CN201616682U - 一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置 - Google Patents

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李幼锋
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Abstract

一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，包括：外接LCD屏和键盘的CPU芯片，其通过光电隔离模块设有通讯口；模数转换器AD，外部电压信号经电阻分压、高速光继电器选通道、高频滤波后输入；电流信号经霍尔电流传感器采样、高速光继电器选通道、高频滤波后输入；模数转换器AD经光电耦合连接输出至CPU；DA数模转换芯片：经光电隔离模块后与CPU连接，产生模拟量输出；开关量输出模块：经光电隔离模块后与CPU连接，输出至各开关继电器；CPU经光电隔离模块后输入各外部故障信号，完成监视控制功能。本新型具备互换性的模块化设计，增强的数据采集功能，光电隔离模块通讯口，易于操作的人机接口。

Description

一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置
技术领域
本实用新型涉及一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置。
背景技术
直流柜(屏)是广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等)中、为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源-蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、安全性。
直流屏将交流电变压-整流，成为直流电，并储存在蓄电池组中，另外还有直流配电输出。作为开关柜(一般用在高压开关柜)操作电源的直流屏一般由交流配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元及绝缘监测单元组成。
目前，直流屏的配电监控装置均由各直流屏厂家自行设计，依据的标准不尽相同，参数各异，实现的功能也有很大差别；并且针对性太强，不能灵活替换，不具备模块化设计思想。
另外，现有的监控装置的通讯功能不强，通信口没有经过光电隔离模块，没有通用的标准的通讯协议，人机界面接口功能差。
还有，市面上的小容量直流屏监控装置都与高频整流模块结合太紧密，不易更换，售后服务比较困难，不适合批量生产。
实用新型内容
针对现有的直流屏监控装置的不足之处，本实用新型所解决的技术问题，就是提供一种具备互换性的模块化设计，增强的光电隔离数据采集功能，并光电隔离通讯口，且具有易于操作的人机接口的直流柜电源监控装置。
实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，其特征是包括：
一作为主控制的CPU芯片，外接LCD屏和五键小键盘，通过光电隔离模块设有RS485通讯口；
一模数转换器AD，其经电阻分压、高速光继电器切换、高频滤波后输入电压；经霍尔电流传感器采样、高速光继电器切换、高频滤波输入电流；模数转换器AD经光电耦合连接输出至CPU控制芯片；
DA数模转换芯片，经光电隔离模块后与CPU控制芯片连接，产生模拟量输出；
一开关量输出模块，经光电隔离模块后与CPU控制芯片连接，输出至各开关继电器；
所述的CPU控制芯片经光电隔离模块后连接并输入交流供电故障、绝缘故障、整流模块故障信号；并通过数据总线与各个模块连接，完成监视控制功能。
所述的CPU芯片，内含随机存储器RAM，程序存储器Flash和参数存储器EEprom。
所述的模数转换器AD输入电压为直流柜监控的第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压和第四母线电压，所述的输入电流为充电电流和负载电流。
所述的开关量输出模块输出3路降压硅链的调节以及2路报警信号的输出信号。
有益效果：本实用新型可实现信号采集的光电三隔离的增强的监控功能；其可监测电池电压/电流、控母电压/电流、模块状态、交流故障、绝缘故障等；可实现控制功能：均/浮充控制，均充电压、浮充电压、电池限流；管理功能：电池自动管理，如均/浮充自动转换、定期均充、均充限时等；通讯功能：两路RS485的通讯功能；人机接口功能：完成LCD的显示和键盘按键的处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
附图是本实用新型实施例的组成原理示意图。
图中：1-一CPU，2-LCD屏，3-键盘，41～46-光电隔离模块，51、52-RS485通讯口，6-模数转换器AD，7-分压电阻，81、82-高频滤波，9-霍尔电流传感器，101、102-高速光继电器，11-DA数模转换芯片，13-开关量输出模块。
具体实施方式
附图所示的采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置实施例，包括：
一作为主控制的CPU芯片1，内含随机存储器RAM，程序存储器Flash和参数存储器EEprom，人机接口模块采用标准2.54mm排线联接LCD屏2，五键小键盘3，完成参数设定和监控数据显示功能；还通过光电隔离模块41、42、设有两RS485通讯口51、52，一路定义为连接上位机通讯接口，一路连接其他功能线路板。连接上位机的RS485通讯口采用标准的Modbus-RTU通讯协议。
一模数转换器AD6，其各经电阻分压7，高速光继电器101切换，高频滤波81后输入四路电压；经霍尔电流传感器9采样，高速光继电器102切换，再经高频滤波82输入两路电流；模数转换器AD6经光电耦合43连接输出至CPU控制芯片1；
所述的输入电压为第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压和第四母线电压，所述的输入电流为充电电流和负载电流。
二DA数模转换芯片111、112，经同一光电隔离模块44后与CPU控制芯片连接，产生两路模拟量输出。
一开关量输出模块13，经光电隔离模块45与CPU控制芯片1连接，将经光电隔离模块45的CPU控制芯片输出信号经放大后输出至各继电器14，包括输出3路降压硅链的调节，2路报警信号的输出。
CPU控制芯片经光电隔离模块46后连接外部故障信号输入：交流供电故障、绝缘故障和整流模块故障。
AVR高性能CPU控制芯片1通过数据总线与各个模块连接，完成监视控制功能。

Claims (4)

1.一种采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，其特征是包括：
一作为主控制的CPU芯片，外接LCD屏和五键小键盘，通过光电隔离模块设有RS485通讯口；
一模数转换器AD，其经电阻分压、高速光继电器切换、高频滤波后输入电压；经霍尔电流传感器采样、高速光继电器切换、高频滤波输入电流；模数转换器AD经光电耦合连接输出至CPU控制芯片；
DA数模转换芯片，经光电隔离模块后与CPU控制芯片连接，产生模拟量输出；
一开关量输出模块，经光电隔离模块后与CPU控制芯片连接，输出至各开关继电器；
所述的CPU控制芯片经光电隔离模块后连接并输入各外部故障信号；并通过数据总线与各个模块连接，完成监视控制功能。
2.根据权利要求1所述的采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，其特征是：所述的CPU芯片，内含随机存储器RAM，程序存储器Flash和参数存储器EEprom。
3.根据权利要求1所述的采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，其特征是：所述的模数转换器AD输入电压为直流柜监控的第一母线电压、第二母线电压、第三母线电压和第四母线电压，所述的输入电流为充电电流和负载电流。
4.根据权利要求1所述的采集系统光电三隔离的直流柜电源监控装置，其特征是：所述的开关量输出模块输出3路降压硅链的调节以及2路报警信号的输出信号。
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