CN202333992U - 一种智能控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能控制器，用于控制低压断路器的运行，所述智能控制器包括数据输入单元、微处理器单元、供电单元和USB通信单元。所述数据输入单元用于接收并调整电网实际负载信号；所述微处理器单元的输入端与所述数据输入单元的信号输出端电连接，用于接收并处理所述数据输入单元调整后的电网实际负载信号；所述USB通信单元与所述微处理器单元电连接，所述USB通信单元通过USB接口实现所述智能控制器与外接存储设备的数据传输。本实用新型提供的智能控制器，无需建设基础设施且成本较低，可广泛应用于不具备有线或无线通信条件的地区，可方便地将智能控制器的数据拷贝到外接存储设备，免去了人工采集的繁琐，保证了数据的准确性，有利于数据的分析和统计。

Description

一种智能控制器

技术领域

本实用新型涉及低压配电保护的技术领域，特别是一种用于低压断路器的智能控制器。 

背景技术

智能化电网是未来电网发展的趋势，低压电网智能化的最重要部分是低压断路器的智能化，智能化低压断路器必须同时具有数字保护、自动控制和通讯功能。 

智能控制器是智能化低压断路器的核心控制单元。目前，智能控制器的整定参数、运行状态和故障记录等数据通常都是通过组网通信的方式来进行记录和处理的。这种方式需要事先建设相关基础设施，从而通过有线/无线网络实现数据的远程传输、读取、分析及记录。 

然而，这种控制器存在以下不足：①在无法架设有线或无线网络的工业现场，不能采用这种组网通信方式传输、记录数据，而不得不由技术人员采用人工采集的方式对数据进行手工记录和分析，这不仅增加了技术人员的工作量、增加了用工成本，而且也难以保证数据记录的准确性，不利于数据的统计和分析；②采用这种方式传输、记录数据必须在工业现场建设相关基础设施，一方面工程建设耗资巨大，另一方面工程建设完成后的后期维护费用也很高，导致整体工程的成本大幅增加。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术的智能控制器通过组网通信方式来记录和处理数据，必须建设相关网络基础设施、成本很高，而提供了一种无需建设基础设施、成本较低的智能控制器。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种智能控制器，用于控制低压断路器的运行，所述智能控制器包括

数据输入单元，用于接收并调整电网实际负载信号。

微处理器单元，其信号输入端与所述数据输入单元的信号输出端电连接，用于接收并处理所述数据输入单元调整后的电网实际负载信号。 

供电单元，用于向所述微处理器单元和所述数据输入单元供电。 

还包括：USB通信单元，与所述微处理器单元电连接，所述USB通信单元通过USB接口实现所述智能控制器与外接存储设备的数据传输。 

上述智能控制器中，所述USB通信单元包括CPU接口、USB功能模块和所述USB接口；所述USB功能模块通过所述CPU接口与所述微处理器单元电连接，所述USB功能模块通过所述USB接口与外接存储设备电连接，实现数据传输。 

上述智能控制器中，所述USB功能模块采用USB主机方式管理外接存储设备。 

上述智能控制器中，还包括数据输出单元，所述数据输出单元包括脱扣控制驱动模块，所述脱扣控制驱动模块的信号输入端与所述微处理器单元的信号输出端连接，用于接收并发出所述微处理器单元的指令信号使所述断路器分闸。 

上述智能控制器中，所述数据输出单元还包括显示模块，所述显示模块的信号输入端与所述微处理器单元的信号输出端连接，用于显示实时数据或通信状态。 

上述智能控制器中，还包括存储模块和系统时钟模块；所述系统时钟模块与所述微处理器单元电连接，用于使所述智能控制器具备时钟功能，记录故障时刻；所述存储模块与所述微处理器单元电连接，用于记录所述智能控制器的参数和状态。 

上述智能控制器中，所述数据输入单元包括信号接收处理单元，所述信号接收处理单元包括： 

A相互感器、B相互感器、C相互感器和N相互感器，分别与供电线路的A相、B相、C相和中性线连接，用于接收电网实际负载信号。

A相通道信号调理模块、B相通道信号调理模块、C相通道信号调理模块和N相通道信号调理模块，信号输入端分别与所述A相互感器、所述B相互感器、所述C相互感器和所述N相互感器的信号输出端连接，所述A相通道信号调理模块、所述B相通道信号调理模块、所述C相通道信号调理模块和所述N相通道信号调理模块的信号输出端与所述微处理器单元的信号输入端连接，用于对接收到的电网实际负载信号的电压幅值进行调整。 

接地通道信号调理模块，其信号输出端与所述微处理器单元的信号输入端连接。 

上述智能控制器中，所述数据输入单元还包括键盘，所述键盘的信号输出端与所述微处理器单元的信号输入端连接，用于设置或查询所述智能控制器的各种参数或状态。 

上述智能控制器中，所述供电单元包括速饱和电源模块和辅助电源模块。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点。 

①本实用新型的智能控制器，包括与微处理器单元电连接的USB通信单元。利用该单元，技术人员可以很方便地将智能控制器的整定参数、运行状态及故障记录等数据拷贝至外接存储设备。本技术方案与现有技术相比，无需建设相关网络基础设施，也无需单独配置工作人员对数据进行人工采集，不仅降低了工程建设费用，节约了人力资源，而且保证了数据记录的准确性，更有利于数据的分析和统计。 

②本实用新型的智能控制器，USB通信单元包括CPU接口、USB功能模块和USB接口，USB功能模块通过CPU接口与微处理器单元电连接，USB功能模块通过USB接口与外接存储设备电连接。这样的设计合理，结构简化，易于实现。 

③本实用新型的智能控制器，USB功能模块采用USB主机方式管理外接存储设备，USB通信模块通过模拟电子计算机的USB协议，直接对USB设备上的数据进行读写。这样的设计降低了智能控制器对外接存储设备的要求，使外接USB设备的选取更加多样化。 

④本实用新型的智能控制器，包括系统时钟模块和存储模块，系统时钟模块使智能控制器具备时钟功能，用于记录故障发生的时刻，存储模块用于记录智能控制器参数及状态，这样的设计便于相关人员对这些信息的提取，为系统的维护和保养提供了方便。 

⑤本实用新型的智能控制器，包括键盘，能够设置或查询智能控制器的各种参数或状态，方便使用。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1是本实用新型智能控制器的原理框图；

图2是本实用新型智能控制器的A相通道信号调理模块的电路图；

图3是本实用新型智能控制器的B相通道信号调理模块的电路图；

图4是本实用新型智能控制器的C相通道信号调理模块的电路图；

图5是本实用新型智能控制器的N相通道信号调理模块的电路图；

图6是本实用新型智能控制器的接地通道信号调理模块的电路图；

图7是本实用新型智能控制器的键盘的电路图；

图8是本实用新型智能控制器的微处理器单元的电路图；

图9是本实用新型智能控制器的供电单元与脱扣控制驱动模块的集成电路图； 

图10是本实用新型智能控制器的显示模块的电路图； 

图11是本实用新型控制器实施例的USB功能模块的电路图；

图12是本实用新型智能控制器的系统时钟模块的电路图。

图中附图标记表示为： 

1-微处理器单元，2-数据输入单元，21-信号接收处理单元，211-A相互感器，212-B相互感器，213-C相互感器，214-N相互感器，215-A相通道信号调理模块，216-B相通道信号调理模块，217-C相通道信号调理模块，218-N相通道信号调理模块，219-接地通道信号调理模块，22-键盘，3-数据输出单元，31-显示模块，32-脱扣控制驱动模块，4-USB通信单元，41-CPU接口，42-USB功能模块，43-USB接口，5-系统时钟模块，6-存储模块，7-供电单元，71-速饱和电源模块，72-辅助电源模块。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型智能控制器的原理框图。所述智能控制器包括微处理器单元1、数据输入单元2、数据输出单元3、USB通信单元4、系统时钟模块5、存储模块6和供电单元7。 

所述数据输入单元2与所述微处理器单元1电连接，用于接收并调整电网实际负载信号并将调整后的信号传送至所述微处理器单元1。所述数据输入单元2包括信号接收处理单元21和键盘22。 

所述信号接收处理单元21包括：A相互感器211、B相互感器212、C相互感器213和N相互感器214，及A相通道信号调理模块215、B相通道信号调理模块216、C相通道信号调理模块217和N相通道信号调理模块218，以及接地通道信号调理模块219。 

所述A相互感器211、所述B相互感器212、所述C相互感器213和所述N相互感器214的信号输入端分别与供电线路的A相、B相、C相和中性线连接，用于接收电网实际负载信号。在本实施例中，所述A相互感器211、所述B相互感器212、所述C相互感器213和所述N相互感器214接收电网实际负载电流。 

如图2-5所示，所述A相通道信号调理模块215、B相通道信号调理模块216、C相通道信号调理模块217和N相通道信号调理模块218的信号输入端分别与所述A相互感器211、所述B相互感器212、所述C相互感器213和所述N相互感器214的信号输出端连接；所述A相通道信号调理模块215、所述B相通道信号调理模块216、所述C相通道信号调理模块217和所述N相通道信号调理模块218的信号输出端与所述微处理器单元1的信号输入端连接，用于对接收到的电网实际负载信号的电压幅值进行调整。 

如图6所示，所述接地通道信号调理模块219的信号输出端与所述微处理器单元1的信号输入端连接。 

如图7所示，所述键盘22的信号输出端与所述微处理器单元1的信号输入端连接，用于设置或查询所述智能控制器的各种参数或状态。 

如图8所示，所述微处理器单元1的信号输入端与所述数据输入单元2的信号输出端电连接，用于接收并处理所述数据输入单元2调整后的电网实际负载信号，包括进行信号采样、计算及相关保护特性处理等。所述微处理器单元1的信号输出端与所述数据输出单元3的信号输入端电连接，用于向所述信号输出单元3发出指令信号。 

如图9-10所示，所述数据输出单元3与所述微处理器单元1电连接，用于接收并发出所述微处理器单元1的指令信号。所述数据输出单元3包括脱扣控制驱动模块32和显示模块31。所述脱扣控制驱动模块32的信号输入端与所述微处理器单元1的信号输出端连接，用于接收并发出所述微处理器单元1的指令信号使所述断路器分闸。例如：当发生短路或过载时延时或直接由所述脱扣控制驱动模块32发出脱扣指令使断路器分闸。 

所述显示模块31的信号输入端与所述微处理器单元1的信号输出端连接，用于显示实时数据或通信状态。 

如图11所示，所述USB通信单元4与所述微处理器单元1电连接，用于实现所述智能控制器与外接存储设备的数据传输，外接存储设备包括U盘、移动硬盘等符合通用串行总线标准的外部设备。所述USB通信单元4包括CPU接口41、USB功能模块42和USB接口43。 

所述USB功能模块42采用USB主机方式管理外接存储设备，所述USB功能模块42通过所述CPU接口41与所述微处理器单元1电连接，所述USB功能模块42通过所述USB接口43与外接存储设备电连接，实现数据传输。 

如图12所示，所述系统时钟模块5与所述微处理器单元1电连接，用于使所述智能控制器具备时钟功能，记录故障时刻。 

所述存储模块6与所述微处理器单元1电连接，用于记录所述智能控制器的参数和状态。 

如图9所示，所述供电单元7向所述智能控制器的各个功能单元供电，其包括速饱和电源模块71和辅助电源模块72。 

当需要拷贝记录所述智能控制器的整定参数、运行状态和故障记录等数据时，可将U盘等常用外接存储设备插接在所述USB接口43上，通过键盘操作即可方便实现相关数据的拷贝。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。 

Claims (9)

1.一种智能控制器，用于控制低压断路器的运行，所述智能控制器包括

数据输入单元（2），用于接收并调整电网实际负载信号；

微处理器单元（1），其信号输入端与所述数据输入单元（2）的信号输出端电连接，用于接收并处理所述数据输入单元（2）调整后的电网实际负载信号；

供电单元（7），用于向所述微处理器单元（1）和所述数据输入单元（2）供电；

其特征在于：还包括

USB通信单元（4），与所述微处理器单元（1）电连接，所述USB通信单元（4）通过USB接口（43）实现所述智能控制器与外接存储设备的数据传输。

2.根据权利要求1所述的智能控制器，其特征在于：所述USB通信单元（4）包括CPU接口（41）、USB功能模块（42）和所述USB接口（43）；所述USB功能模块（42）通过所述CPU接口（41）与所述微处理器单元（1）电连接，所述USB功能模块（42）通过所述USB接口（43）与外接存储设备电连接，实现数据传输。

3.根据权利要求2所述的智能控制器，其特征在于：所述USB功能模块（42）采用USB主机方式管理外接存储设备。

4.根据权利要求3所述的智能控制器，其特征在于：还包括数据输出单元（3），所述数据输出单元（3）包括脱扣控制驱动模块（32），所述脱扣控制驱动模块（32）的信号输入端与所述微处理器单元（1）的信号输出端连接，用于接收并发出所述微处理器单元（1）的指令信号使所述断路器分闸。

5.根据权利要求4所述的智能控制器，其特征在于：所述数据输出单元（3）还包括显示模块（31），所述显示模块（31）的信号输入端与所述微处理器单元（1）的信号输出端连接，用于显示实时数据或通信状态。

6.根据权利要求5所述的智能控制器，其特征在于：还包括存储模块（6）和系统时钟模块（5）；所述系统时钟模块（5）与所述微处理器单元（1）电连接，用于使所述智能控制器具备时钟功能，记录故障时刻；所述存储模块（6）与所述微处理器单元（1）电连接，用于记录所述智能控制器的参数和状态。

7.根据权利要求1-6任一所述的智能控制器，其特征在于：所述数据输入单元（2）包括信号接收处理单元（21），所述信号接收处理单元（21）包括

A相互感器（211）、B相互感器（212）、C相互感器（213）和N相互感器（214），分别与供电线路的A相、B相、C相和中性线连接，用于接收电网实际负载信号；

A相通道信号调理模块（215）、B相通道信号调理模块（216）、C相通道信号调理模块（217）和N相通道信号调理模块（218），信号输入端分别与所述A相互感器（211）、所述B相互感器（212）、所述C相互感器（213）和所述N相互感器（214）的信号输出端连接，所述A相通道信号调理模块（215）、所述B相通道信号调理模块（216）、所述C相通道信号调理模块（217）和所述N相通道信号调理模块（218）的信号输出端与所述微处理器单元（1）的信号输入端连接，用于对接收到的电网实际负载信号的电压幅值进行调整；

接地通道信号调理模块（219），其信号输出端与所述微处理器单元（1）的信号输入端连接。

8.根据权利要求7所述的智能控制器，其特征在于：所述数据输入单元（2）还包括键盘（22），所述键盘（22）的信号输出端与所述微处理器单元（1）的信号输入端连接，用于设置或查询所述智能控制器的各种参数或状态。

9.根据权利要求8所述的智能控制器，其特征在于：所述供电单元（7）包括速饱和电源模块（71）和辅助电源模块（72）。

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