一種多通道直流采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種多通道直流采集裝置，其與配電自動化終端通信連接，所述多通道直流采集裝置包括用于采集直流量數(shù)據(jù)的多個直流采集單元以及用于將所讀取的直流量數(shù)據(jù)通過CAN總線、RS485總線或者GPRS發(fā)送至配電自動化終端的主處理單元，其中，所述主處理單元和每個直流采集單元通過數(shù)據(jù)總線連接。該多通道直流采集裝置便于擴(kuò)展直流采集單元的容量，該直流采集單元中的直流量信號可以獨(dú)立走線，避免配電自動化終端的交流量信號對直流量信號的干擾，同時，該直流采集單元可以進(jìn)行隔離、防浪涌、濾波和防靜電等處理，滿足國標(biāo)要求的EMC實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；并且，該多通道直流采集裝置與配電自動化終端相互獨(dú)立，便于安裝和維護(hù)。
【專利說明】一種多通道直流采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及配電自動化終端領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道直流采集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，現(xiàn)有的配電自動化終端，主要用來監(jiān)測電網(wǎng)的遙測量、采集各開關(guān)及門禁等 遙信狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方就地控制各開關(guān)的分合動作，并完成與主站的實(shí)時通訊。該配網(wǎng)自 動化終端實(shí)現(xiàn)遙測量采集，一般需要采集交流量信號和直流量信號，但是在實(shí)際使用中存 在以下幾個問題：
[0003] 1、交流信號標(biāo)稱電壓是110V或者220V，標(biāo)稱電流是5A。直流信號電壓范圍0-60V， 電流信號4mA-20mA。由于高壓信號與低壓信號接口在一個接線端子上，安裝時布線不能很 好的分離交流量信號和直流量信號，并且交流量信號與直流量信號之間容易產(chǎn)生干擾，從 而影響小信號的采集精度。
[0004] 2、該配網(wǎng)自動化終端的交流量信號的接線端子比較多，直流量采集端子僅有1-3 個。而有的安裝場所需要采集多路直流量時，所以不能滿足要求。如果擴(kuò)容遙測采集單元， 則交流量采集部分也會擴(kuò)大，從而增加了設(shè)備成本。
[0005] 3、由于受到PCB板的限制。直流量采集不能進(jìn)行隔離處理，所以浪涌抗擾度、絕緣 耐壓、沖擊耐壓和靜電抗擾度等EMC實(shí)驗(yàn)不能通過，從而不能滿足國標(biāo)上EMC實(shí)驗(yàn)等級的要 求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)采樣精度低、擴(kuò)容成本高以及 無法滿足國標(biāo)上EMC實(shí)驗(yàn)等級的要求的缺陷，提供一種采樣精度高、擴(kuò)容成本低且滿足國 標(biāo)上EMC實(shí)驗(yàn)等級的要求的多通道直流采集裝置。
[0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種多通道直流采集裝 置，其與配電自動化終端通信連接，所述多通道直流采集裝置包括用于采集直流量數(shù)據(jù)的 多個直流采集單元以及用于將所讀取的直流量數(shù)據(jù)通過CAN總線、RS485總線或者GPRS發(fā) 送至配電自動化終端的主處理單元，其中，所述主處理單元和每個直流采集單元通過數(shù)據(jù) 總線連接。
[0008] 優(yōu)選地，所述主處理單元包括用于控制總線讀寫直流量數(shù)據(jù)的控制總線收發(fā)器、 用于指示當(dāng)前故障信息和當(dāng)前報警信息的指示燈、用于驅(qū)動所述指示燈進(jìn)行指示的反向 器、用于處理所述直流量數(shù)據(jù)以及將當(dāng)前故障信息和當(dāng)前報警信息發(fā)送至所述反向器的主 控器、用于所述GPRS與所述配電自動化終端通訊的GPRS通訊模塊、用于所述CAN總線與所 述配電自動化終端通訊的CAN總線收發(fā)器、所述RS485總線與所述配電自動化終端通訊的 RS485總線收發(fā)器；其中，所述控制總線收發(fā)器、所述反向器、所述GPRS通訊模塊、所述CAN 總線收發(fā)器和所述RS485總線收發(fā)器分別與所述主控器連接，所述指示燈與所述反向器連 接。
[0009] 優(yōu)選地，所述主控器為芯片STM32F103ZET6。
[0010] 優(yōu)選地，所述直流采集單元包括用于對所述直流量數(shù)據(jù)中的直流信號進(jìn)行濾波處 理的濾波電路、將所述直流信號中的直流電流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號的電阻分壓電路、 用于獲取所述直流電壓信號的差分信號的電壓跟隨器、用于隔離所述直流采集單元對外接 口的電源的電源隔離模塊、對所述差分信號進(jìn)行放大的集成運(yùn)放芯片以及將放大后的差分 信號AD轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述主處理單元的AD采集芯片，其中，所述濾波電路、所述電阻分壓 電路、所述電壓跟隨器、所述集成運(yùn)放芯片和所述AD采集芯片依次連接，所述電源隔離模 塊分別與所述電阻分壓電路和所述電壓跟隨器連接。
[0011] 優(yōu)選地，所述AD采集芯片為MAX11046。
[0012] 優(yōu)選地，所述集成運(yùn)放芯片為AMC1100。
[0013] 優(yōu)選地，所述電源隔離模塊所隔離的電源為5V。
[0014] 優(yōu)選地，每個直流采集單元具有8路采集通道。
[0015] 優(yōu)選地，所述多通道直流采集裝置安裝于二次設(shè)備機(jī)柜。
[0016] 優(yōu)選地，所述二次設(shè)備機(jī)柜包括環(huán)網(wǎng)柜和開閉所。
[0017] 實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，具有以下有益效果：該多通道直流采集裝置便于擴(kuò) 展直流采集單元的容量，該直流采集單元中的直流量信號可以獨(dú)立走線，避免配電自動化 終端的交流量信號對直流量信號的干擾，同時，該直流采集單元可以進(jìn)行隔離、防浪涌、濾 波和防靜電等處理，滿足國標(biāo)要求的EMC實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；并且，該多通道直流采集裝置與配電自 動化終端相互獨(dú)立，便于安裝和維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0019] 圖1是本實(shí)用新型多通道直流采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本實(shí)用新型主處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3是本實(shí)用新型直流采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023] 請參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型多通道直流采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該 多通道直流采集裝置1與配電自動化終端2通信連接，該多通道直流采集裝置1包括主處 理單元11和多個直流采集單元，例如直流采集單元101、直流采集單元102···直流采集單元 1〇Ν，Ν為自然數(shù)，主處理單元11和每個直流采集單元通過數(shù)據(jù)總線連接。下面介紹各個部 分的作用：
[0024] 直流采集單元，用于采集直流量數(shù)據(jù)。該多通道直流采集裝置1便于擴(kuò)展直流采 集單元的容量，當(dāng)現(xiàn)場需要進(jìn)行擴(kuò)容時，只需要增加直流采集單元就可實(shí)現(xiàn)，不需要改動硬 件和結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，每個直流采集單元具有8路采集通道，一般包括4路直流電壓采 集和4路直流電流采集。
[0025] 主處理單元11，用于將所讀取的直流量數(shù)據(jù)通過CAN總線、RS485總線或者GPRS 發(fā)送至配電自動化終端2。其中，該配電自動化終端2主要監(jiān)測直流量數(shù)據(jù)或者下發(fā)配置參 數(shù)等等。
[0026] 應(yīng)當(dāng)說明的是，該多通道直流采集裝置1體積小，可以獨(dú)立安裝于二次設(shè)備機(jī)柜， 便于安裝和維護(hù)。其中，該二次設(shè)備機(jī)柜包括環(huán)網(wǎng)柜和開閉所。
[0027] 請結(jié)合參閱圖2,圖2是本實(shí)用新型主處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述 主處理單元11包括主控器110、分別與所述主控器110連接的控制總線收發(fā)器111、反向器 112、GPRS通訊模塊113、CAN總線收發(fā)器114、RS485總線收發(fā)器115以及與反向器112連 接的指示燈116。下面介紹各個部分的作用：
[0028] 控制總線收發(fā)器111，用于控制總線讀寫直流量數(shù)據(jù)。
[0029] 指示燈116,用于指示當(dāng)前故障信息和當(dāng)前報警信息。
[0030] 反向器112,用于驅(qū)動所述指示燈116進(jìn)行指示。
[0031] 主控器110,用于處理所述直流量數(shù)據(jù)以及將當(dāng)前故障信息和當(dāng)前報警信息發(fā)送 至所述反向器112。在本實(shí)施例中，所述主控器為芯片STM32F103ZET6,處理速度快。
[0032] GPRS通訊模塊113,用于所述GPRS與所述配電自動化終端2通訊。應(yīng)當(dāng)說明的是， 根據(jù)實(shí)際需求，可選配GPRS通訊模塊，需要GPRS功能時，將GPRS通訊模塊插接到用戶需求 的插座上，例如40PIN插座。
[0033] CAN總線收發(fā)器114,用于所述CAN總線配電自動化終端2通訊。
[0034] RS485總線收發(fā)器115,用于所述RS485總線與所述配電自動化終端2通訊。
[0035] 請結(jié)合參閱圖3,圖3是本實(shí)用新型直流采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，所述 直流采集單元包括依次連接的濾波電路301、電阻分壓電路302、電壓跟隨器303、集成運(yùn)放 芯片304、AD采集芯片305以及分別與電阻分壓電路302和電壓跟隨器303連接的電源隔 離模塊306。下面介紹各個部分的作用：
[0036] 濾波電路301，用于對所述直流量數(shù)據(jù)中的直流信號進(jìn)行濾波處理，應(yīng)當(dāng)說明的 是，該濾波電路為R-C濾波電路，該電路具體的電路圖本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在此不 再贅述。
[0037] 電阻分壓電路302，用于將所述直流信號中的直流電流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號， 應(yīng)當(dāng)說明的是，假定每個直流采集單元具有8路采集通道，所以就有8個獨(dú)立的電阻分壓電 路302,這里的電阻一般為精密電阻，至于電阻分壓電路的具體電路圖本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)明白，在此不再贅述。
[0038] 電壓跟隨器303,用于獲取所述直流電壓信號的差分信號，電壓跟隨器用來增大輸 入阻抗，穩(wěn)定直流電壓信號，提高采樣精度。
[0039] 電源隔離模塊306,用于隔離所述直流采集單元對外接口的電源。在本實(shí)施例中， 所述電源隔離模塊306所隔離的電源為5V。
[0040] 集成運(yùn)放芯片304,用于對所述差分信號進(jìn)行放大。所述集成運(yùn)放芯片為 AMC1100,在本實(shí)施例中，集成運(yùn)放芯片可將差分信號放大8倍。
[0041] AD采集芯片305,用于將放大后的差分信號AD轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述主處理單元11。 在本實(shí)施例中，所述AD采集芯片為MAX11046。
[0042] 需要說明的是，上述各個單元均為獨(dú)立的裝置構(gòu)造，在此不再贅述。
[0043] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多通道直流采集裝置，其與配電自動化終端通信連接，其特征在于，所述多通道 直流采集裝置包括用于采集直流量數(shù)據(jù)的多個直流采集單元以及用于將所讀取的直流量 數(shù)據(jù)通過CAN總線、RS485總線或者GPRS發(fā)送至配電自動化終端的主處理單元，其中，所述 主處理單元和每個直流采集單元通過數(shù)據(jù)總線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述主處理單元包括用 于控制總線讀寫直流量數(shù)據(jù)的控制總線收發(fā)器、用于指示當(dāng)前故障信息和當(dāng)前報警信息的 指示燈、用于驅(qū)動所述指示燈進(jìn)行指示的反向器、用于處理所述直流量數(shù)據(jù)以及將當(dāng)前故 障信息和當(dāng)前報警信息發(fā)送至所述反向器的主控器、用于所述GPRS與所述配電自動化終 端通訊的GPRS通訊模塊、用于所述CAN總線與所述配電自動化終端通訊的CAN總線收發(fā) 器、所述RS485總線與所述配電自動化終端通訊的RS485總線收發(fā)器；其中，所述控制總線 收發(fā)器、所述反向器、所述GPRS通訊模塊、所述CAN總線收發(fā)器和所述RS485總線收發(fā)器分 別與所述主控器連接，所述指示燈與所述反向器連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述主控器為芯片 STM32F103ZET6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述直流采集單元包括 用于對所述直流量數(shù)據(jù)中的直流信號進(jìn)行濾波處理的濾波電路、將所述直流信號中的直流 電流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號的電阻分壓電路、用于獲取所述直流電壓信號的差分信號的 電壓跟隨器、用于隔離所述直流采集單元對外接口的電源的電源隔離模塊、對所述差分信 號進(jìn)行放大的集成運(yùn)放芯片以及將放大后的差分信號AD轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述主處理單元的 AD采集芯片，其中，所述濾波電路、所述電阻分壓電路、所述電壓跟隨器、所述集成運(yùn)放芯片 和所述AD采集芯片依次連接，所述電源隔離模塊分別與所述電阻分壓電路和所述電壓跟 隨器連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述AD采集芯片為 MAX11046。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述集成運(yùn)放芯片為 AMC1100。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述電源隔離模塊所隔 離的電源為5V。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，每個直流采集單元具有8 路采集通道。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述多通道直流采集裝 置安裝于二次設(shè)備機(jī)柜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多通道直流采集裝置，其特征在于，所述二次設(shè)備機(jī)柜包 括環(huán)網(wǎng)柜和開閉所。
【文檔編號】G05B19/418GK203909580SQ201420230675
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】廖令 申請人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司