CN201846126U - 双电源转换智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双电源转换智能控制器，属于输配电领域，包括输入输出板、主控板、信号调理板和人机交互板。输入输出板上设有开关量输入电路、开关量输出电路、电压采样电路，主控板上设有主控板主控电路和通讯电路，信号调理板上设有电压和频率处理电路，人机交互板上设有主控电路，该主控电路与液晶、键盘、指示灯相连；所述主控板主控电路通过I/O分别与开关量输入电路、开关量输出电路以及人机交互板上的主控电路相连，同时所述主控板主控电路还通过A/D、CAP与电压和频率处理电路相连，本实用新型控制精度高、实时性好、图形显示直观、参数设定简便、通讯功能强，既能用于明备用双电源供电系统，也可用于暗备用双电源供电系统。

Description

双电源转换智能控制器

技术领域

本实用新型涉及输配电领域，尤其是一种双电源转换智能控制器。

背景技术

双电源供电系统有两种：1.暗备用双电源供电系统(见图9)，即两个供电电源互为备用，该系统需配置两个进线断路器和一个母联断路器，简称“两进线一母联”；2.明备用双电源供电系统(见图10)，即一个供电电源为常用电源，另一个为备用电源，该系统需配置两个进线断路器。在使用双电源供电系统时，电源之间能否正确及时的转换，控制器起着非常重要的作用。目前控制器一般采用单片机、数码管显示、无图形显示、通过外置式模块与现场总线相连。其缺点有：控制精度低，系统的可靠性低；功能少、通讯功能差；显示不直观、体积大、不美观且安装调试复杂等。

实用新型内容

本实用新型技术任务是针对上述技术中不足，提供一种双电源转换智能控制器。

本实用新型解决技术问题所采用技术方案是：双电源转换智能控制器，包括输入输出板、主控板、信号调理板和人机交互板。输入输出板上设有开关量输入电路、开关量输出电路、电压采样电路，主控板上设有主控板主控电路和通讯电路，信号调理板上设有电压和频率处理电路，人机交互板上设有主控电路，该主控电路与液晶、键盘、指示灯相连；所述主控板主控电路通过I/O分别与开关量输入电路、开关量输出电路以及人机交互板上的主控电路相连，同时所述主控板主控电路还通过A/D、CAP与电压和频率处理电路相连。

所述主控板上的主控板主控电路是DSP 2812主控电路。

所述主控板上的通讯电路同时连有CAN现场总线电路、LIN总线电路和RS485通讯电路。

所述人机交互板上的液晶显示为分屏式液晶显示。

所述人机交互板上的液晶为触摸屏式液晶，该触摸屏式液晶的显示为分屏式显示。

本实用新型所能带来的有益效果是：

(1)功能齐全。采用TI公司的DSP 2812芯片作为核心处理芯片，控制精度高、实时性好，具有过压、欠压、失压、断相转换、频率检测、历史数据查询、通信等功能；

(2)大屏幕液晶显示，分左右两半屏显示：左半屏显示双电源供电系统线路图，实时显示断路器的状态(开/关)；右半屏实时显示两路电源电压值、频率值，直观性更好；

(3)适用性强。本实用新型既可用于明备用双电源供电系统，也可用于暗备用双电源供电系统；

(4)通讯功能强。具有CAN总线、LIN总线、RS485通讯接口，能够实现遥测、遥信、遥调与遥控等功能；

(5)彩色触摸屏无需键盘，采用虚拟数字键，参数设定极为方便；

(6)外形美观、体积小。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构框图；

图2为主控板主控电路原理图；

图3为主控板通讯电路原理图；

图4为信号调理板电压和频率处理电路原理图；

图5为输入输出板开关量输入电路原理图；

图6为输入输出板开关量输出电路原理图；

图7为人机交互板液晶电路原理图；

图8为人机交互板触摸屏式液晶电路原理图；

图9为暗备用双电源供电系统结构图；

图10为明备用双电源供电系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做以下详细说明：

如图1所示，本实用新型包括输入输出板、主控板、信号调理板和人机交互板。输入输出板上设有开关量输入电路、开关量输出电路、电压采样电路，主控板上设有主控板主控电路和通讯电路，信号调理板上设有电压和频率处理电路，人机交互板上设有主控电路，该主控电路与液晶、键盘、指示灯相连；所述主控板主控电路通过I/O分别与开关量输入电路、开关量输出电路以及人机交互板上的主控电路相连，同时所述主控板主控电路还通过A/D、CAP与电压和频率处理电路相连。

所述主控板上的通讯电路同时连有CAN现场总线电路、LIN总线电路和RS485通讯电路。

图2为主控板主控电路原理图，其CPU采用快速高效的DSP控制器(TMS320F2812)，主频可达到150MHz，它内含16通道A/D转换，片内高达128K字的FLASH程序存储器，还集成串行通讯接口SCI、CAN2.0B模块，56个可编程复用的通用输入/输出引脚GPIO，其丰富的片内外设，简化了硬件设计，使得整个系统结构简单、造价低廉。根据需要，外扩了RAM芯片IS61LV51216，方便以后系统升级。图中，JP1为编程接口，可以通过该接口在出厂后方便地进行系统程序的更新。

主控板主控电路为主控板的核心部件，它负责采集各路模拟、数字信号，实时计算每路电源各相电压值、频率值，为主断路器动作提供依据，根据要求进行电源故障判断，控制主断路器分闸与合闸，同时为显示提供必要的内、外部信息，并接收显示模块、通讯模块的指令，按照要求进行信息传输、控制等。

图3为主控板通讯电路原理图。该电路包括CAN总线通讯、LIN总线通讯、RS485通讯电路。其中，CAN总线通信速率最高达1Mb/s，CAN通讯电路采用芯片SN65HVD231作为其收发器，实现了CAN总线通讯。LIN通讯电路采用ATA6662电平转换芯片，实现了LIN总线通讯。RS485通讯电路采用SN75LBC184D电平转换芯片，实现了RS485通讯。上述通讯电路通过ADUM5402隔离芯片可靠地将输入与输出进行隔离，降低干扰。本实用新型通讯功能强，具有遥测、遥信、遥调与遥控功能。

图4为信号调理板电压和频率处理电路原理图。该电路将电源电压通过电压互感器转换成弱电流、电压信号，再通过整流、放大处理后分为两路：一路输入DSP2812的A/D单元进行电压检测，一路输入DSP2812的CAP单元进行频率检测。其中，A/D时钟可配置为高达25MHz，最高采样带宽达12.5MSPS，采样精度高。CAP单元内部具有施密特触发器，无需加硬件过零检测电路，简化了硬件设计。

图5为输入输出板开关量输入电路原理图。该部分电路为开关量信号，采用光电耦合的方式滤除外电路对系统可能产生的干扰。本部分电路主要完成对各断路器常开触点状态的采集、隔离处理。

图6为输入输出板开关量输出电路原理图。该部分电路采用光电耦合的方式对DSP输出的控制信号进行隔离处理，然后采用三极管放大DSP输出信号以驱动输出继电器。

图7为人机交互板液晶电路原理图，包括液晶显示主控电路、键盘、指示灯、液晶接口等。该部分电路采用带有st7920控制器的液晶，其分辨率为128*64，内置8192个16*16点汉字，128个16*8点ASCII字符集，强大的字库省去了很多自行编码的麻烦。显示模块与主控模块之间采用TTL电平进行通讯，无需任何通讯收发器芯片，简单可靠。图形、参数分左右两半屏同时动态显示，直观地显示主断路器的工作状态，以及两路电源的电压、频率等运行参数。

图8为本实用新型液晶部分的另一实施例触摸屏式液晶电路原理图，包括液晶显示主控电路、指示灯、液晶接口等，该部分电路采用带有ADS7843控制器的触摸屏液晶，其分辨率为320*240，屏幕颜色为26万色。无需按键操作电路，采用虚拟数字键，参数设定极为方便，且显示界面直观、形象。图形、参数分左右两半屏同时动态显示，直观地显示主断路器的工作状态，以及两路电源的电压、频率等运行参数。

图9为暗备用双电源供电系统结构图，图10为明备用双电源供电系统结构图，显示的内容均为现有技术，清晰明了，不再过多叙述。

综上所述，本实用新型是一种控制精度高、液晶图形显示、安装调试方便、运行可靠性好的双电源转换智能控制器。该控制器既可以用于明备用双电源供电系统，也可以用于暗备用双电源供电系统，图形、参数分左右两半屏同时动态显示，直观地显示主断路器的工作状态，以及两路电源的电压、频率等运行参数。触摸屏无需按键操作电路，采用虚拟数字键，参数设定极为方便。

Claims (5)

1.双电源转换智能控制器，其特征在于：包括输入输出板、主控板、信号调理板和人机交互板；所述输入输出板上设有开关量输入电路、开关量输出电路、电压采样电路；所述主控板上设有主控板主控电路和通讯电路；所述信号调理板上设有电压和频率处理电路；所述人机交互板上设有主控电路，该主控电路与液晶、键盘、指示灯相连；所述主控板主控电路通过I/O分别与开关量输入电路、开关量输出电路以及人机交互板上的主控电路相连，同时所述主控板主控电路还通过A/D、CAP与电压和频率处理电路相连。

2.根据权利要求1所述的双电源转换智能控制器，其特征在于：所述主控板上的主控板主控电路是DSP2812主控电路。

3.根据权利要求1所述的双电源转换智能控制器，其特征在于：所述主控板上的通讯电路同时连有CAN现场总线电路、LIN总线电路和RS485通讯电路。

4.根据权利要求1所述的双电源转换智能控制器，其特征在于：所述人机交互板上的液晶的显示为分屏式液晶显示。

5.根据权利要求1或权利要求4所述的双电源转换智能控制器，其特征在于：所述人机交互板上的液晶为触摸屏式液晶，该触摸屏式液晶的显示为分屏式显示。

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