CN101640470A - 用于与中压中断单元的电子或机电设备通信的接口模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于与中压中断单元的电子或机电设备通信的接口模块，并提供了一种用于至少与中压中断单元的第一电子或机电设备通信的接口模块，该第一电子或机电设备至少包括电源端口，通过该电源端口所述第一设备接收电力。接口模块还包括电气连接到所述电源端口上的第一接口装置，所述第一接口装置经所述电源端口与所述第一设备交换信息。

Description

用于与中压中断单元的电子或机电设备通信的接口模块
技术领域
本发明涉及一种用于与中压中断单元的电子或机电设备通信的接口模块。
背景技术
如众所周知的那样，用于中压应用(即，对于高于1kV的电压值)的中断单元(例如断路器、隔离开关等)是十分复杂的系统，该系统可以包括各种电子或机电设备，这些设备通常包括致动设备、检测设备、继电器、开关设备、锁定设备等。
所述设备可以按大量的变型安装，依据中断单元的类型选择所述变型中的每一种。例如，在中压断路器中，依据市场/安装要求可以选择多于三十种可能的线圈开关的变型。
所述电子或机电设备的操作设置必须根据需要适当地配置或编程。这通常要求相当大的劳动量，因为对于每种不同的设备类型必须采用不同的通信/编程模式。
现在实际上参照由法规或附带市场/安装约束条件允许的最大值设置每种所述电子或机电设备的特征参数(例如，最大操作电压)。该事实可能带来材料的浪费并且增加制造成本。
此外，通用中断单元制造过程预见到，待安装的电子或机电设备必须适当地编号并设有识别标签，其在中断单元的组装期间需要被多次检索。如今，这些识别过程带来相当大的时间和劳动浪费。
刚才描述的缺点可以通过采用在市场上已经存在的串行通信接口减轻。不幸的是，这些接口设备非常昂贵，并且它们的使用带来整体制造成本的显著增加，这相对于对于中断单元的制造活动通常考虑的目标成本常常是不可接受的。
在已经在现场的中断单元上的这些接口设备的安装是相当困难的，因为要求对于所述中断单元的修改，如另外布线的布置。
根据以上考虑，显然无论如何仍然有低成本通信解决方案的持续需要，该解决方案允许获得容易且有效的交换信息、更有效的编程和识别过程及相对于中压中断单元的电子和机电设备的必需变型的数量的减少。
发明内容
因而，本发明的主要技术目标是提供一种用于与中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备通信的接口模块，该接口模块允许克服上述缺陷和满足这种主要感觉需要。
作为所述目标的部分，本发明的目的是提供一种接口模块，该接口模块允许与所述中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备容易地交换信息。
本发明的另外目的是提供一种接口模块，该接口模块允许所述中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备的容易编程。
本发明的另外目的是提供一种接口模块，该接口模块允许从所述中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备容易地检索信息。
本发明的另外目的是提供一种接口模块，该接口模块允许容易地将信息发送到所述中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备。
最后，本发明的目的是实现一种接口模块，该接口模块允许改进所述中断单元的组装过程并且容易实施和处于有竞争力的成本。
由根据下述权利要求1所述的接口模块实现根据本发明的这个目标和这些目的。
在其较一般的定义中，根据本发明的接口模块包括第一接口装置，该第一接口装置与所述中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备的电源端口电气连接，所述第一接口装置经所述电源端口与所述电子或机电设备交换信息。
如在下面将更显而易见的那样，根据本发明的接口模块允许与所述电子或机电设备容易且快速地交换信息和采用较容易的编程和识别过程。可以大体上独立于连接到接口模块上的电子或机电设备的类型执行所述过程。
采用较容易的编程过程允许显著减小覆盖安装/市场要求必需的总变型数量。
采用较容易的编程过程进一步允许改进所述电子或机电设备的操作设置的配置，从而减少废料量。
附图说明
图1是示出了本发明的中压中断单元的布置的示意图。
具体实施方式
参照下面提供的描述和参照附图1，本发明的另外特征和优点将变得更容易理解，该附图1为了说明性和非限制性目的而提供，其中该附图1示出中压中断单元的布置的示意图，该中压中断单元包括根据本发明的接口模块。
参照上述的图1，本发明涉及一种用于至少与中压中断单元(未示出)的第一电子或机电设备2通信的接口模块1。
第一设备2可以包括致动设备、检测设备、继电器、开关设备、锁定设备或另一种类似的电子或机电设备。
中压中断单元可以是中压断路器、或隔离开关等。
第一设备2至少包括电源端口21，经该电源端口21向它输送电力。
接口模块1包括第一接口装置11，该第一接口装置11电气连接到电源端口21上并且能够经所述电源端口21与第一设备2交换信息I1、I2。
关于术语“交换信息”，意味着第一接口装置11可以将信息I1发送到第一设备2或者从其接收信息I2，并且反之亦然。
各条信息I1、I2的内容根据需要可以是任意的，例如操作参数和数据、设置或配置参数、与中断单元的操作有关的数据、识别标签或数字、命令或触发信号等。
接口模块1也至少与第二电子或机电设备3连接。
原则上，第二设备3可以是必须与第一设备2交换信息的任何电子或机电设备。如将在下面描述的例子中较好看到的那样，第二设备3可以包括用于编程/配置第一设备2的计算机化单元。
为了与第二设备3通信，接口模块1优选地包括第二接口装置12，该第二接口装置12能够与第二设备3交换信息。有利的是，第二接口装置12包括一个或更多个RS232或USB通信端口。
优选地，接口模块1包括收发机装置13，该收发机装置13允许在第一和第二接口装置11和12之间交换信息。优选地，收发机装置13包括RS232收发机或RS232/USB收发机等。
接口模块1也可以包括一个或更多个微控制器(未示出)。
在本发明的优选实施例中，第一接口装置11通过适当地调制电源电压将信息I1发送到第一设备2，该电源电压经电源端口21被供给到第一设备2。
如图1所示，通过将数据信号I1叠加到电压电平Vp上可以进行电源电压的调制，该电压电平Vp通常被供给到第一设备2。
为了这个目标，第一接口装置11包括用于基于待发送到第一设备2的信息I1调制电源电压的音频功率放大器111。
由于放大器111，第一接口装置11基于来自第二设备3的数字信息提供调制的电源电压信号Vp+I1。
第一设备优选地包括第一译码装置22，该第一译码装置22从电源端口21接收调制的电源电压信号Vp+I1并且从所述调制信号Vp+I1译码出信息I1。
第一译码装置22优选地包括由第一设备2中的控制单元(未示出)执行的一个或更多个软件程序或过程或模块。
由译码装置22如此译码的信息I1可以被存储在存储装置24中，该存储装置24优选地包括闪速存储器。
优选地，第一设备2通过调制电源电流值Ip将信息I2发送到第一接口装置11，该电源电流值Ip通常经电源端口21由第一设备2接收。
为了发送信息I2，第一设备2基于待发送的信息I2执行其电流消耗的调制。
为了这个目标，第一设备有利地包括用于对信息I2编码的编码装置23。
更具体地说，编码装置23将待发送的数字信息I2(它可能存在于存储装置24中)按不同电流电平I20、I21...I2N的序列转换，这些电流电平I20、I21...I2N由第一设备2当作电源电流电平。电源电流电平I20...I2N在电源电流Ip周围取得，该电源电流Ip通常由第一设备2接收。在图1中示出的本发明的实施例中，只有两个电流电平I20、I21已经由编码装置23采用。
优选地，第二编码装置23也包括由第一设备2中的控制单元(未示出)执行的一个或更多个软件程序或过程或模块。
为了检索由第一设备2发送的信息I2，第一接口装置需要测量由编码装置23施加的电源电流电平I20、I21...I2N。
为了这个目标，第一接口装置11有利地包括用于测量电源电流的电流传感器装置112，该电源电流由第一设备2消耗。电流传感器装置112因而允许识别由第一设备2消耗的电流源电平序列并因此识别信息I2，基于该信息I2构造所述序列。
电流传感器装置112可以例如包括霍尔(Hall)电流传感器或分流电阻器。
现在具体地参照如下情形描述根据本发明的接口模块1的操作：其中第一设备2包括电磁开关设备，例如所谓的“线圈开关”，并且其中第二设备3是个人计算机。
尽管如此意图是，根据本发明的接口模块可以用于与中断单元的任何种类的电子或机电设备通信。
如上所述，接口模块1可以用于将信息I1发送到开关设备2。
待发送到开关设备2(并且待存储在其中)的信息I1由个人计算机3发送到端口12。收发机装置13将信息I1提供给放大器111。放大器111基于信息I1调制开关设备2的电源电压。调制的电源电压信号Vp+I1然后经电源端口21提供给开关设备2，并且它然后由译码装置22译码。如此得到的信息I1被存储在闪速存储器24中。
接口模块1也可以用于从开关设备2检索I2。
开关设备2经端口21从接口模块1或个人计算机3接收检索命令。
待从开关设备2检索的信息I2从闪速存储器24读取，并且由编码装置23使用以定义用于电源电流的电源电流电平序列I20、I21...I2N，该电源电流经电源端口21由开关设备2消耗。所述电流电平序列由电流传感器装置112测量，该电流传感器装置112因而能够从该电流传感器装置获得信息I2。信息I2然后由收发机装置13提供给端口12，并且然后发送到个人计算机3。
在以上描述的例子中，由于根据本发明的接口模块1的存在实现如下优点：
-开关设备2的标识信息如序列号可以容易地存储在闪速存储器24中；并且
-所述标识信息可以在中断单元的组装期间容易地检索；并且
-开关设备2的操作参数可以容易地存储在闪速存储器24中并且根据需要自动地加以修改；并且
-功能不太强大的微控制器可以用于开关设备2。
根据以上描述，得出接口模块1必须知道通常供给到第一设备2的电压和电流值Vp、Ip。
这些值可以被预定义并被存储在接口模块1中。
不幸的是，这些值不是恒定的并且可能依赖于第一设备2的物理特性和安装条件。
例如，这些值可能依赖于安装电缆的长度或者依赖于在第一设备2的制造过程期间出现的结构差别。而且，它们可以依据第一设备2的类型改变。
为此，根据本发明的接口模块1优选地能够执行自学习过程，以便建立在正常条件下实际上供给到第一设备2的电源电压和电流值Vp和Ip。
所述自学习过程具有使与第一设备2的信息交换更可靠的优点，因为它提供实际值Ip和Vp，这些实际值Ip和Vp为了经电源端口21与第一设备2通信必须被调制。
所述自学习过程可以包括测量在第一设备2的启动时的电源电流的步骤(由于传感器装置112)。由于在启动时第一设备2一定能够在比Vp低的电源电压值下操作，所以测得的电流将比Ip低，并且可以表达为Ilow＝Ip-ΔI1。
自学习过程预见到增大第一设备2的电源电压的步骤，例如由于借助于放大器111的电压斜坡的应用。
自学习过程也提供在电源电压的增大期间对到第一设备2的电源电流进行检查的步骤。
然后，自学习过程提供记忆电源电压值的步骤，在该电源电压值下，注意对于电源电流值的增大。这个记忆值是在正常条件下供给到第一设备2的电压值Vp。
自学习过程然后提供测量供给到第一设备的增大电流的另外步骤，该电流在这种情况下将高于Ip，并且可以表达为Ihigh＝Ip+ΔI2。
最后，自学习过程包括计算在正常条件下实际供给到第一设备2的电流值Ip＝(Ihigh+Ilow)/2的步骤。
在实践中，已经证明，根据本发明的接口模块能够实现上述目的。
特别是，根据本发明的接口模块允许与中压中断单元的一个或更多个电子或机电设备容易且有效地交换信息。
因而，可容易地执行所述电子或机电设备的简单编程或配置过程。
此外，可从所述电子或机电设备直接地检索标识信息或配置参数。
所有这些特征使所述电子或机电设备的总体变型数量显著减少，为覆盖当前市场/安装要求需要这些变型。
此外，所有这些特征允许相当大地改进中断单元的组装过程。
根据本发明的接口模块为了其起作用不需要功能强大的微控制器，并且它可毫无任何困难地和以有竞争力的成本在工业水平下实现。

Claims (16)

1.一种用于至少与中压中断单元的第一电子或机电设备(2)通信的接口模块(1)，所述第一设备至少包括电源端口(21)，通过该电源端口(21)所述第一设备接收电力，其特征在于，所述接口模块包括电气连接到所述电源端口上的第一接口装置(11)，所述第一接口装置经所述电源端口与所述第一设备交换信息(I1、I2)。
2.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，所述第一接口装置借助于电力电平的调制交换信息，这些电力电平经所述电源端口供给到所述第一设备。
3.根据权利要求2所述的接口模块，其特征在于，所述第一接口装置通过调制电源电压将信息(I1)发送到所述第一设备，该电源电压经所述电源端口被供给到所述第一设备。
4.根据权利要求3所述的接口模块，其特征在于，所述第一接口装置包括用于调制电源电压的音频功率放大器(111)，该电源电压经所述电源端口被供给到所述第一设备。
5.根据权利要求3至4中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第一设备包括用于对信息(I1)译码的译码装置(22)，该信息(I1)经所述电源端口由所述第一接口装置发送。
6.根据权利要求2至5中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第一设备通过调制电源电流将信息(I2)发送到所述第一接口装置，该电源电流经所述电源端口被供给到所述第一设备。
7.根据权利要求6所述的接口模块，其特征在于，所述第一接口装置包括用于测量电源电流的电流传感器装置(112)，该电源电流由所述第一设备消耗。
8.根据权利要求6至7中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第一设备包括用于对待发送到所述第一接口装置的信息(I2)编码的编码装置(23)。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第一设备包括用于存储从所述第一接口装置接收的信息(I1)和/或待发送到所述第一接口装置的信息(I2)的存储装置(24)。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，它包括用于至少与第二电子或机电设备(3)交换信息(I1、I2)的第二接口装置(12)。
11.根据权利要求10所述的接口模块，其特征在于，它包括收发机装置(13)，该收发机装置(13)允许在所述第一接口装置与所述第二接口装置之间交换信息(I1、I2)。
12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，它能够执行自学习过程以测量在正常条件下供给到第一设备的电源电压和电流值(Vp、Ip)。
13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第一设备是所述中断单元的致动设备或检测设备或继电器或开关设备或锁定设备。
14.根据权利要求10至13中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述第二设备是用于编程/配置所述第一设备的计算机化设备。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块，其特征在于，所述中压中断单元是中压断路器。
16.一种中压中断单元，其特征在于，它包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的接口模块。
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