種信號采集控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三相交流電流保護(hù)技術(shù)，具體地說，是涉及一種信號采集控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的三相交流電流采集以及過流保護(hù)，一般都是采集交流信號并轉(zhuǎn)換為直流信 號，然后由PLC等電路對該直流信號進(jìn)行電流檢測，判斷該直流信號是否超過預(yù)設(shè)的直流 門限，以此來判斷該交流信號是否處于過流狀態(tài)。當(dāng)該直流信號超過預(yù)設(shè)的該直流門限時， 就判定該交流信號處于過流狀態(tài)，此時根據(jù)需要采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。 從以上內(nèi)容可以看出，現(xiàn)有技術(shù)由于存在交流變直流這一轉(zhuǎn)換過程，因此過流狀 態(tài)的判斷較慢，時間成本較大，而且還需要有變送器等轉(zhuǎn)換器件來完成交流到直流的轉(zhuǎn)換， 設(shè)備成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，在于需要提供一種信號采集控制器，快速地判斷出 三相交流電流的過流狀態(tài)。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種信號采集控制器，包括輸入輸出板及 中央處理器板，其中 所述輸入輸出板，用于接收外部設(shè)備采集三相交流電流所獲得的交流信號，對所 述交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得交流調(diào)理信號發(fā)送給所述中央處理器板；還用于根據(jù)所述中央 處理器板發(fā)送的保護(hù)信號實施電路保護(hù)動作； 所述中央處理器板，與所述輸入輸出板相連，用于接收用戶輸入的判斷閾值，根據(jù)
所述判斷閾值及交流調(diào)理信號判斷所述三相交流電流是否處于過流狀態(tài)，是則產(chǎn)生所述保
護(hù)信號并判斷所述保護(hù)信號是否為快速保護(hù)信號，是快速保護(hù)信號則將所述保護(hù)信號發(fā)送
給所述輸入輸出板，否則將所述保護(hù)信號發(fā)送給外部器件。 優(yōu)選地，所述輸入輸出板包括信號調(diào)理電路及保護(hù)電路，其中 所述信號調(diào)理電路，用于接收所述交流信號并對所述交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得交 流調(diào)理信號并將所述交流調(diào)理信號發(fā)送給所述中央處理器板；
所述電路，用于根據(jù)所述保護(hù)信號實施所述電路保護(hù)動作。
優(yōu)選地，所述保護(hù)電路包括保護(hù)繼電器。 優(yōu)選地，所述中央處理器板包括用戶輸入接口、采樣電路、過流判斷電路以及外部 輸出接口，其中 所述用戶輸入接口，用于接收所述判斷閾值； 所述采樣電路，與所述輸入輸出板相連，用于接收所述交流調(diào)理信號并對所述交 流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得交流調(diào)理采樣信號； 過流判斷電路，與所述輸入輸出板、用戶輸入接口及采樣電路相連，用于比較所述 交流調(diào)理采樣信號是否大于或者等于所述判斷閾值，是則判斷出所述三相交流電流處于所
4述過流狀態(tài)，產(chǎn)生所述保護(hù)信號并判斷所述保護(hù)信號是快速保護(hù)信號還是慢速保護(hù)信號， 是快速保護(hù)信號則將所述保護(hù)信號發(fā)送給所述輸入輸出板，是慢速保護(hù)信號則將所述保護(hù) 信號發(fā)送給所述外部輸出接口； 外部輸出接口，與所述過流判斷電路相連，所述過流判斷電路判斷所述保護(hù)信號 是慢速保護(hù)信號時，將所述保護(hù)信號通過背板通訊發(fā)送給外部器件。
優(yōu)選地，所述中央處理器板進(jìn)一步包括 串行外圍接口，與所述采樣電路及輸入輸出板相連，用于將所述交流調(diào)理采樣信 號反饋給所述輸入輸出板。
優(yōu)選地，所述輸入輸出板進(jìn)一步包括 增益控制電路，與所述信號調(diào)理電路及中央處理器板相連，用于根據(jù)所述交流調(diào) 理采樣信號對所述信號調(diào)理電路的交流信號調(diào)理進(jìn)行增益控制。 優(yōu)選地，所述采樣電路，用于進(jìn)一步選擇所述采樣的目標(biāo)通道，通過所述串行外圍 接口將選擇結(jié)果發(fā)送給所述輸入輸出板；獲得所述目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號后，對所述 目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得所述目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號。
優(yōu)選地，所述輸入輸出板進(jìn)一步包括 片選邏輯電路，與所述增益控制電路相連，用于根據(jù)所述選擇結(jié)果產(chǎn)生通道指示 信號； 所述增益控制電路，根據(jù)所述通道指示信號產(chǎn)生調(diào)理目標(biāo)通道信號； 所述信號調(diào)理電路，根據(jù)所述調(diào)理目標(biāo)通道信號確定所述目標(biāo)通道，對所述目標(biāo)
通道上的交流信號進(jìn)行所述調(diào)理。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明直接對交流電流進(jìn)行采集和判斷，縮短了信號采集時間 和電流過流時的保護(hù)時間。另外，本發(fā)明采用交流電流直接采樣，降低了器件成本的同時還 減少了故障發(fā)生率。


圖1為本發(fā)明信號采集控制器實施例的組成示意圖；
圖2為本發(fā)明的另一實施例的組成示意圖；
圖3為本發(fā)明的再一實施例的組成示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用
技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。 需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結(jié)
合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機(jī)
可執(zhí)行指令的計算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況
下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。 圖1為本發(fā)明信號采集控制器實施例的組成示意圖。如圖1所示，該實施例主要 包括輸入輸出(10)板IO和中央處理器(CPU)板20，其中 10板IO，接收外部設(shè)備采集三相交流電流所獲得的交流信號，對該交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得交流調(diào)理信號并傳輸給CPU板20 ;并根據(jù)CPU板20發(fā)送的保護(hù)信號實施電路保 護(hù)動作； CPU板20，與該10板10相連，接收用戶輸入的判斷閾值，根據(jù)該判斷閾值及10板 IO傳輸?shù)慕涣髡{(diào)理信號，判斷該三相交流電流是否處于過流狀態(tài)，是則產(chǎn)生保護(hù)信號并進(jìn) 一步判斷該保護(hù)信號是否為快速保護(hù)信號，是快速保護(hù)信號則將該保護(hù)信號發(fā)送給10板 IO;其中，判斷該保護(hù)信號是快速保護(hù)信號還是慢速保護(hù)信號，是根據(jù)行業(yè)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn) 行的。 CPU板20判斷該三相交流電流是否處于過流狀態(tài)的判斷條件，本實施例中是預(yù)先 設(shè)置在該CPU板20中。根據(jù)該判斷條件進(jìn)行該過流判斷時，產(chǎn)生快速保護(hù)信號還是慢速保 護(hù)信號是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行的。在其他實施例中，根據(jù)判斷條件是產(chǎn)生快速保護(hù)信號還 是產(chǎn)生慢速保護(hù)信號，可以根據(jù)需求自行設(shè)定。 如圖1所示，該10板10包括信號調(diào)理電路110以及保護(hù)電路120，其中
信號調(diào)理電路110，用于接收外部設(shè)備采集三相交流電流所獲得的交流信號，并對 該交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得真有效值(rms)為0 IV范圍內(nèi)的交流調(diào)理信號，并將該交流 調(diào)理信號發(fā)送給CPU板20 ; 保護(hù)電路120，接收CPU板20傳輸?shù)谋Ｗo(hù)信號，并根據(jù)該保護(hù)信號實施電路保護(hù)動 作；在本實施例中，保護(hù)電路120包括保護(hù)繼電器。 如圖1所示，該CPU板20包括用戶輸入接口 210、采樣電路220、過流判斷電路230 以及外部輸出接口 240，其中 用戶輸入接口 210，與該過流判斷電路220相連，接收用戶輸入的判斷閾值并發(fā)送 給過流判斷電路230 ; 采樣電路220，與過流判斷電路230及10板10上的信號調(diào)理電路110相連，用于 對交流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得交流調(diào)理采樣信號并將該交流調(diào)理采樣信號發(fā)送給該過流 判斷電路230 ; 過流判斷電路230，與該用戶輸入接口 210、采樣電路220、外部輸出接口 240以及 10板10上的保護(hù)繼電器120相連，接收用戶輸入接口210發(fā)送的該判斷閾值以及該采樣電 路220發(fā)送的該交流調(diào)理采樣信號，比較該交流調(diào)理采樣信號是否大于或者等于該判斷閾 值，是則判斷出該三相交流電流處于過流狀態(tài)，產(chǎn)生該保護(hù)信號，并判斷該保護(hù)信號是快速 保護(hù)信號還是慢速保護(hù)信號；如果該保護(hù)信號為快速保護(hù)信號，則將該保護(hù)信號發(fā)送給10 板10上的保護(hù)繼電器120，以便10板10上的保護(hù)繼電器120執(zhí)行保護(hù)動作；如果該保護(hù) 信號為慢速保護(hù)信號，則將該保護(hù)信號發(fā)送給相關(guān)的外部器件，以便外部器件根據(jù)該慢速 保護(hù)信號執(zhí)行保護(hù)動作； 外部輸出接口 240，與該過流判斷電路230相連，在保護(hù)信號為慢速保護(hù)信號時， 將該保護(hù)信號通過背板通訊發(fā)送給外部器件比如設(shè)備CPU等，以便外部器件根據(jù)該保護(hù)信 號執(zhí)行保護(hù)動作。 需要注意的是，本發(fā)明在進(jìn)行三相交流電路過流判斷時，并沒有將交流電流轉(zhuǎn)換 成直流電流，而是直接對交流電流進(jìn)行過流判斷。 本發(fā)明將保護(hù)信號根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分為快速保護(hù)信號和慢速保護(hù)信號進(jìn)行分 別處理，對于快速保護(hù)信號，直接發(fā)送給IO板10中的保護(hù)繼電器120，以便迅速執(zhí)行保護(hù)動作，減少了信號傳輸時間，提高了保護(hù)動作的靈敏度；對于慢速保護(hù)信號，則通過外部輸出
接口 240以及背板通訊技術(shù)，發(fā)送到外部器件，以盡可能保證CPU板的工作效率。 圖2為本發(fā)明的另一實施例的組成示意圖。結(jié)合圖l所示實施例，圖2所示另一
實施例相比圖1所示實施例，其中的CPU板20進(jìn)一步根據(jù)10板10傳輸?shù)慕涣髡{(diào)理信號向
10板10反饋調(diào)理效果，10板10根據(jù)所反饋的調(diào)理效果進(jìn)行信號調(diào)理的增益，以將不同幅
值的輸入信號(即外部設(shè)備輸入的交流信號)均調(diào)理至合適的采樣范圍，據(jù)此獲得合適的
交流調(diào)理信號發(fā)送給CPU板20。 如圖2所示，CPU板20進(jìn)一步包括 串行外圍接口 (SPI) 260，與采樣電路220相連，用于將采樣電路220獲得的交流調(diào)
理采樣信號反饋給IO板IO。 如圖2所示，10板10進(jìn)一步包括 增益控制電路130，與信號調(diào)理電路及CPU板20相連，用于根據(jù)CPU板20反饋的 該交流調(diào)理采樣信號，并根據(jù)該交流調(diào)理采樣信號對信號調(diào)理電路110進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，以 對信號調(diào)理電路110的交流信號調(diào)理過程進(jìn)行增益控制，使得信號調(diào)理電路110能獲得合 適的交流調(diào)理信號并發(fā)送給CPU板20。 本發(fā)明可以同時對多個通道進(jìn)行過流保護(hù)，也即可以同時對多路三相交流電流進(jìn) 行采集并保護(hù)。如圖2所示，CPU板20中的采樣電路220，進(jìn)一步可以選擇采樣的目標(biāo)通 道，然后通過串行外圍接口 260將選擇結(jié)果發(fā)送給10板10。 10板IO根據(jù)該選擇結(jié)果確定 目標(biāo)通道，并對該目標(biāo)通道上的交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得該目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號并 傳輸給CPU板20。 CPU板20中的采樣電路220，接收該目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號后，對該 目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得該目標(biāo)通道上的交流調(diào)理采樣信號發(fā)送給過流 判斷電路230進(jìn)行過流判斷。 圖3為本發(fā)明的再一實施例的組成示意圖。與圖2所示實施例相比，IO板IO進(jìn) 一步包括片選邏輯電路140，與該增益控制電路130及串行外圍接口相連，并通過CPU板20 中的串行外圍接口 260與該CPU板20相連，用于接收CPU板20通過該串行外圍接口 260 發(fā)送的目標(biāo)通道的選擇結(jié)果，并根據(jù)該選擇結(jié)果產(chǎn)生通道指示信號發(fā)送給該增益控制電路 130，該增益控制電路130根據(jù)該通道指示信號產(chǎn)生調(diào)理目標(biāo)通道信號發(fā)送給信號調(diào)理電 路IIO，使得該信號調(diào)理電路110根據(jù)該調(diào)理目標(biāo)通道信號確定該目標(biāo)通道，并對該目標(biāo)通 道上的交流信號進(jìn)行調(diào)理，產(chǎn)生該通道的交流調(diào)理信號并發(fā)送給CPU板20進(jìn)行該通道的過 流判斷。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明直接對交流電流進(jìn)行采集和判斷，縮短了信號采集時間， 增強(qiáng)了數(shù)據(jù)采集和處理的實時性，而且過流響應(yīng)時間短，縮短了電流過流時的保護(hù)時間。另 外，本發(fā)明采用交流電流直接采樣，與現(xiàn)有技術(shù)相比還省略了變送器環(huán)節(jié)，降低了器件成本 的同時還減少了故障發(fā)生率。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們 中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉該技術(shù)的人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種信號采集控制器，其特征在于，包括輸入輸出板及中央處理器板，其中所述輸入輸出板，用于接收外部設(shè)備采集三相交流電流所獲得的交流信號，對所述交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得交流調(diào)理信號發(fā)送給所述中央處理器板；還用于根據(jù)所述中央處理器板發(fā)送的保護(hù)信號實施電路保護(hù)動作；所述中央處理器板，與所述輸入輸出板相連，用于接收用戶輸入的判斷閾值，根據(jù)所述判斷閾值及交流調(diào)理信號判斷所述三相交流電流是否處于過流狀態(tài)，是則產(chǎn)生所述保護(hù)信號并判斷所述保護(hù)信號是否為快速保護(hù)信號，是快速保護(hù)信號則將所述保護(hù)信號發(fā)送給所述輸入輸出板，否則將所述保護(hù)信號發(fā)送給外部器件。
2. 如權(quán)利要求1所述的信號采集控制器，其特征在于，所述輸入輸出板包括信號調(diào)理電路及保護(hù)電路，其中所述信號調(diào)理電路，用于接收所述交流信號并對所述交流信號進(jìn)行調(diào)理，獲得交流調(diào)理信號并將所述交流調(diào)理信號發(fā)送給所述中央處理器板；所述電路，用于根據(jù)所述保護(hù)信號實施所述電路保護(hù)動作。
3. 如權(quán)利要求2所述的信號采集控制器，其特征在于所述保護(hù)電路包括保護(hù)繼電器。
4. 如權(quán)利要求1所述的信號采集控制器，其特征在于，所述中央處理器板包括用戶輸入接口、采樣電路、過流判斷電路以及外部輸出接口，其中所述用戶輸入接口，用于接收所述判斷閾值；所述采樣電路，與所述輸入輸出板相連，用于接收所述交流調(diào)理信號并對所述交流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得交流調(diào)理采樣信號；過流判斷電路，與所述輸入輸出板、用戶輸入接口及采樣電路相連，用于比較所述交流調(diào)理采樣信號是否大于或者等于所述判斷閾值，是則判斷出所述三相交流電流處于所述過流狀態(tài)，產(chǎn)生所述保護(hù)信號并判斷所述保護(hù)信號是快速保護(hù)信號還是慢速保護(hù)信號，是快速保護(hù)信號則將所述保護(hù)信號發(fā)送給所述輸入輸出板，是慢速保護(hù)信號則將所述保護(hù)信號發(fā)送給所述外部輸出接口；外部輸出接口，與所述過流判斷電路相連，所述過流判斷電路判斷所述保護(hù)信號是慢速保護(hù)信號時，將所述保護(hù)信號通過背板通訊發(fā)送給外部器件。
5. 如權(quán)利要求4所述的信號采集控制器，其特征在于，所述中央處理器板進(jìn)一步包括串行外圍接口，與所述采樣電路及輸入輸出板相連，用于將所述交流調(diào)理采樣信號反饋給所述輸入輸出板。
6. 如權(quán)利要求5所述的信號采集控制器，其特征在于，所述輸入輸出板進(jìn)一步包括增益控制電路，與所述信號調(diào)理電路及中央處理器板相連，用于根據(jù)所述交流調(diào)理采樣信號對所述信號調(diào)理電路的交流信號調(diào)理進(jìn)行增益控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的信號采集控制器，其特征在于所述采樣電路，用于進(jìn)一步選擇所述采樣的目標(biāo)通道，通過所述串行外圍接口將選擇結(jié)果發(fā)送給所述輸入輸出板；獲得所述目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號后，對所述目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號進(jìn)行采樣，獲得所述目標(biāo)通道上的交流調(diào)理信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的信號采集控制器，其特征在于，所述輸入輸出板進(jìn)一步包括片選邏輯電路，與所述增益控制電路相連，用于根據(jù)所述選擇結(jié)果產(chǎn)生通道指示信號；所述增益控制電路，根據(jù)所述通道指示信號產(chǎn)生調(diào)理目標(biāo)通道信號；所述信號調(diào)理電路，根據(jù)所述調(diào)理目標(biāo)通道信號確定所述目標(biāo)通道，對所述目標(biāo)通道上的交流信號進(jìn)行所述調(diào)理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號采集控制器，快速地判斷出三相交流電流的過流狀態(tài)，該信號采集控制器包括輸入輸出板及中央處理器板，其中輸入輸出板用于接收外部設(shè)備采集三相交流電流所獲得的交流信號，對交流信號進(jìn)行調(diào)理獲得交流調(diào)理信號，還用于根據(jù)中央處理器板發(fā)送的保護(hù)信號實施電路保護(hù)動作；中央處理器板用于接收用戶輸入的判斷閾值，根據(jù)判斷閾值及交流調(diào)理信號判斷三相交流電流是否處于過流狀態(tài)，是則產(chǎn)生保護(hù)信號并判斷保護(hù)信號是否為快速保護(hù)信號，是快速保護(hù)信號則將保護(hù)信號發(fā)送給輸入輸出板，否則將保護(hù)信號發(fā)送給外部器件。本發(fā)明直接對交流電流進(jìn)行采集和判斷，縮短了信號采集時間和電流過流時的保護(hù)時間。
文檔編號H02H3/08GK101707344SQ20091009363
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者侯愛林, 張軍, 徐昌榮, 徐毓軍, 王國鋒, 石鵬 申請人:北京和利時自動化驅(qū)動技術(shù)有限公司