CN203909580U - 一种多通道直流采集装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种多通道直流采集装置，其与配电自动化终端通信连接，所述多通道直流采集装置包括用于采集直流量数据的多个直流采集单元以及用于将所读取的直流量数据通过CAN总线、RS485总线或者GPRS发送至配电自动化终端的主处理单元，其中，所述主处理单元和每个直流采集单元通过数据总线连接。该多通道直流采集装置便于扩展直流采集单元的容量，该直流采集单元中的直流量信号可以独立走线，避免配电自动化终端的交流量信号对直流量信号的干扰，同时，该直流采集单元可以进行隔离、防浪涌、滤波和防静电等处理，满足国标要求的EMC实验标准；并且，该多通道直流采集装置与配电自动化终端相互独立，便于安装和维护。

Description

一种多通道直流采集装置
技术领域
本实用新型涉及配电自动化终端领域，尤其涉及一种多通道直流采集装置。
背景技术
目前，现有的配电自动化终端，主要用来监测电网的遥测量、采集各开关及门禁等遥信状态以及实现远方就地控制各开关的分合动作，并完成与主站的实时通讯。该配网自动化终端实现遥测量采集，一般需要采集交流量信号和直流量信号，但是在实际使用中存在以下几个问题： 
    1、交流信号标称电压是110V或者220V，标称电流是5A。直流信号电压范围0-60V，电流信号4mA-20mA。由于高压信号与低压信号接口在一个接线端子上，安装时布线不能很好的分离交流量信号和直流量信号，并且交流量信号与直流量信号之间容易产生干扰，从而影响小信号的采集精度。
2、该配网自动化终端的交流量信号的接线端子比较多，直流量采集端子仅有1-3个。而有的安装场所需要采集多路直流量时，所以不能满足要求。如果扩容遥测采集单元，则交流量采集部分也会扩大，从而增加了设备成本。
3、由于受到PCB板的限制。直流量采集不能进行隔离处理，所以浪涌抗扰度、绝缘耐压、冲击耐压和静电抗扰度等EMC实验不能通过，从而不能满足国标上EMC实验等级的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术采样精度低、扩容成本高以及无法满足国标上EMC实验等级的要求的缺陷，提供一种采样精度高、扩容成本低且满足国标上EMC实验等级的要求的多通道直流采集装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多通道直流采集装置，其与配电自动化终端通信连接，所述多通道直流采集装置包括用于采集直流量数据的多个直流采集单元以及用于将所读取的直流量数据通过CAN总线、RS485总线或者GPRS发送至配电自动化终端的主处理单元，其中，所述主处理单元和每个直流采集单元通过数据总线连接。
优选地，所述主处理单元包括用于控制总线读写直流量数据的控制总线收发器、用于指示当前故障信息和当前报警信息的指示灯、用于驱动所述指示灯进行指示的反向器、用于处理所述直流量数据以及将当前故障信息和当前报警信息发送至所述反向器的主控器、用于所述GPRS与所述配电自动化终端通讯的GPRS通讯模块、用于所述CAN总线与所述配电自动化终端通讯的CAN总线收发器、所述RS485总线与所述配电自动化终端通讯的RS485总线收发器；其中，所述控制总线收发器、所述反向器、所述GPRS通讯模块、所述CAN总线收发器和所述RS485总线收发器分别与所述主控器连接，所述指示灯与所述反向器连接。
优选地，所述主控器为芯片STM32F103ZET6。
优选地，所述直流采集单元包括用于对所述直流量数据中的直流信号进行滤波处理的滤波电路、将所述直流信号中的直流电流信号转换为直流电压信号的电阻分压电路、用于获取所述直流电压信号的差分信号的电压跟随器、用于隔离所述直流采集单元对外接口的电源的电源隔离模块、对所述差分信号进行放大的集成运放芯片以及将放大后的差分信号AD转换后发送至所述主处理单元的AD采集芯片，其中，所述滤波电路、所述电阻分压电路、所述电压跟随器、所述集成运放芯片和所述AD采集芯片依次连接，所述电源隔离模块分别与所述电阻分压电路和所述电压跟随器连接。
优选地，所述AD采集芯片为MAX11046。
优选地，所述集成运放芯片为AMC1100。
优选地，所述电源隔离模块所隔离的电源为5V。
优选地，每个直流采集单元具有8路采集通道。
优选地，所述多通道直流采集装置安装于二次设备机柜。
优选地， 所述二次设备机柜包括环网柜和开闭所。
实施本实用新型的技术方案,具有以下有益效果：该多通道直流采集装置便于扩展直流采集单元的容量，该直流采集单元中的直流量信号可以独立走线，避免配电自动化终端的交流量信号对直流量信号的干扰，同时，该直流采集单元可以进行隔离、防浪涌、滤波和防静电等处理，满足国标要求的EMC实验标准；并且，该多通道直流采集装置与配电自动化终端相互独立，便于安装和维护。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型多通道直流采集装置的结构示意图；
图2是本实用新型主处理单元的结构示意图；
图3是本实用新型直流采集单元的结构示意图。 
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，图1是本实用新型多通道直流采集装置的结构示意图，如图1所示，该多通道直流采集装置1与配电自动化终端2通信连接，该多通道直流采集装置1包括主处理单元11和多个直流采集单元，例如直流采集单元101、直流采集单元102…直流采集单元10N，N为自然数，主处理单元11和每个直流采集单元通过数据总线连接。下面介绍各个部分的作用：
直流采集单元，用于采集直流量数据。该多通道直流采集装置1便于扩展直流采集单元的容量，当现场需要进行扩容时，只需要增加直流采集单元就可实现，不需要改动硬件和结构。在本实施例中，每个直流采集单元具有8路采集通道，一般包括4路直流电压采集和4路直流电流采集。
主处理单元11，用于将所读取的直流量数据通过CAN总线、RS485总线或者GPRS发送至配电自动化终端2。其中，该配电自动化终端2主要监测直流量数据或者下发配置参数等等。
应当说明的是，该多通道直流采集装置1体积小，可以独立安装于二次设备机柜，便于安装和维护。其中，该二次设备机柜包括环网柜和开闭所。
请结合参阅图2，图2是本实用新型主处理单元的结构示意图，如图2所示，所述主处理单元11包括主控器110、分别与所述主控器110连接的控制总线收发器111、反向器112、GPRS通讯模块113、CAN总线收发器114、RS485总线收发器115以及与反向器112连接的指示灯116。下面介绍各个部分的作用：
控制总线收发器111，用于控制总线读写直流量数据。
指示灯116，用于指示当前故障信息和当前报警信息。
反向器112，用于驱动所述指示灯116进行指示。
主控器110，用于处理所述直流量数据以及将当前故障信息和当前报警信息发送至所述反向器112。在本实施例中，所述主控器为芯片STM32F103ZET6，处理速度快。
GPRS通讯模块113，用于所述GPRS与所述配电自动化终端2通讯。应当说明的是，根据实际需求，可选配GPRS通讯模块，需要GPRS功能时，将GPRS通讯模块插接到用户需求的插座上，例如40PIN插座。
CAN总线收发器114，用于所述CAN总线配电自动化终端2通讯。
RS485总线收发器115，用于所述RS485总线与所述配电自动化终端2通讯。
请结合参阅图3，图3是本实用新型直流采集单元的结构示意图，如图3所示，所述直流采集单元包括依次连接的滤波电路301、电阻分压电路302、电压跟随器303、集成运放芯片304、AD采集芯片305以及分别与电阻分压电路302和电压跟随器303连接的电源隔离模块306。下面介绍各个部分的作用：
滤波电路301，用于对所述直流量数据中的直流信号进行滤波处理，应当说明的是，该滤波电路为R-C滤波电路,该电路具体的电路图本领域的技术人员应当明白，在此不再赘述。
电阻分压电路302，用于将所述直流信号中的直流电流信号转换为直流电压信号，应当说明的是，假定每个直流采集单元具有8路采集通道，所以就有8个独立的电阻分压电路302，这里的电阻一般为精密电阻，至于电阻分压电路的具体电路图本领域的技术人员应当明白，在此不再赘述。
电压跟随器303，用于获取所述直流电压信号的差分信号，电压跟随器用来增大输入阻抗，稳定直流电压信号，提高采样精度。
电源隔离模块306，用于隔离所述直流采集单元对外接口的电源。在本实施例中，所述电源隔离模块306所隔离的电源为5V。
集成运放芯片304，用于对所述差分信号进行放大。所述集成运放芯片为AMC1100，在本实施例中，集成运放芯片可将差分信号放大8倍。
AD采集芯片305，用于将放大后的差分信号AD转换后发送至所述主处理单元11。在本实施例中，所述AD采集芯片为MAX11046。
需要说明的是，上述各个单元均为独立的装置构造，在此不再赘述。
 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道直流采集装置，其与配电自动化终端通信连接，其特征在于，所述多通道直流采集装置包括用于采集直流量数据的多个直流采集单元以及用于将所读取的直流量数据通过CAN总线、RS485总线或者GPRS发送至配电自动化终端的主处理单元，其中，所述主处理单元和每个直流采集单元通过数据总线连接。
2.根据权利要求1所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述主处理单元包括用于控制总线读写直流量数据的控制总线收发器、用于指示当前故障信息和当前报警信息的指示灯、用于驱动所述指示灯进行指示的反向器、用于处理所述直流量数据以及将当前故障信息和当前报警信息发送至所述反向器的主控器、用于所述GPRS与所述配电自动化终端通讯的GPRS通讯模块、用于所述CAN总线与所述配电自动化终端通讯的CAN总线收发器、所述RS485总线与所述配电自动化终端通讯的RS485总线收发器；其中，所述控制总线收发器、所述反向器、所述GPRS通讯模块、所述CAN总线收发器和所述RS485总线收发器分别与所述主控器连接，所述指示灯与所述反向器连接。
3.根据权利要求2所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述主控器为芯片STM32F103ZET6。
4.根据权利要求1所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述直流采集单元包括用于对所述直流量数据中的直流信号进行滤波处理的滤波电路、将所述直流信号中的直流电流信号转换为直流电压信号的电阻分压电路、用于获取所述直流电压信号的差分信号的电压跟随器、用于隔离所述直流采集单元对外接口的电源的电源隔离模块、对所述差分信号进行放大的集成运放芯片以及将放大后的差分信号AD转换后发送至所述主处理单元的AD采集芯片，其中，所述滤波电路、所述电阻分压电路、所述电压跟随器、所述集成运放芯片和所述AD采集芯片依次连接，所述电源隔离模块分别与所述电阻分压电路和所述电压跟随器连接。
5.根据权利要求4所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述AD采集芯片为MAX11046。
6.根据权利要求4所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述集成运放芯片为AMC1100。
7.根据权利要求4所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述电源隔离模块所隔离的电源为5V。
8.根据权利要求1所述的多通道直流采集装置，其特征在于，每个直流采集单元具有8路采集通道。
9.根据权利要求1所述的多通道直流采集装置，其特征在于，所述多通道直流采集装置安装于二次设备机柜。
10.根据权利要求9所述的多通道直流采集装置，其特征在于, 所述二次设备机柜包括环网柜和开闭所。
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