CN113485194B - 用于配电装置的遥信采集电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于配电装置的遥信采集电路及控制方法，采用软硬件协同处理控制，硬件架构包括配电装置接口、微控制器MCU、模数转换器ADC和光电隔离电路，软件设计方法包括阈值配置、遥信电源采集、遥信状态采集、遥信电源阈值判定、遥信状态确认。配电装置接口用于接入外部遥信量及遥信电源；ADC用于采集遥信电源的电压值；光电隔离电路用于外部遥信量的隔离和电平转换；MCU根据软件设计流程，通过遥信电源的阈值判定，并根据硬件电路采集的信息做出外部遥信量的识别确认。本发明可以兼容现有遥信电源的不同电压配置，并实时对遥信电源进行监测，确保遥信信息确认环节的可靠性。

Description

用于配电装置的遥信采集电路及控制方法
技术领域
本发明属于配电自动化技术领域，具体地涉及一种用于配电装置的遥信采集电路及控制方法。
背景技术
配电装置是发电厂与变电所的重要组成部分，主要功能是根据电气主接线的连接方式，接入开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备，其中一个重要功能是需要可靠采集遥信量，做出相应的正确的保护逻辑。
现有配电用柱上开关、环网柜(箱)对于遥信电源电压有DC24V和DC48V可选，遥信电源有外部单独电源供电和配电装置内部供电方式。
现有的方法需要针对遥信电源不同的额定电压选配不同的硬件回路。当遇到遥信电源无论是外部还是内部供电方式，当不可控时，容易识别错误的遥信信息，对电网安全生产带来严重的后果。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于配电装置的遥信采集电路及控制方法，采用遥信电源采集和遥信状态采集硬件电路，采用软硬件协同处理控制方法，通过遥信电源的阈值判定，并根据硬件电路采集的信息做出外部遥信量的识别确认。
本发明采用如下的技术方案。
一种用于配电装置的遥信采集电路，所述包括微控制器、模数转换器、光电隔离电路、配电装置接口；
配电装置接口用于接入外部遥信量及遥信电源；
模数转换器，与配电装置接口连接，用于采集遥信电源的电压值并实现模数转换；
光电隔离电路，与配电装置接口连接，用于外部遥信量的隔离和电平转换；
微控制器，与模数转换器与光电隔离电路连接，用于接入模数转换器和光电隔离电路采集的信息，并根据采集的信息做出外部遥信量的识别确认。
进一步地，外部遥信量为遥信的外部开关状态。
进一步地，遥信电源用V+可以使用外部24V或48V的额定电压输入，也可以使用配电装置的内部电源输出，接入遥信电源用公共V-输入。
进一步地，光电隔离电路，根据外部输入电压大小输出不同的信号电压至微控制器，当外部输入电压超过硬件设计的阈值电压时，输出低电平；否则，输出高电平。
进一步地，微控制器，通过遥信电源阈值判定，并根据采集的信息做出外部遥信量的识别确认。
用于配电装置的遥信采集电路的控制方法，所述方法包括步骤：
(1)获取遥信电源采集数据，并进行电压值计算；
(2)进行遥信电源阈值判定，根据阈值配置和遥信电源电压判断是否进行遥信状态确认；
(3)获取遥信状态采集数据；
(4)根据遥信状态采集数据进行遥信状态确认。
进一步地，所述步骤(1)中，
获取遥信电源采集数据，得到模数转换器模数转换后的二级制数据，并根据刻度进行电压值的计算。
进一步地，所述步骤(2)中，
阈值配置根据外部的遥信电源额定电压、遥信动作电压范围进行配置；可设置包括24V或48V。
进一步地，所述步骤(3)中，
所述获取遥信状态采集数据，为获取光电隔离电路接入微控制器的电平的高低状态。
进一步地，所述步骤(4)中，
当光电隔离电路接入微控制器的电平为低，则遥信状态为合位，当光电隔离电路接入微控制器的电平为高，则遥信状态为分位。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，采用遥信电源采集和遥信状态采集硬件电路，采用软硬件协同处理控制方法，通过遥信电源的阈值判定，并根据硬件电路采集的信息做出外部遥信量的识别确认，非常有利于兼容现有遥信电源的不同电压配置，并实时对遥信电源进行监测，确保遥信信息确认环节的可靠性。
附图说明
图1是本发明用于配电装置的遥信采集硬件架构图；
图2是本发明用于配电装置的遥信采集软件设计流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
本发明公开了用于配电装置可靠遥信采集的软硬件设计方法，采用软硬件协同处理控制，包括一硬件架构、一软件设计方法，满足配电装置中对遥信可靠采集的需求。
硬件架构包括配电装置接口、微控制器MCU、模数转换器ADC和光电隔离电路，软件设计方法包括阈值配置、遥信电源采集、遥信状态采集、遥信电源阈值判定、遥信状态确认。
配电装置接口用于接入外部遥信量及遥信电源；ADC用于采集遥信电源的电压值；光电隔离电路用于外部遥信量的隔离和电平转换；MCU根据软件设计流程，通过遥信电源的阈值判定，并根据硬件电路采集的信息做出外部遥信量的识别确认，即遥信状态确认。这样的设计充分满足了对于可靠遥信采集的要求，并且大大提高了配电装置的灵活性和可靠性。
如图1所示，本发明的用于配电装置的遥信采集电路，电路包括微控制器MCU、模数转换器ADC、光电隔离电路、配电装置接口。
配电装置接口用于接入外部遥信量及遥信电源，外部遥信量为遥信的外部开关状态。模数转换器ADC，与配电装置接口连接，用于采集遥信电源的电压值并实现模数转换，光电隔离电路，与配电装置接口连接，用于外部遥信量的隔离和电平转换，微控制器MCU，与模数转换器ADC与光电隔离电路连接，用于接入ADC和光电隔离电路采集的信息，并根据硬件回路采集的信息做出外部遥信量的识别确认。
配电装置接口接入遥信电源用V+可以使用外部24V或48V的额定电压输入，也可以使用配电装置的内部电源输出，接入遥信电源用公共V-输入。
光电隔离电路用于外部遥信信号与内部弱电电路的隔离，以及遥信信号的电平转换，光电隔离电路根据外部的输入电压大小输出不同的信号电压至MCU，当外部输入电压超过硬件设计的阈值电压时，输出低电平；否则，输出高电平。
MCU用于ADC采集的遥信电源的计算，以及采集的遥信信号的确认。
如图2所示，用于配电装置的遥信采集电路及控制方法流程图，包含阈值配置、遥信电源采集、遥信状态采集、遥信电源阈值判定、遥信状态确认。
具体包括步骤：
(1)获取遥信电源采集数据，并进行电压值计算；
遥信电源采集用于获取ADC模数转换后的二级制数据，并根据刻度进行电压值的计算，二进制数据乘以刻度即得出遥信电源的电压值。
(2)遥信电源阈值判定，根据阈值配置和遥信电源电压做出逻辑判断，判断是否进行遥信状态确认；若遥信电源电压大于阈值配置值，则进入遥信状态确认；
阈值配置用于设置外部遥信电源的额定电压，可设置包括24V或48V，用于设置遥信可靠动作的额定电压的范围；阈值配置可根据外部的遥信电源额定电压、遥信动作电压范围进行配置。
(3)获取遥信状态采集数据，得到光电隔离电路输出结果，获取光电隔离电路接入MCU的电平的高低状态；
(4)进行遥信状态确认，根据遥信状态采集数据得出最终的遥信状态。
具体地，当光电隔离电路接入MCU的电平为低，则遥信状态为合位，当光电隔离电路接入MCU的电平为高，则遥信状态为分位。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，采用遥信电源采集和遥信状态采集硬件电路，采用软硬件协同处理控制方法，通过遥信电源的阈值判定，并根据硬件电路采集的信息做出外部遥信量的识别确认，非常有利于兼容现有遥信电源的不同电压配置，并实时对遥信电源进行监测，确保遥信信息确认环节的可靠性。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于配电装置的遥信采集电路，其特征在于，所述包括微控制器、模数转换器、光电隔离电路、配电装置接口；
配电装置接口用于接入外部遥信量及遥信电源；外部遥信量为遥信的外部开关状态；
模数转换器，与配电装置接口连接，用于采集遥信电源的电压值并实现模数转换；
光电隔离电路，与配电装置接口连接，用于外部遥信量的隔离和电平转换；光电隔离电路根据外部输入电压大小输出不同的信号电压至微控制器，当外部输入电压超过硬件设计的阈值电压时，输出低电平；否则，输出高电平；
微控制器，与模数转换器与光电隔离电路连接，用于接入模数转换器和光电隔离电路采集的信息，通过遥信电源阈值判定是否进行遥信状态确认，并根据采集的信息做出外部遥信量的识别确认；当光电隔离电路接入微控制器的电平为低，则遥信状态为合位，当光电隔离电路接入微控制器的电平为高，则遥信状态为分位。
2.根据权利要求1所述的用于配电装置的遥信采集电路，其特征在于，
遥信电源用V+可以使用外部24V或48V的额定电压输入，也可以使用配电装置的内部电源输出，接入遥信电源用公共V-输入。
3.基于权利要求1-2任一所述的用于配电装置的遥信采集电路的控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
(1)获取遥信电源采集数据，并进行电压值计算；
(2)进行遥信电源阈值判定，根据阈值配置和遥信电源电压判断是否进行遥信状态确认；
(3)获取遥信状态采集数据，为获取光电隔离电路接入微控制器的电平的高低状态；
(4)根据遥信状态采集数据进行遥信状态确认；当光电隔离电路接入微控制器的电平为低，则遥信状态为合位，当光电隔离电路接入微控制器的电平为高，则遥信状态为分位。
4.根据权利要求3所述的用于配电装置的遥信采集电路的控制方法，其特征在于，
所述步骤(1)中，获取遥信电源采集数据，得到模数转换器模数转换后的二级制数据，并根据刻度进行电压值的计算。
5.根据权利要求3所述的用于配电装置的遥信采集电路的控制方法，其特征在于，
所述步骤(2)中，阈值配置根据外部的遥信电源额定电压、遥信动作电压范围进行配置；可设置包括24V或48V。
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