CN200944539Y

CN200944539Y - 双电源自动转换开关控制器

Info

Publication number: CN200944539Y
Application number: CN 200620075620
Authority: CN
Inventors: 王旭川; 刘涛
Original assignee: Zhejiang Tengen Electric Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Tengen Electric Co Ltd
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2016-08-21

Abstract

本实用新型涉及一种应用在供电线路中的控制器，尤其是应用于双电源自动转换开关的控制器。因本实用新型的控制电路中采用了以单片机为核心的中央处理单元，并包括有电压频率检测模块、通信模块、显示模块、指令输入模块和工作电源检测模块，使本实用新型既具有对双路电源的电压、频率进行监测并对双路电源自动进行可靠且稳定地转换，同时又具有遥控、遥测、遥调、遥信的远程控制功能。

Description

双电源自动转换开关控制器

技术领域：

本实用新型涉及一种应用于供电系统的控制器，尤其是应用于对双电源进行自动转换的控制器。

背景技术：

随着电力系统、医院、邮电通讯、消防、宾馆、银行、机场、码头、住宅小区、高层建筑、电视台、军事设施、商场等场所对供电系统的安全性和可靠性要求越来越高，能对双路电源实现转换的开关装置越来越多地被生产出来并得以广泛地应用。如中国专利局CN2353027Y号公告公开了一种可锁式电磁自动双电源转换开关，诸如此类的产品已经出现很多，但其功能仅限于对于双电源的转换，而无更多的检测功能，如电源缺相、电压不正常或频率超标等情况发生时，无法进行有效地控制。随着科技的发展，越来越多的水电安防等设备采用集中式的控制，现有技术中的双电源转换开关无法满足这种需要远程通信功能才能实现的集中式控制要求。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种能根据检测到电源电压、频率等工况进行自动转换的并具有远程通信功能的控制器。

本实用新型的技术解决方案为：一种双电源自动转换开关控制器，包括外壳和控制电路，其特征在于所述的控制电路设有：

电源模块：将交流电源经变压整流之后成直流电源，供控制器使用；

电压频率检测模块：与中央处理单元的输入端口联接，实时采集电源线路中的电压、频率信号并将其转换处理后输送至中央处理单元；

以单片机为核心的中央处理单元：设有定时器、电压频率存贮装置、电压频率设定值存贮装置、常用电源比较器、备用电源比较器、工作电源检测装置、控制输出装置和显示驱动装置，电压频率存贮装置包括常用电源电压频率存贮装置和备用电源电压频率存贮装置；常用电源电压频率存贮装置用于存储电压频率检测模块输入的常用电源线路中的电压频率信号，备用电源电压频率存贮装置用于存储电压频率检测模块输入的备用电源线路中的电压频率信号；常用电源比较器将常用电源电压频率存贮装置的数值与电压频率设定值存贮装置的数值做比较，并根据比较结果做出正向驱动电机的控制信号或继续进行备用电源比较的选择，备用电源比较器将备用电源电压频率存贮装置的数值与电压频率设定值存贮装置的数值做比较，并根据比较结果做出反向驱动电机的控制信号或发出警告信号的选择，以此构成自投自复式的控制模式；控制输出装置将驱动电机的控制信号输送到驱动控制模块；显示驱动装置将中央处理单元内各装置的信息输送至显示模块；

显示模块：与中央处理单元的输出端口联接，将中央处理单元处理完的结果通过LCD或发光二极管的方式显示；

驱动控制模块：与中央处理单元的输出端口联接，将中央处理单元逻辑处理后的控制信号经电路放大后输出至执行器终端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型既具有对双路电源的电压、频率进行监测并对双路电源自动进行可靠且稳定的转换，同时又具有遥控、遥测、遥调、遥信的远程控制功能。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明：

图1为本实用新型具体实施例的外形图；

图2为本实用新型具体产施例的控制电路方框图；

图3为本实用新型具体实施例的控制流程图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，本实用新型双电源自动转换开关控制器包括外壳1、接线插头2和控制电路，外壳1上设有上盖10、按钮11，显示屏12、指示灯13和远程通信端口14。控制电路设有如下这些模块：

电源模块：将双电路中各取一相交流电源经变压整流之后成直流电源再并联在一起，构成整个控制器所需要的电源，变压整流采用通用的桥式整流电路，并加滤波电容，出于特殊场合的需要，必须保证控制器有可靠的电源提供，可采取加设储能电池或以对各相电源均变压整流来提供直流电源的方法。

电压频率检测模块：与中央处理单元的输入端口联接，实时采集二个电源电源线路中的电压、频率信号将其转换处理后输送至中央处理单元，本实用新型即可以适用于三相电源也可用于单相电源，在此模块中共采用了六个互感器，对各相电源的电压、频率进行采集，采集到的信号为模拟量，若中央处理单元无模数转换功能则需要在此模块中增加模数转换芯片。为了节省单片机的端口资源，需要对电压频率检测信号进行预处理，最佳实施例中采用了三个CD4051单八路模拟开关的集成块以及其它常用的逻辑电路、电子元件构成电压频率检测模块。

以单片机为核心的中央处理单元：设有定时器、电压频率存贮装置、电压频率设定值存贮装置、常用电源比较器、备用电源比较器、工作电源检测装置、控制输出装置和显示驱动装置，电压频率存贮装置包括常用电源电压频率存贮装置和备用电源电压频率存贮装置；常用电源电压频率存贮装置用于存储电压频率检测模块输入的常用电源线路中的电压频率信号，备用电源电压频率存贮装置用于存储电压频率检测模块输入的备用电源线路中的电压频率信号；电压频率设定值为一标准数值，无须做变动的，所以其数值在产品出厂时即被输入在中央处理单元中的电压频率设定值存贮装置中。常用电源比较器将常用电源电压频率存贮装置的数值与电压频率设定值存贮装置的数值做比较，并根据比较结果做出正向驱动电机的控制信号或继续进行备用电源比较的选择，备用电源比较器将备用电源电压频率存贮装置的数值与电压频率设定值存贮装置的数值做比较，并根据比较结果做出反向驱动电机的控制信号或发出警告信号的选择，以此构成自投自复式的控制模式。自投自复式是最基础的一种双电源控制方式，即对双电源进行检测，只要是常用电源正常，就切换到由常用电源供电，常用电源有故障时才选择备用电源，备用电源也出现问题就提示报警。控制器面板设有的按钮有工作模式“设定”按钮，由其来选择是自投自复还是自投不复的方式。自投不复的工作方式下是这样工作的：电源开关状态检测电路的输入信号为常用电源时，电源状态检测装置选择常用电源比较器进行电源比较；电源开关状态检测电路的输入信号为备用电源时，电源状态检测装置选择备用电源比较器进行电源比较，电源比较的结果为正常时，保持原有的工作电源进行供电，若为不正常时，进行另一电源的电源比较，另一电源的比较结果为正常时，输出驱动电机的控制信号对电源开关状态进行切换，另一电源的比较结果若也为不正常时输出警告信号。控制输出装置将驱动电机的控制信号输送到驱动控制模块，通常是向中央处理单元设定的输出端口输出高电平或低电平。显示驱动装置将中央处理单元内各装置的信息输送至显示模块。本实用新型的最佳实施例中采用的是PIC16F877/P[40]微控制器芯片。

显示模块：与中央处理单元的输出端口联接，将中央处理单元处理完的结果通过LCD液晶显示民屏或LED发光二极管的方式显示。最佳实施例中，显示模块包括有指示灯13和LCD显示屏12，指示灯13(发光二极管)和LCD显示屏12均穿过外壳的上盖10(控制面板)，显露于操作控制面板上；指示灯除了显示工作状态以外，还可使指示灯设计成不同频率闪烁状态，以表达不同的工况状态，如表示双电源均不正常采用红色发光二极管的高频闪动，此设计均可以不同的需要做不同的设计，其均属于本实用新型保护的范围，还可增设蜂鸣器作为报警装置。

驱动控制模块：与中央处理单元的输出端口联接，将中央处理单元逻辑处理后的控制信号经电路放大后输出至执行器终端，中央处理单元逻辑处理后输出的是高低电平信号，其信号十分地微弱，驱动控制模块中采用了放大电路，在放大之后联接继电器，再利用继电器的常闭常开触点去控制最终的执行器(电机)的通断，最终实现控制的目的。

关于驱动控制模块最终驱动的执行器(电机)的可靠性控制作一详细说明。本实用新型最终要控制的执行器是双电源自动转换开关的操动机构(本申请人已另案申请)，驱动控制模块的开关量控制信号用于决定电机的通断及其旋转方向，那么操动机构最终是否达到了控制所需的位置，电机又在何时停止工作呢。本实用新型的控制电路中还包括了电源开关状态检测电路，将双电源开关的工作状态信号采集输送至中央处理单元，在中央处理单元还设有电源状态检测装置，即每次对执行器(电机)发出控制信号之前，都需经过电源状态检测装置的检测，所采集到工作电源状态信号为该电源已经处于工作状态，则不需要再对执行器输出控制信号，若采集到的工作电源状态信号为该电源尚未处于工作状态，则需要对执行器输出信号，直到达到前述的该电源处于工作状态。对于最终执行器的这种控制方式也是本实用新型的最大特点。

另外，本实用新型的控制电路中还有远程通信模块，与中央处理单元的输出端口联接，在中央处理单元中还设有远程通信装置，在外壳面板上的按钮中也设有“通信”选择按钮。远程通信模块包括远程通信端口14和通信处理芯片、通信接口芯片，通信处理芯片与中央处理单元的远程通信装置联接，中央处理单元在工作时，可以采集到外壳面板上“通信”按钮所输入的方式，若为是，则中央处理单元每个工作周期均进行一次远程通信装置与通信芯片的数据交换。而通信处理芯片则通过通信接口芯片，再经远程通信端口14与外部设备以一定的格式进行交换。本实用新型的最佳实施例中，采用了PIC16F873-04I/P(28)微控制器作为通信专用的芯片，远程通信模块还采用了6N136光耦元件和MAX487、MWE485集成芯片。

两路电源线路分别接线后，控制器上电工作后，中央处理单元的相序比较器将备用电源电压频率存贮装置存储的相序信号与常用电源电压频率存贮装置存储的相序信号相比较，比较结果不一致时，停止转换工作并通过显示模块提醒用户重新接线，直到当备用电源的相序与常用电源的相序一致时，控制器才会正常工作。这是本控制器独有功能。

本领域的技术人员均可根据如上所述，凭其专业知识完全可以重现本实用新型的技术方案，故关于具体电子电路的说明在此不作详述。

本实用新型的控制电路包括的全部电子原件均集中于外壳的壳体内，结构十分地紧凑、小巧，所有的采集信号线、控制输出线和电源线均集中于一个接线插头2，通过接线插头2与双电源自动转换开关的操动机构、双电源线路进行联接，并由此组成一个完整的双电源自动转换开关。本实用新型不只适合于断路器为电源开关的自动转换开关，亦可以应用于以接触器为电源开关或以电磁机构作为执行器的使用场合，其均属于本实用新型保护的范围。

由上述可见，因本实用新型的控制电路中采用了以单片机为核心的中央处理单元，并包括有电压频率检测模块、通信模块、显示模块、指令输入模块和工作电源检测模块，使本实用新型既具有对双路电源的电压、频率进行监测并对双路电源自动进行可靠且稳定的转换，同时又具有遥控、遥测、遥调、遥信的远程控制功能。

Claims

1、一种双电源自动转换开关控制器，包括外壳和控制电路，其特征在于所述的控制电路设有：

2、根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于所述的控制电路还包括有：

指令输入模块：与中央处理单元的输入端口联接，包括指令输入按钮和指令处理电路，将按钮的信号输送至中央处理单元，所述的按钮包括有用于调试功能的按钮和用于工作模式选择的按钮；

电源开关状态检测电路：与中央处理单元的输入端口联接，将双电源开关的工作状态信号采集输送至中央处理单元；

以单片机为核心的中央处理单元还包括：手动自动选择器、工作模式选择器和电源状态检测装置，手动自动选择器根据指令输入模块输入的指令信号选择手动调试或进行自动控制，工作模式选择器根据输入的指令信号选择前述的自投自复式控制模式或自投不复式控制模式；自投不复式控制模式下，电源状态检测装置根据电源开关状态检测电路的输入信号进行选择，输入信号若为常用电源时选择常用电源比较器进行电源比较，电源开关状态检测电路的输入信号为备用电源时选择备用电源比较器进行电源比较，电源比较的结果为正常时，保持原有的工作电源，若为不正常时，进行另一电源的电源比较，另一电源的比较结果为正常时，输出驱动电机的控制信号对电源开关状态进行切换，另一电源的比较结果若也不正常时输出警告信号。

3、根据权利要求2所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于：所述的控制电路还包括有可与外部设备实现数据交换的远程通信模块，远程通信模块与中央处理单元的输出端口联接，所述的指令输入模块还包括有远程通信功能选择按钮，所述的中央处理单元还设有远程通信装置，远程通信装置根据指令输入装置输入的指令信息选择远程通信或电压频率的采集，通信完成后继续进行电压频率的采集，所述的控制电路还设有报警的蜂鸣器。

4、根据权利要求1、2或3所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于：所述的中央处理单元还设有相序比较器，相序比较器将备用电源电压频率存贮装置输入的相序信号与常用电源电压频率存贮装置存储的相序信号相比较，比较结果不一致时，停止转换工作并通过显示模块提醒用户重新接线。