一種智能斷路器控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及斷路器及單片機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)是一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括斷路器殼體及控制回路，所述的控制回路由MCU微控制器、防串?dāng)_電路、電源模塊、顯示模塊、操作鍵盤(pán)、執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊、電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊、電壓基準(zhǔn)電路、電流互感器CT及電壓互感器PT組成，電流濾波放大模塊及電壓濾波放大模塊連接MCU微控制器內(nèi)的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換接口，MCU微控制器的Uart串口連接通信模塊，MCU微控制器的GPIO端口分別連接執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊及防串?dāng)_電路。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于：智能斷路器設(shè)有多個(gè)按鍵并聯(lián)防串?dāng)_電路，控制IO口電平互不干擾，避免了多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)導(dǎo)致單片機(jī)信號(hào)處理錯(cuò)亂，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，擴(kuò)展靈活值。
【專利說(shuō)明】 一種智能斷路器控制系統(tǒng)
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實(shí)用新型涉及斷路器及單片機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)是一種智能斷路器控制系統(tǒng)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]智能控制器是斷路器的實(shí)現(xiàn)智能化的核心部件，智能斷路器是用微電子建立新的斷路器二次系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是由電力電子技術(shù)、數(shù)字化控制裝置組成執(zhí)行單元，代替常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開(kāi)關(guān)和輔助繼電器，除了傳統(tǒng)的三段保護(hù)功能外，還提供多種可選擇的保護(hù)功能、豐富的測(cè)量及維護(hù)功能，同時(shí)配置不同的功能模塊可實(shí)現(xiàn)通信功能及其它擴(kuò)展功能等。但現(xiàn)有技術(shù)的智能控制器的功能擴(kuò)展性較弱，具有不同保護(hù)功能、測(cè)量功能的需配置不同的智能控制器。
[0003]智能斷路器中的微電子實(shí)現(xiàn)單元是通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)(Single chipmicrocomputer)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡，單片機(jī)由僅有CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來(lái)，是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O端口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0004]但單片機(jī)的1接口資源有限，在實(shí)際應(yīng)用到智能斷路器的過(guò)程中，如果光提高單片機(jī)1接口將造成智能斷路器的價(jià)格上升；如果在多個(gè)并聯(lián)按鍵之間對(duì)于復(fù)用的1 口不加防串?dāng)_電路，則一旦出現(xiàn)需要多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，將導(dǎo)致單片機(jī)信號(hào)處理錯(cuò)亂，情況嚴(yán)重將導(dǎo)致斷路器損壞，不能使用，需要更換。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的智能控制器功能擴(kuò)展性較弱、且單片機(jī)接口資源有限，滿足不了應(yīng)用需求的問(wèn)題，提供一種帶有單片機(jī)1 口防串?dāng)_電路的智能斷路器控制系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括斷路器殼體及控制回路，所述的控制回路由MCU微控制器、防串?dāng)_電路、電源模塊、顯示模塊、操作鍵盤(pán)、執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊、電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊、電壓基準(zhǔn)電路、電流互感器CT及電壓互感器PT組成，所述的電壓基準(zhǔn)電路分別連接電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊及MCU微控制器，電流互感器CT連接至電流濾波放大模塊，電壓互感器PT連接至電壓濾波放大模塊，電流濾波放大模塊及電壓濾波放大模塊連接MCU微控制器內(nèi)的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換接口，電源模塊連接MCU微控制器的電源輸入端，MCU微控制器的Uart串口連接通信模塊，MCU微控制器的GP1端口分別連接執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊及防串?dāng)_電路，防串?dāng)_電路連接顯示模塊和操作鍵盤(pán)，所述的防串?dāng)_電路包括發(fā)光二極管D2、D3，芯片D1、限流電阻R2、R3，按鍵K1、K2及上拉電阻Rl，所述的限流電阻R2 —端連接電源，一端串聯(lián)發(fā)光二極管D2及按鍵Kl后連接至芯片Dl的2號(hào)引腳，限流電阻R3 —端與R2并聯(lián)，另一端串聯(lián)發(fā)光二極管D3及按鍵K2后連接至芯片Dl的3號(hào)引腳，芯片Dl的I號(hào)管腳連接至上拉電阻Rl，上拉電阻Rl另一端接電源。
[0007]所述的芯片Dl包含兩個(gè)二極管，共陽(yáng)極的引腳接出兩根線，一端通過(guò)上拉電阻Rl連接電源Vcc，另一端連接單片機(jī)I/O 口。
[0008]所述的MCU微控制器可替換為DSP數(shù)字信號(hào)處理器。
[0009]所述的電流互感器CT安裝在斷路器殼體的母排上。
[0010]繼電器輸出模塊為可編程方式，通過(guò)按鍵操作，自主選擇繼電器輸出功能。
[0011]通信模塊采用M0DBUS-RTU協(xié)議。
[0012]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于:智能斷路器通過(guò)單片機(jī)運(yùn)算處理并通過(guò)顯示電路直觀的顯示，方便監(jiān)控；其中的通信模塊采用M0DBUS-RTU協(xié)議，提供用戶通信組網(wǎng)；設(shè)有多個(gè)按鍵并聯(lián)防串?dāng)_電路，多個(gè)按鍵之間的控制1 口電平互不干擾，避免了多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)導(dǎo)致單片機(jī)信號(hào)處理錯(cuò)亂，電路出現(xiàn)顯示串?dāng)_現(xiàn)象問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，擴(kuò)展靈活，具有廣泛利用價(jià)值。
[【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】]
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型中防串?dāng)_電路的電路連接不意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型中按鍵掃描程序框圖；
[0016]指定圖1作為本實(shí)用新型的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。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。
[0018]智能斷路器控制系統(tǒng)包括斷路器殼體及控制回路，如圖1所示，控制回路由MCU微控制器、防串?dāng)_電路、電源模塊、顯示模塊、操作鍵盤(pán)、執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊、電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊、電壓基準(zhǔn)電路、電流互感器CT及電壓互感器PT組成，電壓基準(zhǔn)電路分別連接電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊及MCU微控制器，電流互感器CT連接至電流濾波放大模塊，電流互感器CT安裝在智能斷路器的母排上，為控制器獲取回路電流信息提供信號(hào)源，電壓互感器PT連接至電壓濾波放大模塊，電流濾波放大模塊及電壓濾波放大模塊連接MCU微控制器內(nèi)的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換接口，輸出的電流及電壓信號(hào)由MCU自帶的AD模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，電源模塊連接MCU微控制器的電源輸入端，MCU微控制器的Uart串口連接通信模塊，MCU微控制器的GP1端口分別連接執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊及防串?dāng)_電路。
[0019]當(dāng)檢測(cè)得到的回路電流或者電壓值出現(xiàn)異常，MCU根據(jù)低壓電器回路保護(hù)機(jī)制，發(fā)出執(zhí)行單元控制信號(hào)或者繼電器輸出信號(hào)。繼電器輸出模塊為可編程方式，用戶可以通過(guò)按鍵操作，自組選擇繼電器輸出功能。通信模塊采用M0DBUS-RTU協(xié)議，提供用戶通信組網(wǎng)。
[0020]本硬件系統(tǒng)當(dāng)中提供帶有單片機(jī)1 口防串?dāng)_電路，增加在顯示模塊和按鍵操作模塊與單片機(jī)1交互之間，解決以往在需要兩個(gè)或者多個(gè)組合鍵存在時(shí)，電路出現(xiàn)顯示串?dāng)_現(xiàn)象問(wèn)題。如圖2所示，是本實(shí)用新型中防串?dāng)_電路的電路連接示意圖，包括發(fā)光二極管D2、D3，芯片D1、限流電阻R2、R3，按鍵Kl、K2及上拉電阻R1，限流電阻R2 —端連接電源，一端串聯(lián)發(fā)光二極管D2及按鍵Kl后連接至芯片Dl的2號(hào)引腳，限流電阻R3 —端與R2并聯(lián)，另一端串聯(lián)發(fā)光二極管D3及按鍵K2后連接至芯片Dl的3號(hào)引腳，芯片Dl的I號(hào)管腳連接至上拉電阻R1，上拉電阻Rl另一端接電源，主要是在按鍵控制端增加電路，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵同時(shí)按下，多個(gè)按鍵之間的控制1 口電平互不干擾，其中芯片Dl包含兩個(gè)二極管，共陽(yáng)極的引腳接出兩根線，一根通過(guò)上拉電阻R3接VCC，另一根接單片機(jī)1 口。
[0021]其中限流電阻Rl、R2的阻值根據(jù)實(shí)際的電路工作電壓，根據(jù)LED所需的工作電流所計(jì)算出來(lái)的。結(jié)合圖2及圖3，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，陽(yáng)極和陰極之間沒(méi)有電流流過(guò)，Dl的I和2，1和3不通，此時(shí)Dl的I腳為高電平。當(dāng)按鍵按下，Dl的2變?yōu)榈碗娖剑?為高電平，I和2導(dǎo)通，I引腳的電平就由高電平變?yōu)榈碗娖剑徒o單片機(jī)檢測(cè)I/O 口。Dl的I和2腳電平轉(zhuǎn)換由單片機(jī)控制I/O送出。
【權(quán)利要求】
1.一種智能斷路器控制系統(tǒng)，包括斷路器殼體及控制回路，其特征在于所述的控制回路由MCU微控制器、防串?dāng)_電路、電源模塊、顯示模塊、操作鍵盤(pán)、執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊、電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊、電壓基準(zhǔn)電路、電流互感器CT及電壓互感器PT組成，所述的電壓基準(zhǔn)電路分別連接電流濾波放大模塊、電壓濾波放大模塊及MCU微控制器，電流互感器CT連接至電流濾波放大模塊，電壓互感器PT連接至電壓濾波放大模塊，電流濾波放大模塊及電壓濾波放大模塊連接MCU微控制器內(nèi)的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換接口，電源模塊連接MCU微控制器的電源輸入端，MCU微控制器的Uart串口連接通信模塊，MCU微控制器的GP1端口分別連接執(zhí)行單元、繼電器輸出模塊及防串?dāng)_電路，防串?dāng)_電路連接顯示模塊和操作鍵盤(pán)，所述的防串?dāng)_電路包括發(fā)光二極管D2、D3，芯片D1、限流電阻R2、R3，按鍵Kl、K2及上拉電阻R1，所述的限流電阻R2 —端連接電源，一端串聯(lián)發(fā)光二極管D2及按鍵Kl后連接至芯片Dl的2號(hào)引腳，限流電阻R3 —端與R2并聯(lián)，另一端串聯(lián)發(fā)光二極管D3及按鍵K2后連接至芯片Dl的3號(hào)引腳，芯片Dl的I號(hào)管腳連接至上拉電阻R1，上拉電阻Rl另一端接電源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于所述的芯片Dl包含兩個(gè)二極管，共陽(yáng)極的引腳接出兩根線，一端通過(guò)上拉電阻Rl連接電源Vcc，另一端連接單片機(jī)I/O 口。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于所述的MCU微控制器可替換為DSP數(shù)字信號(hào)處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電流互感器CT安裝在斷路器殼體的母排上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于繼電器輸出模塊為可編程方式，通過(guò)按鍵操作，自主選擇繼電器輸出功能。
6.如權(quán)利要求1所述的一種智能斷路器控制系統(tǒng)，其特征在于通信模塊采用M0DBUS-RTU 協(xié)議。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204166335SQ201420660270
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】吳春, 錢炳軍, 尚曉冬 申請(qǐng)人:上海億盟電氣自動(dòng)化技術(shù)有限公司