CN104777769A - 控制与保护开关电器的集中控制装置 - Google Patents

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高青青
黄小红
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Abstract

控制与保护开关电器的集中控制装置属于电机自动控制技术领域，包括主控电路模块、信号采样模块、键盘操作模块、状态指示模块、输出控制模块；信号采样模块将多个控制和保护开关电器的反馈信号输入到主控电路模块，该主控电路处理得到信号通过输出控制模块驱动控制与保护开关电器，同时可通过键盘操作模块设置每个控制与保护开关电器的工作状态，并由状态显示模块显示各控制与保护开关电器的工作状态，从而实现控制与保护开关电器的集中控制管理工作；主控电路模块包括主控芯片模块和辅助芯片模块，可以通过扩展辅助芯片模块实现扩展控制与保护开关电器控制的数量，实现一个集中控制装置控制多个控制与保护开关电器的控制和管理工作。

Description

控制与保护开关电器的集中控制装置
技术领域
本发明属于电机自动控制技术领域，具体涉及一种智能集中控制装置，尤其指一种控制与保护开关电器的集中控制装置。
背景技术
目前市场上已经有集断路器、接触器、热继电器等功能为一体的控制与保护开关电器，且有不少数字化智能型控制的控制与保护开关电器，但是这些控制与保护开关电器集中在一个系统中使用时，相关之间都是独立的，需要了解各个控制与保护开关电器的工作状态，并进行独立处理时，则无法简易实现，均需要独立操作，即不能简易的实现集中管理。
中国专利文献中公开了“一种集成化的控制与保护开关电器”(专利号01238478.X，公开日为2002年1月12日)，“一种多功能控制与保护开关电器”(专利号201010258782.0，公开日2010年12月22日)等，已申请专利的控制与保护开关电器都是独立控制工作的，当这些独立控制系统的控制与保护开关电器集成在一个大系统中使用时，要统一操作管理就非常不方便，因此需要一套能实现统一管理集中控制的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近距离范围内，实现智能集中控制管理线路上所有控制与保护开关电器的装置，通过本装置的使用可以实现一个智能主控面板拖动多个控制与保护开关电器的启动、停止、复位操作，并同时查看各控制与保护开关电器的工作状态。
为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种控制与保护开关电器的集中控制装置，包括主控电路模块、信号采样模块、键盘操作模块、状态指示模块、输出控制模块。信号采样模块将多个控制和保护开关电器的反馈信号输入到主控电路模块，该主控电路处理得到信号通过输出控制模块驱动控制与保护开关电器，同时可通过键盘操作模块设置每个控制与保护开关电器的工作状态，并由状态显示模块显示各控制与保护开关电器的工作状态，从而实现控制与保护开关电器的集中控制管理工作。
根据采样模块或者键盘操作模块输入的信号，主控电路模块进行控制处理，输出相应的控制信号到输出控制模块，实现相应的控制与保护开关电器工作状态的改变，同时通过显示模块显示各控制与保护开关电器的工作状态，使线路上所有控制与保护开关电器集中控制操作，实现统一管理。
主控电路模块的核心器件包括2个单片机STC12C5A60S2，分别是U1和U2，其中U1为主控芯片，U2为辅助芯片，还包括辅助单片机U1、U2工作的晶振电路，及实现U1和U2之间数据传输的通讯电路。信号采样模块包括光耦隔离电路，控制与保护开关电器上的脱扣信号通过光耦隔离器件输入到主控电路上辅助芯片的输入端。多个控制与保护开关电器均独立通过光耦隔离器件输入到辅助芯片U2对应的输入端。通过主控电路模块进行数字处理，输出信号到输出控制模块，输出控制模块主要通过固态继电器实现隔离控制输出，由固态继电器的主回路控制交流接触器接通或者断开；多个控制与保护开关电器的输出控制均通过独立的固态继电器实现隔离输出控制。键盘操作模块对选择的控制与保护开关电器的工作状态进行操作，可实现启动、断开、复位等操作。一个辅助芯片可以采样8路控制与保护开关电器的采样信号，并输出控制8路控制与保护开关电器，若需要集中控制管理更多的控制与保护开挂电器，可通过扩展辅助芯片电路模块实现控制更多的输出与保护开关电器。
附图说明
图1是本实施例的系统结构框图。
图2是本实施例的主控电路原理图。
图3是本实施例的输入信号采样原理图。
图4是本实施例的输出控制原理图。
具体实施方式
参见图1，控制与保护开关电器的集中控制装置，包括主控电路模块3、信号采样模块4、键盘操作模块5、状态指示模块6、输出控制模块7。其中主控电路模块3包括主控芯片模块1和辅助芯片模块2，主控芯片模块1和辅助芯片模块2两者之间数据相互通讯，其中主控芯片模块1和键盘操作模块5、状态指示模块6之间实现数据单向传输，辅助芯片模块2和信号采样模块4、输出控制模块7之间实现信号单向传输。
图2是本实施例的主控电路原理图。主控芯片U1和辅助芯片U2均有辅助芯片正常工作的晶振电路，其中芯片U1的9脚接电容C1的负极和电阻R1的一端，电容C1的正极接电源，电阻R1的另一端接地，U1的18脚接晶振Y1的一端和电容C2的一端，电容C2的另一端接地，晶振Y1的另一端接U1的19脚和电容C3的一端，C3的另一端接地。U1的P0组8个输入端口接键盘操作模块，U1的P1组8个输出端口接状态显示模块，U1的第10、11、12脚接通讯芯片U3，通过485通讯输出总线数据与辅助芯片的总线数据实现双向传输。辅助芯片U2的晶振电路实施方式同上，U2的P1组8个输入端口接控制与保护开关电器的信号采样模块，U2的P0组8个输出端口接输出控制模块，U2的第10、11、12脚接通讯芯片U4，同理通过485通讯到总线，与主控芯片模块之间形成数据通讯。
参见图3，所述的输入采样模块通过光耦隔离实现采样，由控制与保护开关电器上的脱扣信号通过电阻R6到光耦隔离器件U5的1脚，U5的2脚接采样地、3脚接控制地，4脚通过电阻R7到电源，同时4脚输出到辅助芯片U2的1脚。其他各路采样实施方式同上，分别输入到辅助芯片U2的P1组其他输入端。
参见图4，所述的输出控制模块通过固态继电器实现控制，由辅助芯片U2的39脚输出控制信号到固态继电器SSR1的控制回路一端，其另一端接控制地，SSR1的主回路一端接交流接触器K1控制线圈的一端，K1控制线圈的另一端到火线L，SSR1主回路另一端接零线N。通过控制信号的切换，实现固态继电器SSR1主回路通断的控制，从而达到控制交流接触器K1接通和断开工作。其他各路输出控制实施方式同上，由辅助芯片U2的P0组其他输出口输出控制信号。

Claims (6)

1.控制与保护开关电器的集中控制装置，包括主控电路模块、信号采样模块、键盘操作模块、状态指示模块、输出控制模块，其特征是：信号采样模块将多个控制和保护开关电器的反馈信号输入到主控电路模块，该主控电路处理得到信号通过输出控制模块驱动控制与保护开关电器工作，同时可通过键盘操作模块设置每个控制与保护开关电器的工作状态，并由状态显示模块显示各控制与保护开关电器的工作状态，从而实现控制与保护开关电器的集中控制管理工作。
2.根据权利要求1所述的集中控制装置，其特征是：所述的主控电路模块的核心器件包括2个单片机STC12C5A60S2，分别是U1和U2，其中U1为主控芯片，U2为辅助芯片，还包括辅助单片机U1、U2工作的晶振电路，及实现U1和U2之间数据传输的通讯电路。
3.根据权利要求1所述的集中控制装置，其特征是：所述的信号采样模块包括光耦隔离电路，控制与保护开关电器上的脱扣信号通过电阻R6接光耦隔离器件U5，隔离后的信号输入到主控电路上的辅助芯片U2的输入端1脚；多个控制与保护开关电器均独立通过光耦隔离器件输入到辅助芯片U2对应的输入端。
4.根据权利要求1所述的集中控制装置，其特征是：所述的输出控制模块主要通过固态继电器SSR1实现隔离控制输出，主控电路上辅助芯片U2的输出信号接固态继电器SSR1的控制回路，其主回路输出一端接交流接触器的线圈到火线L，另一端接零线N；多个控制与保护开关电器的输出控制均通过独立的固态继电器实现隔离输出控制，并受辅助芯片U2对应的输出端控制。
5.根据权利要求2、3、4所述的集中控制装置，其特征是：一个辅助芯片可以采样8路控制与保护开关电器的采样信号，并输出控制8路控制与保护开关电器，通过扩展辅助芯片电路模块可实现控制管理更多的控制与保护开关电器。
6.根据权利要求1所述的集中控制装置，其特征是：所述的键盘操作模块对选择的控制与保护开关电器的工作状态进行操作，可实现启动、断开、复位等操作；所述的状态指示模块指示线路上各控制与保护开关电器的当前工作状态。
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