CN202797865U - 一种m-bus通讯总线的短路保护器 - Google Patents
一种m-bus通讯总线的短路保护器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202797865U CN202797865U CN 201120540648 CN201120540648U CN202797865U CN 202797865 U CN202797865 U CN 202797865U CN 201120540648 CN201120540648 CN 201120540648 CN 201120540648 U CN201120540648 U CN 201120540648U CN 202797865 U CN202797865 U CN 202797865U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bus
- resistance
- communication bus
- short circuit
- relay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
一种M-BUS通讯总线的短路保护器，用于M-BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，包括：单片机系统、总线输入模块，总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，继电器采用双刀双掷型继电器，系统上电时，M-BUS通讯总线的短路保护器保持后级M-BUS通讯总线与输入M-BUS通讯总线隔离的状态，利用从总线上获取的能源所提供的采样点电平与预先设定阈值电平比较，判断后级总线是否存在短路的情况，如后级总线短路，则直接将短路点旁路；如不短路，则切换继电器的触点，连通后级通讯总线与输入通讯总线，对于上电以后的后级总线短路采用分压网络测量，具有响应速度快，稳定的特点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种M-BUS通讯总线的短路保护器，适用于M-BUS总线系统中总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，尤其是与管理主机通过M-BUS总线组成网络的无源数传直读式水表、气表、电表以及其他报警、监控设备的通讯系统。
背景技术：
近几年，符合EN1343-3标准的Meter-BUS总线，简称M-BUS总线网络，由于其通讯只需要两芯导线，无极性输入，以及可以星形连接，使施工简便，大大降低了施工劳动强度，提高系统的稳定性，使M-BUS总线的通讯网络在远程数字抄表系统、报警监控系统中得到了广泛的应用，M-BUS总线网络在使用过程中，经常出现由于通讯总线的某个位置短路或连接若干个被管理设备中的某一个被管理设备短路，导致整个系统瘫痪，且为了寻找短路点，需对线路一段、一段的排查，工作量非常大，严重影响了技术的推广与使用。
实用新型内容：
本实用新型的设计目的是：提供一种M-BUS通讯总线的短路保护器，用于M-BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，通过采用M-BUS通讯总线的短路保护器，将M-BUS通讯总线的短路保护器之后的短路点从总线系统内旁路掉，使M-BUS通讯总线的短路保护器之前的通讯总线线路不受后级短路点的影响。
本实用新型所提供的M-BUS通讯总线的短路保护器，包括：单片机系统、总线输入模块、总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥B1，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模块输出的电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND。
本实用新型为实现上述目的，采用以下方案：
继电器采用双刀双执型继电器，继电器的一组触点连接M-BUS通讯总线 BUSL1、BUSL2，另一组触点中的一个触点连接取样电阻R1的一端、另一个触点连接电源负极GND，取样电阻R1的另一端连接电源正极Vcc，取样电阻R1连接继电器的引脚同时输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin1；M-BUS通讯总线同时连接整流桥B1，整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥B1的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管D1的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容C1，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin3。其电气工作原理为：
通讯总线上电时，总线取电电源模块从总线上获取电能，作为M-BUS通讯总线短路保护器的系统电源，电源正极定义为：Vcc，电源负极定义为：GND，取样电阻R1连接电源Vcc，继电器的初始触点状态为：触点K1连接取样电阻R1，连接点定义为：取样点Vin1；触点K2连接电源GND，取样点Vin1输入到单片机系统的一路ADC输入端口，设通讯总线后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vref1，当取样点Vin1电平低于比较阀值电平Vref1时，判断为后级通讯总线短路，继电器的触点方向维持初始状态，切断后级通讯总线与通讯总线的连接；当取样点Vin1电平高于比较阀值电平Vref1时，判断为后级通讯总线不短路，启动继电器控制模块，改变继电器的触点方向，触点K1连接通讯总线BUSL1，触点K2连接通讯总线BUSL2，连通后级通讯总线与输入通讯总线；为了判断在通讯过程中的后级通讯总线是否短路，整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥B1的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管D1的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容C1，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2，定义为取样点Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin3，定义为取样点Vin3，取样点Vin2用于判断总线的后级线路短路与非短路，取样点Vin2用于判断通讯总线是否掉电；设定对应第二个采样点Vin2，判断总线的后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vref2，当取样点Vin2电平高于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线不短路，继电器的触点方向维持K1连接通讯总线BUSL1， K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin2电平低于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线短路，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点K1连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，并启用初始状态判别；，第三个采样点Vin3用于判断通讯总线是否掉电，设定对应第三个采样点Vin3，判断总线是否掉电的比较阀值电平为Vref3，当取样点Vin3电平高于比较阀值电平Vref3时，通讯总线没有发生掉电的情况，继电器的触点方向维持触点K1连接通讯总线BUSL1，触点K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin3电平低于比较阀值电平Vref3时，通讯总线掉电，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点K1连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，等待重新上电，并启用初始状态判别。
判断在通讯过程中的后级通讯总线是否短路与判断通讯总线是否掉电的取样电平Vin，与比较阀值电平Vref可统一为同样一组值，可进一步简化电路与简化运算处理。
在后级通讯总线短路与通讯总线掉电的情况下，继电器的控制能源为储能电容储存的能量。
为降低依照本实用新型实施的M-BUS通讯总线短路保护器自身功耗，继电器采用自保持继电器，该继电器的特点是只有在动作的瞬间需要耗电，动作完成后，不需要消耗电能维持继电器的状态。
本实用新型优点在于：
1、通讯总线上电时，不直接供给后级总线，由本实用新型实施的M-BUS通讯总线短路保护器，判断是否合适供给后级总线，对通讯系统无冲击，有效的保护了通讯系统设备。
2、依照本实用新型实施的M-BUS通讯总线短路保护器，响应速度快，器件少，成本低。
附图说明：
图1：本实用新型实施例M-BUS总线管理设备发送信号示意图。
图2：本实用新型实施例电原理示意图
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：
如图1所示：对本实施例所涉及的M-BUS总线管理设备发送信号简易描述，在图中，所给定的主机传输信号为较常见的电压值，管理设备传号(维持高电平、或发送逻辑“1”信号)的电压：Vmark＝20.8V-42V，管理设备空号(发送逻辑“0”信号)的电压：Vspace＝Vmark-10V。
在例证中：假定M-BUS总线管理设备的发送信号传输到M-BUS总线从机设备无衰减，假设Vmark＝30V，Vspace＝20V，。
结合图2，具体分析本是实用新型的具体实施方式，M-BUS通讯总线的短路保护器，包括：单片机系统、总线输入模块、总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥B1，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模块输出的电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND。继电器采用双刀双执型继电器，继电器的一组触点连接M-BUS通讯总线BUSL1、BUSL2，另一组触点连接取样电阻R1、电源负极GND，取样电阻R1另一端连接电源正极Vcc，取样电阻R1连接继电器的引脚同时输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin1；M-BUS通讯总线同时连接整流桥B1，整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥B1的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管D1的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容C1，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2，定义为取样点Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin3，定义为取样点Vin3。
假设：电源正极Vcc取值5V，取样电阻R1取值47K欧、电阻R2取值220K欧、电阻R3取值10K欧、电阻R4取值30K欧，取样点Vin1对应的比较阀值电平Vref1取值为2.5V，取样点Vin2对应的比较阀值电平Vref2取值为1.54V，此时总线输入到整流桥B1后的电压为10V，取样点Vin3对应的比较阀值电平Vref3取值为1.04V，此时总线输入到整流桥B1后的电压为9V。
工作流程为：
1、通讯总线上电时，总线取电电源模块从总线上获取电能，作为M-BUS通讯总线短路保护器的系统电源，电源正极定义为：Vcc，电源负极定义为：GND， 假设Vcc＝5V，取样电阻R1连接电源正极Vcc，假设取样电阻取值为47K欧，继电器的初始触点状态为：触点K1连接取样电阻R1，连接点定义为：取样点Vin1；触点K2连接电源负极GND，取样点Vin1输入到单片机系统的一路ADC输入端口，设通讯总线后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vref1，当取样点Vin1电平低于比较阀值电平Vref1时，判断为后级通讯总线短路，继电器的触点方向维持初始状态，切断后级通讯总线与通讯总线的连接；当取样点Vin1电平高于比较阀值电平Vref1时，判断为后级通讯总线不短路，启动继电器控制模块，改变继电器的触点方向，触点K1连接通讯总线BUSL1，触点K2连接通讯总线BUSL2，连通后级通讯总线与通讯总线；
2、为了判断在通讯过程中的后级通讯总线是否短路，整流桥B1与电源负极GND之间串联电阻R2、电阻R3、电阻R4，R2连接M-BUS通讯总线的输入端，电阻R4连接电源负极GND，电阻R2和电阻R3的连接点提供了第二个采样点，定义为：取样点Vin2，并设定对应第二个采样点Vin2，判断总线的后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vref2，当取样点Vin2电平高于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线不短路，继电器的触点方向维持触点K1连接通讯总线BUSL1，触点K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin2电平低于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线短路，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点K1连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，并启用初始状态判别；在串联电阻网络电阻R2、电阻R3、电阻R4的电阻R3和电阻R4的连接点提供了第三个采样点，定义为：取样点Vin3，第三个采样点用于判断通讯总线是否掉电，设定对应第三个采样点Vin3，判断总线是否掉电的比较阀值电平为Vref3，当取样点Vin3电平高于比较阀值电平Vref3时，通讯总线没有发生掉电的情况，继电器的触点方向维持K1连接通讯总线BUSL1，K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin3电平低于比较阀值电平Vref3时，通讯总线掉电，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点K1连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，等待重新上电，并启用初始状态判别。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，如单片机系统的选用不同、ADC取样顺序不同等等，但凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案， 均落在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种M-BUS通讯总线的短路保护器，用于M-BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，包括：单片机系统、总线输入模块，总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥B1，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模块输出的电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND；其特征为：继电器采用双刀双掷型继电器，继电器的一组触点连接M-BUS通讯总线BUSL1、BUSL2，另一组触点中的一个触点连接取样电阻R1的一端、另一个触点连接电源负极GND，取样电阻R1的另一端连接电源正极Vcc，取样电阻R1连接继电器的引脚同时输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin1；M-BUS通讯总线同时连接整流桥B1，整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥B1的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管D1的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容C1，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin3。
2.根据权利要求1所述的M-BUS通讯总线的短路保护器，其特征在于：继电器采用自保持继电器。
3.根据权利要求1或2所述的M-BUS通讯总线的短路保护器，其特征在于：整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电源负极GND，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120540648 CN202797865U (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种m-bus通讯总线的短路保护器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120540648 CN202797865U (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种m-bus通讯总线的短路保护器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202797865U true CN202797865U (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=47825043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201120540648 Expired - Lifetime CN202797865U (zh) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 一种m-bus通讯总线的短路保护器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202797865U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105322500A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-10 | 深圳市捷先数码科技股份有限公司 | 一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器 |
| CN109903546A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-18 | 国网江苏省电力有限公司宜兴市供电分公司 | 一种m-bus电路以及多模通信多协议水表采集器 |
| CN110246322A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-17 | 安徽南瑞中天电力电子有限公司 | 一种mbus水表集抄切换电路 |
-
2011
- 2011-12-20 CN CN 201120540648 patent/CN202797865U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105322500A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-10 | 深圳市捷先数码科技股份有限公司 | 一种具有自恢复功能的M-Bus总线保护器 |
| CN109903546A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-18 | 国网江苏省电力有限公司宜兴市供电分公司 | 一种m-bus电路以及多模通信多协议水表采集器 |
| CN110246322A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-17 | 安徽南瑞中天电力电子有限公司 | 一种mbus水表集抄切换电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202931282U (zh) | 一种配电网终端的通用遥信采集模块 | |
| CN102623761B (zh) | 一种电池组管理系统及其管理方法 | |
| CN203025322U (zh) | 一种直流馈线开关的检测装置 | |
| CN204666715U (zh) | 一种电动汽车动力电池电流检测系统 | |
| CN105449840A (zh) | 应用无线充电技术的智能传感器及其应用系统 | |
| CN105510833A (zh) | 蓄电池健康状态检测方法、装置及系统 | |
| CN103605396B (zh) | 变流器输出电流处理电路及方法 | |
| CN103901269A (zh) | 便于切换接线方式的电量测量装置 | |
| CN102496904B (zh) | 一种自供电通讯总线短路保护方法 | |
| CN202797865U (zh) | 一种m-bus通讯总线的短路保护器 | |
| CN102624957B (zh) | 一种手机的耳机线控按键的检测系统 | |
| CN202256480U (zh) | 射频拉远系统电源的电压和电流检测装置 | |
| CN201966149U (zh) | 一种带通信功能的塑壳断路器 | |
| CN102710248A (zh) | 一种电压隔离采集电路 | |
| CN102243290B (zh) | 新能源车船电池组无线巡检系统 | |
| CN203798903U (zh) | 一种智能电能表 | |
| CN203422401U (zh) | 一种智能化电表箱 | |
| CN202405739U (zh) | 一种rs-485通讯总线的短路保护器 | |
| CN203721636U (zh) | 一种电子式电能表继电器的控制电路 | |
| CN204789952U (zh) | 一种电力专用ups电源输出功率特性的测试装置 | |
| CN205539304U (zh) | 一种光纤复合架空地线监测终端及系统 | |
| CN211603415U (zh) | 一种变电站运维电缆绝缘监控系统 | |
| CN204241617U (zh) | 节能型输电线路故障监测系统 | |
| CN202929178U (zh) | 智能控制装置的电池测量板 | |
| CN202693688U (zh) | 一种电动执行器的三相缺相检测电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU JUNPU INTELLIGENT INSTRUMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WU MINGXING Effective date: 20140523 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 518054 SHENZHEN, GUANGDONG PROVINCE TO: 212000 ZHENJIANG, JIANGSU PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140523 Address after: 212000 Zhenjiang city Jiangsu province area Dingmao science and Technology Park A block 22 twin tower building room 2207 Patentee after: Jiangsu Junpu Intelligent Instrument Co., Ltd. Address before: 518054 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District two road Oncidium Meishu Lanshan home room B-802 Patentee before: Wu Mingxing |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130313 |