CN1834392A - 电磁锁单元控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统防误闭锁技术领域，特别涉及一种应用于电厂或者电站等配送电厂站为防止误操作而使用的电磁锁单元控制器。一种电磁锁单元控制器，其特征在于，其包括硬件电路部分和软件部分，该硬件电路部分包括电源模块、通讯模块、核心控制模块、电磁锁驱动控制模块和验电检测模块；该核心控制模块采用AT89S52微处理器进行设计。本发明电磁锁单元控制器是为了将它应用于现有的电磁五防系统之中，它的功能是在五防主机的控制之下完成对现场电磁锁的控制以及对现场刀闸位置的采集。

Description

电磁锁单元控制器

技术领域

本发明涉及电力系统防误闭锁技术领域，特别涉及一种应用于电厂或者电站等配送电厂站为防止误操作而使用的电磁锁单元控制器。

背景技术

目前，微机防误闭锁系统在电厂或者电站等配送电厂站应用十分广泛，发展也比较迅速，虽然各厂家的产品各有其特色，但基本原理和采用的技术手段大致相同，装置主要由智能模拟屏、工控机、电脑钥匙和各种锁具(数码锁)组成。通过在智能模拟屏上模拟试操作，由工控机内预先存储的逻辑规则和状态对每步操作进行判断，并通过串行接口通讯将操作步骤输入电脑钥匙中，然后由电脑钥匙打开装于现场相应设备上的编码锁，进行倒闸操作。该种微机防误闭锁系统的优越性在于：操作方便、维护简单、性能可靠、造价相对较低，但由于其主要部件——电脑钥匙不能与现场设备及系统内其他部分实时交换数据(状态)，而使其防误功能及范围受到极大限制，无法满足事故情况及检修预试时的防误需要而不得已使用无任何防误功能的紧急解锁，给电力安全运行带来极大隐患。基于上述原因，出现了有线分布式微机防误闭锁系统，该系统中的电磁数码锁直接受控于五防主机，实现信息的事实传递与信息互换的准确性，在电磁数码锁与五防总主机连接的过程中就要使用电磁锁单元控制器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于五防系统电磁锁单元控制器。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种电磁锁单元控制器，其特征在于，其包括硬件电路部分和软件部分，该硬件电路部分包括电源模块、通讯模块、核心控制模块、电磁锁驱动控制模块和验电检测模块；该核心控制模块采用AT89S52微处理器进行设计。

本发明电磁锁单元控制器是为了将它应用于现有的电磁五防系统之中，它的功能是在五防主机的控制之下完成对现场电磁锁的控制以及对现场刀闸位置的采集。

附图说明

图1为本发明电磁锁单元控制器硬件结构框图；

图2为本发明电磁锁单元控制器中电磁锁驱动控制模块原理图；

图3为本发明电磁锁单元控制器中验电检测模块内的电路框图。

具体实施方式

一种电磁锁单元控制器，其包括硬件电路部分和软件部分，该硬件电路部分包括电源模块、通讯模块、核心控制模块、电磁锁驱动控制模块和验电检测模块。

参见图1，硬件电路部分主要由电源模块、通讯模块、核心控制模块、电磁锁驱动控制模块、验电模块五个功能模块组成，以下对各模块进简要介绍：

a.核心控制模块

核心控制模块用于实现电磁锁单元控制器的所有软件功能，采用AT89S52微处理器进行设计，AT89S52具有价格低廉使用方便等优点，而且它的处理能力可以完全满足电磁锁单元控制器。而且AT89S52具备ISP在线升级功能。

b.CAN总线通讯模块

CAN总线通讯模块主要采用SJA1000+TJA1050组成，SJA1000是飞利浦公司所生产的CAN协议芯片，内部集成了复杂的CAN总线底层协议，完全支持CAN2.0通讯标准。在编程使用时较为方便，成本也较低。

在通讯口保护方面采用与CAN适配器同样的方法，1)在总线驱动器与SJA1000之间加入光电隔离、2)对总线驱动器进行隔离供电、

3)加入防雷保护。

c.电磁锁驱动控制模块

电磁锁单元控制器内驱动电路提供多种电压输出及多个位置检测输入，在此设计驱动电路有8路±12--24V的直流电压输出，每个输出口最大输出电流为0.8A--1.6A，在五防主机的控制命令下进行电压控制，每个端口均有负载检测功能，负载检测可以实现电磁锁的自动搜寻及操作过程的动作检测，其中一路的驱动电路如图2所示，对于电磁锁的解锁操作流程如下：

(1)、收到CAN总线上的解锁命令后，单元控制器控制输出口C点+5V电压输出，双色发光二极管LED1发出红色预操作信号。

(2)、操作人员到现场解锁，操作时按压电磁锁帽，使锁帽位置检测2处的干簧管吸合，单元控制器检测到该信号后即给A点接入+15V电压，此时电磁铁吸合锁销，使刀闸锁在反弹的过程中沿V形槽运动到开锁位置，同时双色发光二极管绿色管发光，整个发光管呈黄色。(加入这个操作步骤的好处是：缩短了电磁铁吸合时间，使得电磁铁器件损耗减少到最低程度，当然，由于现场的闭锁情况较为复杂，不排处一些人为的违规操作，因此电磁铁设计为长期通电型)。

(3)、操作人员将刀闸扳至预定位置，此时刀闸位置干簧管状态与原来状态不一致，单元控制器检测到设备变位后点亮绿色发光二极管。

(4)、操作人员将锁重新锁上，并将锁帽再次按压，如果此时单元控制器检测到刀闸确实到位则锁帽将会沿V形槽自动回到关闭状态，单元控制器将刀闸的变位信息发送给五防主机，五防主机根据单元控制器上传的遥信信息判断预定解锁完成，并给单元控制器发禁止解锁命令，单元控制器控制A点+15V电压截止，电磁锁销靠弹簧力将刀闸锁锁定，绿发光管熄灭，解锁过程结束。

d.验电检测模块

验电检测模块采用RS485总线方式与电磁锁单元控制器进行连接，其内部的控制器为89LPC904该单片机为51内核，采用8脚封装，内部有两路8bit的A/D转换及一个UART。采用总线方式传输可以很容易的做到将该模块与单元控制器隔离，并且可将RS485总线功能进行进一步的延伸，使之能够接更多类型的验电检测模块。采用RS485总线传输可以使验电单元就近与设备安装，这样避免了由于信号线过长导致的电压干扰影响。

验电检测模块设计的电压输入范围为0-±300V，输入电压频率为0-1KHZ。

由于采用了A/D转换做为验电检测，其采集数据具有一定的准确性，五防主机可将验电数据读取进行显示或作其它用途。在应用中也可对模拟量设定一定的门限值，将模拟量转换为遥信信息。验电检测模块内的电路框图如图3所示。

e.电源模块

电源模块输入电压为220V AC采用外置式变压器将电压降低至12--24V DC输入到单元控制器，控制器内部将输出输出分为为三组：+5V、+5V和+15V(-15V)。其中一路+5V电压给CAN驱动器及RS485供电，采用低压差DC/DC隔离模块，隔离电压为1000V。另一路+5V也进行DC/DC隔离，给CPU及所有的内部集成电路、光隔低压输入/输出端供电，+15V(-15V)整流滤波后直接给电磁锁驱动部分供电。

另外，由于电磁锁单元控制器安装于户外，外壳考虑采用铁箱制作，在各个接口部分采用橡胶垫片封闭以处理防水问题；对外接口采用导轨式接线端子排。

电磁锁单元控制器软件平台采用KEIL C51编译环境，程序代码由C语言编写，由于考虑到89C52及资源配置的特点，软件运行结构采用前/后台方式，中断部分主要处理CAN报文的收发工作及RS485总线的数据收发，主循环程序负责处理对设备的驱动控制及数据装配等。

本发明电磁锁单元控制器是为了将它应用于现有的电磁五防系统之中，它的功能是在五防主机的控制之下完成对现场电磁锁的控制以及对现场刀闸位置的采集。

本发明还有其他一些变形或者改进。如果本技术领域的技术人员受到本发明的启发做出的显而易见的非实质性的改变或者改进，均属于本发明权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1、一种电磁锁单元控制器，其特征在于，其包括硬件电路部分和软件部分，该硬件电路部分包括电源模块、通讯模块、核心控制模块、电磁锁驱动控制模块和验电模块；该核心控制模块采用AT89S52微处理器进行设计。

2、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，通讯模块内部集成了CAN总线底层协议，完全支持CAN2.0通讯标准。

3、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，所述电磁锁驱动控制模块的驱动电路有8路直流电压输出。

4、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，所述验电检测模块的电压输入范围为0-±300V，输入电压频率为0-1KHZ。

5、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，所述电源模块输入电压为220V交流电，采用外置式变压器将电压降低至12-24V。

6、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，所述软件部分运行结构采用前/后台方式。

7、根据权利要求1所述的电磁锁单元控制器，其特征在于，外壳采用铁箱制作，在各个接口部分采用橡胶垫片封闭。

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