CN102798834A - 一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机 - Google Patents

一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机 Download PDF

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阳军
李伟坚
卿柏元
陈俊
曾博
潘俊涛
何艺
丁志华
蒋雯倩
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Abstract

本发明公开了一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，由驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块、RS232收发器、MCU模块以及供电单元模块等组成，MCU模块与驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块单向连接，与RS232收发器双向连接，该控制机全部采用数字集成电路，在嵌入软件的管理下，快速判断48根接线的接线关系，并不断地、实时地将结果上传给上位PC机作对错判断等进一步处理。本发明为电力互感器检定接线模拟系统中各模拟器导线端子的接线判断提供了一个有效的解决方案。

Description

一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机
 
技术领域
本发明涉及一种用于电力互感器检定接线模拟系统，具体是一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机。
背景技术
国内互感器检定人员的培训与考核，一直处于人工授课、演示操作、手工考核的状态。为改变这种落后现状，近年来，国内研发出了电力互感器检定接线模拟系统，中国专利CN 101950011 A公开了电力互感器检定接线模拟系统，实现了计算机电算化。在这种电力互感器检定接线模拟系统中，需要对模拟接线进行通断对错关系的自动判断，因此，该系统中有一台或多台控制机专门来实现对模拟接线进行通断对错关系的自动判断。目前所用的控制机都是用继电器与一部分较简单的电子电路来实现判断，因而存在着工作速度慢、不能实时采集结果、不便于扩展、不便于软件管理并且寿命短等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，它能够实现全电子化，在嵌入软件的管理下，能快速判断32根接线，可扩展到64根的相互连接关系，并不断地、实时地将结果上传给上位PC机作对错判断等进一步处理。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，由驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块、RS232收发器、MCU模块以及供电单元模块等组成，MCU模块与驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块单向连接，与RS232收发器双向连接。
所述MCU模块采用的是PQFP44封装的MPC82G 516A单片机芯片。
所述驱动输出模块由头接线端驱动输出电路部分、线头连接器组成，采用74HC374或8位锁存器集成电路。所述采集输入模块由尾接线端采集输入电路部分、线尾连接器组成，采用75HC244或8位3态门集成电路。
所述极性与信号判别模块由极性判别电路部分、信号连接器组成，极性判别电路部分通过跨导放大器将信号充分放大，然后经过过零检测电路将正弦波模拟信号变为数字信号， MCU模块得到这些信号后，按照一定的算法，则可判断出极性的正与反。
所述RS232收发器采用SP3232收发器或类似的集成模块，通过RS232标准的通讯接口将采集的数据连续实时传输至上位机或将上位机控制指令信息传输至相应的模拟器设备。
本发明的突出优点在于：
该控制机完全满足电力互感器检定接线模拟系统或其他类似的仿真培训系统的技术要求，能实现全电子化，实时地、准确地判断模拟接线的通断状态，并及时地、不断地将结果数据上传给上位PC机作接线的对错判断等进一步处理，不仅提高了系统速度、改善了性能，还具有很好的性价比，可靠性和推广价值。
附图说明
图1是发明所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机的结构方框图。
图2是本发明所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机的软件原理框图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，由驱动输出模块1、采集输入模块2、极性与信号判别模块3、RS232收发器4、MCU模块5以及供电单元模块6组成，MCU模块5与驱动输出模块1、采集输入模块2、极性与信号判别模块3单向连接，与RS232收发器4双向连接。
驱动输出模块1由头接线端驱动输出电路部分、线头连接器组成，采用74HC374或8位锁存器集成电路；驱动输出模块1在MCU模块5的控制下，产生一定的电平信号馈送至线头连接器，然后馈送至导线的头接线端。
采集输入模块2由尾接线端采集输入电路部分、线尾连接器组成，采用75HC244或8位3态门集成电路。采集输入模块2采集导线的尾接线端电平信号，通过线尾连接器将此信号传输至尾接线端采集输入电路部分，然后再通过信号处理后，传输到MCU模块5。
极性与信号判别模块3由极性判别电路部分、信号连接器组成，线头连接器连接导线的线头端，极性判别电路部分通过跨导放大器将信号充分放大，然后经过过零检测电路将正弦波模拟信号变为数字信号， MCU模块5得到这些信号后，按照一定的算法，则可判断出极性的正与反。
RS232收发器4采用SP3232收发器或类似的集成模块，通过RS232标准的通讯接口将采集的数据连续实时传输至上位机或将上位机的控制指令信息传输至相应的模拟器设备。
MCU模块5采用的是PQFP44封装的MPC82G 516A单片机芯片。MCU模块5按照单片机装载的扫描程序通过不断扫描采集接线端尾采集输入模块2的逻辑电平信号，判定各个导线接线端子的通断关系，同时MCU模块5还负责控制接线端头驱动输出模块1具体驱动哪根接线端头。
供电单元模块6提供各模块所需的工作电源。
图2为该控制机的软件原理框图。其中，程序定时扫描结构与初始化1主要实现程序的定时周期扫描，便于实现多任务管理与精确的同步，这样保证了数据采集、通讯的可靠性。接线状态实时采集功能模块2，主要实现扫描式驱动接线端头、采集接线端尾的全部导线的整个实时采集过程。实时数据上传功能模块3按应用层通讯协议，将接线状态实时采集功能模块2采集到的接线状况转换为上位机能识别的数据，并发送给上位机。整个程序用Keil C语言编程实现。
本发明中控制机接线判断的具体方法和步骤如下：
（1）程序扫描结构初始化后，MCU模块5发出驱动控制信号，通过驱动模块1产生逻辑低电平驱动某一根导线的线头端，给识别的线头端馈以低电平，而其他线头端均馈以高电平；
（2）MCU模块5采用程序扫描的方式，扫描周期小于100ms，通过采集输入模块2，逐一查询其他导线线尾端的电平状态，若接线端尾采集输入模块2对应的接线端尾端上测到的电平为低电平，说明该点与线头连通，若测到的电平为高电平，说明该点与线头断开， MCU模块5将接线端尾采集输入模块2接线端尾电平状态全部采集一遍，这样判断出被驱动导线与其他导线的通断联结关系；
（3）按此过程循环，驱动模块1扫描式的快速进行驱动其余模拟导线的接线头端，当全部线的头端逐一被驱动完成后，MCU模块5就能实时地采集到全部导线的通断状况，得到全部导线之间的连接关系； 
（4）MCU模块5完成全部导线的通断状况的采集后按照通信协议通过RS232收发器4将导线通断连接关系的结果上传给上位机，上位机再根据标准的通断关系与RS232收发器4送来的实际联结关系比较，进行接线关系对错的判断。至此，整个接线判断过程结果。从采集到发送数据完成的整个周期，不大于100ms，实时采集了全部导线相互的连接关系。

Claims (6)

1.一种用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，其特征在于，该控制机由驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块、RS232收发器、MCU模块以及供电单元模块等组成，MCU模块与驱动输出模块、采集输入模块、极性与信号判别模块单向连接，与RS232收发器双向连接。
2.根据权利要求1所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，其特征在于，所述MCU模块为PQFP44封装的MPC82G 516A单片机芯片。
3.根据权利要求1所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，其特征在于，所述驱动输出模块由头接线端驱动输出电路部分、线头连接器组成，采用74HC374或8位锁存器集成电路，所述采集输入模块由尾接线端采集输入电路部分、线尾连接器组成，采用75HC244或8位3态门集成电路。
4.根据权利要求1所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，其特征在于，所述极性与信号判别模块由极性判别电路部分、信号连接器组成，极性判别电路部分通过跨导放大器将信号充分放大，然后经过过零检测电路将正弦波模拟信号变为数字信号， MCU模块得到这些信号后，按照一定的算法，则可判断出极性的正与反。
5.根据权利要求1所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机，其特征在于，所述RS232收发器采用SP3232收发器或类似的集成模块，通过RS232标准的通讯接口将采集的数据连续实时传输至上位机或将上位机控制指令传输至相应的模拟器设备。
6.权利要求1所述的用于电力互感器检定接线模拟系统的接线判断控制机的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）程序扫描结构初始化后，MCU模块发出驱动控制信号，通过驱动模块产生逻辑低电平驱动某一根导线的线头端，给识别的线头端馈以低电平，而其他线头端均馈以高电平；
（2）MCU模块采用程序扫描的方式，扫描周期小于100ms，通过采集输入模块，逐一查询其他导线线尾端的电平状态，若测到的电平为低电平，说明该点与线头连通，若测到的电平为高电平，说明该点与线头断开，逐一进行，这样判断出被驱动导线与其他导线的通断连接关系；
（3）按此过程循环，驱动模块扫描式的快速进行驱动其余各导线的接线头端，直到全部导线的头端逐一被驱动完成，扫描结束，MCU模块即得到全部导线之间的连接关系；
（4）MCU模块按照通信协议通过RS232收发器将全部导线通断连接关系的结果上传给上位机，上位机再根据标准的通断关系与RS232收发器送来的实际连接关系比较，进行接线关系对错的判断，并在上位机界面上实时显示全部导线及其接线对错关系。
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