CN212749582U

CN212749582U - 基于rs485通信的有载开关控制器

Info

Publication number: CN212749582U
Application number: CN202021702095.9U
Authority: CN
Inventors: 刘勇
Original assignee: Tianjin Tianbian Henbol Electrical Advance Co ltd
Current assignee: Tianjin Tianbian Henbol Electrical Advance Co ltd
Priority date: 2020-08-14
Filing date: 2020-08-14
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2030-08-14

Abstract

本实用新型涉及电力系统技术领域，公开了基于RS485通信的有载开关控制器，包括RS485通信模块、主控模块、档位读取模块和调档继电器模块，所述RS485通信模块用于实现远程信息传输，所述主控模块与所述RS485通信模块电信号连接，所述档位读取模块与所述主控模块电信号连接，所述调档继电器模块与所述主控模块电信号连接，主控模块控制通过控制所述调档继电器模块的继电器触点吸合和断开从而控制有载开关的调档。本控制器通过STM32单片机通过RS485通信实现读档，调档，紧急制动，读取有载开关报警等功能，不仅解决了无法远程读档，调档等问题，也同时解决了旧版本档位线过长的问题。

Description

基于RS485通信的有载开关控制器

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及基于RS485通信的有载开关控制器。

背景技术

当前许多电力行业应用的有载开关只支持手动调档和现场观察读档，以及旧版本有载开关控制器远程控制采用直接读取或操作档位线，档位线过多并且导致档位线过长，不方面管理和维护的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供基于RS485通信的有载开关控制器，该装置通过STM32单片机通过RS485通信实现读档，调档，紧急制动，读取有载开关报警等功能。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

基于RS485通信的有载开关控制器，包括

RS485通信模块，所述RS485通信模块用于实现远程信息传输；

主控模块，所述主控模块与所述RS485通信模块电信号连接，所述主控模块通过所述RS485通信模块实现远程读档和调档；

档位读取模块，所述档位读取模块与所述主控模块电信号连接，实现主控模块读取所述档位读取模块的档位信息；

调档继电器模块，所述调档继电器模块与所述主控模块电信号连接，主控模块控制通过控制所述调档继电器模块的继电器触点吸合和断开从而控制有载开关的调档。

基于RS485通信的有载开关控制器，还包括外部电源模块和内部电源模块；

所述外部电源模块与所述内部电源模块、调档继电器模块均电信号连接，所述外部电源模块用于将AC220V电压转换成DC24V电压，来为所述外部电源模块与所述内部电源模块供电；

内部电源模块，所述内部电源模块与所述RS485通信模块、主控模块电信号连接，所述内部电源模块用于将DC24V电压的转换成5V和3.3V，来为所述RS485通信模块和主控模块提供所需电源。

进一步的，所述RS485通信模块包括芯片U3，所述芯片U3的3号引脚通过端口485RX与所述主控模块连接，所述芯片U3的6号引脚通过端口485TX与所述主控模块连接，实现主控模块对数据的接收和发送。

进一步的，所述档位读取模块包括芯片P2、芯片P5以及芯片P6，所述档位读取模块包括芯片P2、芯片P5以及芯片P6，所述芯片P2的1号引脚通过WN端口与主控模块连接，所述芯片P2的2、4号引脚均通过端口G3V3连接外部有载开关故障报警状态线，所述芯片P2的3号引脚通过端口N1与所述主控模块连接，所述芯片P2的5至20引脚通过端口N2至N17与所述主控模块电信号连接，所述芯片P6的1至8号引脚通过N18到N25端口与所述主控模块电信号连接。

进一步的，所述调档继电器模块包括继电器RLY1和继电器RLY2，所述继电器RLY1的经过三极管Q2接地，所述三极管Q2经过光耦合器U6连接有UP端口，所述继电器RLY2的经过三极管Q3接地，所述三极管Q3经过光耦合器U7连接有DOWN端口，所述UP端口、DOWN端口与所述主控模块连接，实现主控模块对继电器RLY1和继电器RLY2触点的开闭进行控制。

进一步的，所述主控模块包括芯片U2A和芯片U2B，所述芯片U2B与所述所述内部电源模块连接，所述芯片U2A的7号引脚通过RESET端口连接有复位开关S1，所述复位开关S1用于对芯片U2A进行复位。

进一步的，所述内部电源模块包括芯片UP1，所述芯片UP1的输入端口经过二极管D1、电感L2连接24V电源，所述24V电源由外部电源模块提供，所述芯片UP1的输出端口通过连接电感L1连接5V电源端口。

在本实用新型中，优选的，所述5V电源端口经过芯片VR1转换成3V3电源端口。

在本实用新型中，优选的，所述5V电源端口经过芯片U1转换成D5V电源端口。

在本实用新型中，优选的，所述芯片U2A和芯片U2B的采用的型号为STM32F103RBT6。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过主控模块以及RS485通讯模块实现远程读档调档，紧急制动，读取有载开关报警等功能。具体的，RS485通讯模块包括一隔离型的RS485收发器即芯片U3，型号为ADM2483，该收发器具有真故障特性，适用于平衡多点总线传输线路的双向数据通信，可实现与现场有载开关的远程信息传输，与主控模块的收发信息传输稳定。

(2)主控模块通过档位读取模块读取档位信息，读档模块最多可读取25个档位，可以根据有载开关具体档位数设置最高档位数。具体的，读档模块包括两个有载开关故障报警状态线，25个档位线和一个公共端。调档继电器模块用于控制有载开关的调档，调档继电器模块采用24V的继电器RLY1和继电器RLY2，主控模块通过控制继电器的触点吸合和断开控制有载开关的调档。

(3)本控制器内包括内部电源模块和外部电源模块，外部电源模块将AC220V转DC24V来给内部电源模块供电，电源模块供电将输入的24V电压一部分用于继电器驱动模块，另一部分通过LM2596SX电源芯片配套电路进行5V电压转换，5V电压一部分用于RS485通信模块供电，一部分转换成3.3V给各个单片机供电。电源转换稳定，为整个系统正常运行提供保障。

附图说明

图1为本控制器的结构框图；

图2为内部电源模块的电路图；

图3为主控模块和档位读取模块的电路图；

图4为RS485通信模块的电路图；

图5为调档继电器模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图5，本实用新型一较佳实施方式提供基于RS485通信的有载开关控制器，包括RS485通信模块，所述RS485通信模块用于实现远程信息传输；主控模块，所述主控模块与所述RS485通信模块电信号连接，所述主控模块通过所述RS485通信模块实现远程读档和调档；档位读取模块，所述档位读取模块与所述主控模块电信号连接，实现主控模块读取所述档位读取模块的档位信息；调档继电器模块，所述调档继电器模块与所述主控模块电信号连接，主控模块控制通过控制所述调档继电器模块的继电器触点吸合和断开从而控制有载开关的调档。

具体的，本控制器是通过主控模块与RS485通信模块进行远程信号传输实现通讯，通过主控模块对档位读取模块读取档位信息，并将该档位信息传输给物联网终端，用户可根据计算机远程查看有载开关的具体档位数，同时，主控模块控制调档模块的继电器通过触点吸合和断开控制有载开关的调档。不仅解决了无法远程读档，调档等问题，也同时解决了旧版本档位线过长的问题。

在本实施例中，还包括外部电源模块和内部电源模块，所述外部电源模块与所述内部电源模块、调档继电器模块均电信号连接，所述外部电源模块用于将AC220V电压转换成DC24V电压，来为所述外部电源模块与所述内部电源模块供电；所述内部电源模块与所述RS485通信模块、主控模块电信号连接，所述内部电源模块用于将DC24V电压的转换成5V和3.3V，来为所述RS485通信模块和主控模块提供所需电源。

具体的，外部电源模块采用明纬开关电源HDR-30-24，将AC220V电压转换成DC24V电源模块P1，通过P1来为内部电源模块提供转换电源，内部电源模块的主控芯片是芯片UP1，芯片UP1的型号为LM2596SX，所述芯片UP1的输入端口经过二极管D1、电感L2连接24V电源模块P1，与电感L2并联的还有电容C3、电容C4、稳压管D4以及滤波电容C1，其中电容C3、电感L2、电容C4、稳压管D4、滤波电容C1构成电源输入端电路，电源输入端电路可实现抑制共模干扰，抑制浪涌，防极性逆反等保护。芯片UP1的输出端口通过连接电感L1、二极管D3、滤波电容C2、二极管D4以及电阻R1后得到5V电源端口，芯片UP1为开关电压调节器，开关电压调节器将输入的24V电压进行5V电压转换，输出的5V电压一部分用于RS485通信模块供电，输出的5V电压一部分转换为3.3V给单片机模块供电。

进一步的，5V电源端口经过电阻R2、滤波电容C6以及电容C8连接芯片VR1，芯片VR1的是型号为AMS1117-3.3的正向低压稳压器，用于低电压的转换，芯片VR1的输出端口经过滤波电容C7、电容C9以及二极管D6、电阻R3后得到3V3电源端口，3V3电源端口即提供3.3V电源，3.3V电源为单片机供电。

进一步的，5V电源端口经过电阻R5、电容C12、电感L3以及电容C13连接芯片U1，芯片U1为型号为IB0505LS-1W的隔离稳压电源芯片，该芯片有效的隔离其他设备带来的共模干扰对系统的影响，使负载能够稳定的工作。5V电源经过芯片U1隔离稳压电源芯片转化为交流电压D5V，交流电压D5V来为RS485通讯模块供电。

在本实施例中，主控模块包括芯片U2A和芯片U2B，芯片U2A和芯片U2B的型号为单片机STM32F103RBT6，所述芯片U2B与所述所述内部电源模块连接，具体，芯片U2B的引脚1连接3V3电源端口为芯片供电。所述芯片U2A与RS485通信模块、档位读取模块以及调档继电器模块电信号连接，实现信息的获取，具体连接方式将在各模块中介绍。芯片U2A7号引脚通过RESET端口连接有复位开关S1，所述复位开关S1用于对芯片U2A进行复位，使芯片U2A恢复初始状态。

在本实施例中，档位读取模块包括芯片P2、芯片P5以及芯片P6，芯片P2的1号引脚通过WN端口与芯片U2A的8脚连接，所述芯片P2的2、4号引脚均通过端口G3V3连接外部有载开关故障报警状态线，可以读取有载开关报警信息，所述芯片P2的3号引脚通过端口N1与U2A的9脚连接，所述芯片P2的5至20引脚与芯片U2A的N2至N17端口对应的端口连接，所述芯片P6的1至8号引脚与所述芯片U2A的N18到N25对应的端口连接，主控模块通过端口N1-N25一共25个端口读取有载开关25个档位的具体档位数，主控模块也可以设置最高档位。

在本实施例中，RS485通信模块包括芯片U3，芯片U3是型号为ADM2483的带隔离的增强型RS485收发器，具有真故障特性，适用于平衡多点总线传输线路的双向数据通信，可实现与现场有载开关的远程信息传输，与主控模块的收发信息传输稳定。所述芯片U3的3号引脚通过端口485RX与所述芯片U2A的43脚连接，所述芯片U3的3号引脚经过电阻R12、三极管Q1以及电阻R13连接485IO端口，485IO端口芯片与U2A的41脚连接，实现对主控模块接收到的信号进行放大后传给通讯模块。所述芯片U3的6号引脚通过端口485TX与所述芯片U2A的42脚连接连接，通过485IO端口、485RX、485TX实现主控模块与通讯模块间的数据接收和发送。芯片U3的12号引脚连接485A端口，13号引脚连接485B端口，485A端口、485B端口连接到P9的1、2号引脚上，P7、P8、P9均为现场设备的终端插口，实现现场设备与通信模块间的信号传输。

在本实施例中，调档继电器模块包括继电器RLY1和继电器RLY2，继电器RLY1和继电器RLY2型号为SRD-24VDC-SL-C，所述继电器RLY1的4脚经过三极管Q2接地，所述三极管Q2经过光耦合器U6连接有UP端口，UP端口用于实现向高档位调档。所述继电器RLY2的4脚经过三极管Q3接地，所述三极管Q3经过光耦合器U7连接有DOWN端口，DOWN端口用于实现向低档位调档，光耦合器U6、U7对信号进行隔离保证信号的稳定传输，所述UP端口、DOWN端口与所述芯片U2A的50脚、51脚对应连接，实现主控模块控制继电器RLY1和继电器RLY2通过触点吸合和断开控制有载开关的调档。

在本实施方式中，工作原理：

本控制器的电源包括外部电源模块和内部电源模块，外部电源模块将AC220V转DC24V，内部电源模块将输入的24V电压一部分用于继电器驱动，另一部分通过LM2596SX电源芯片配套电路进行5V电压转换。5V电压一部分用于RS485通信模块供电，一部分转换成3.3V给各个单片机供电。开始工作时，按下复位按钮，外部电源模块和内部电源模块为各个模块供电，通过主控模块与RS485通信模块进行远程信号传输实现通讯，通过档位读取模块读取有载开关25个档位的具体档位数，根据有载开关具体档位数，设置最高档位数，也可以读取两个有载开关的故障报警状态线获取有载开关的报警信息，并将该档位信息传输给物联网终端，用户可根据计算机远程查看有载开关的具体档位数以及报警信息，同时，远程终端通过主控模块控制调档模块的继电器通过触点吸合和断开控制有载开关的调档。不仅解决了无法远程读档，调档等问题，也同时解决了旧版本档位线过长的问题。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims

1.基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，包括

RS485通信模块，所述RS485通信模块用于实现远程信息传输；

2.根据权利要求1所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，还包括外部电源模块和内部电源模块；

3.根据权利要求2所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述RS485通信模块包括芯片U3，所述芯片U3的型号为ADM2483，所述芯片U3的3号引脚通过端口485RX与所述主控模块连接，所述芯片U3的6号引脚通过端口485TX与所述主控模块连接，实现主控模块对数据的接收和发送。

4.根据权利要求1所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述档位读取模块包括芯片P2、芯片P5以及芯片P6，所述芯片P2的1号引脚通过WN端口与主控模块连接，所述芯片P2的2、4号引脚均通过端口G3V3连接外部有载开关故障报警状态线，所述芯片P2的3号引脚通过端口N1与所述主控模块连接，所述芯片P2的5至20引脚通过端口N2至N17与所述主控模块电信号连接，所述芯片P6的1至8号引脚通过N18到N25端口与所述主控模块电信号连接。

5.根据权利要求4所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述调档继电器模块包括继电器RLY1和继电器RLY2，所述继电器RLY1的经过三极管Q2接地，所述三极管Q2经过光耦合器U6连接有UP端口，所述继电器RLY2的经过三极管Q3接地，所述三极管Q3经过光耦合器U7连接有DOWN端口，所述UP端口、DOWN端口与所述主控模块连接，实现主控模块对继电器RLY1和继电器RLY2触点的开闭进行控制。

6.根据权利要求2所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述主控模块包括芯片U2A和芯片U2B，所述芯片U2B与所述内部电源模块连接，所述芯片U2A的7号引脚通过RESET端口连接有复位开关S1，所述复位开关S1用于对芯片U2A进行复位。

7.根据权利要求2所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述内部电源模块包括芯片UP1，所述芯片UP1的输入端口经过二极管D1、电感L2连接24V电源，所述24V电源由外部电源模块提供，所述芯片UP1的输出端口通过连接电感L1连接5V电源端口。

8.根据权利要求7所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述5V电源端口经过芯片VR1转换成3V3电源端口。

9.根据权利要求7所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述5V电源端口经过芯片U1转换成D5V电源端口。

10.根据权利要求6所述的基于RS485通信的有载开关控制器，其特征在于，所述芯片U2A和芯片U2B的采用的型号为STM32F103RBT6。