專利名稱：可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路。
背景技術(shù)：
電力工業(yè)關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈，而數(shù)量龐大、種類繁多的各種自動(dòng)化電力終端是保障電力一次設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，每種關(guān)鍵的電力一次設(shè)備至少有一種自動(dòng)化終端對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控、管理，自動(dòng)化電力終端的種類包括監(jiān)控、計(jì)量、保護(hù)等各種類型，而遙控功能作為典型的(遙測(cè)、遙信、遙控)“三遙”功能之一，各種終端都普遍具備。由于各種電力自動(dòng)化終端數(shù)量龐大、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，終端控制誤動(dòng)作時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致電力用戶意外停電，并可能導(dǎo)致重大電力事故。當(dāng)前各種電力自動(dòng)化終端的典型控制回 路如圖3所示。從圖3的電路可以看出，CPU的I/O 口(MCU_I0)作為控制部分的發(fā)起點(diǎn)， CPU的I/O 口通過光耦與母線開關(guān)繼電器U2相連接，直接決定了對(duì)外的控制輸出。從CPU的I/O 口到光耦原邊一般是工作電壓最低的部分，光耦副邊到繼電器之間的工作電壓一般為12VDC或24VDC，相對(duì)較低的工作電壓導(dǎo)致這兩部分電路和CPU自身在比較惡劣的環(huán)境下工作時(shí)比較容易被干擾。實(shí)際運(yùn)行中，CPU在啟動(dòng)過程中I/O 口經(jīng)常處于高阻態(tài)，在惡劣的電磁環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，CPU的I/O 口的輸出信號(hào)極易受到干擾，在I/O 口上產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致對(duì)外產(chǎn)生誤動(dòng)作，威脅電力系統(tǒng)的安全。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，以提高電力自動(dòng)化終端的工作穩(wěn)定性、確保電網(wǎng)供電安全。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案?？捎行П苊怆娏K端誤動(dòng)作的控制電路，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，主控MCU的輸出端分別通過光耦U2和光耦U3連接啟動(dòng)繼電器U6和控制繼電器U7，主控MCU上還連接有單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4 ;主控MCU的輸出端通過光耦U2連接啟動(dòng)繼電器U6 ;主控MCU的輸出端通過光耦U3連接控制繼電器U7 ;主控MCU的輸出端P3. O與單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4相連接；單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4的輸出端通過光耦Ul與母線開關(guān)繼電器U5相連接。本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述主控MCU輸出端Pl. O與光耦U2的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端Pl. I通過電阻R3與光耦U2的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U2的輸出端與啟動(dòng)繼電器U6相連接；所述主控MCU輸出端P2. O與光耦U3的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端P2. I通過電阻R4與光耦U3的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U3的輸出端與控制繼電器U7相連接。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，由單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4監(jiān)控MCU狀態(tài)，保證了只有在MCU運(yùn)行正常時(shí)，控制母線開關(guān)繼電器U5才會(huì)閉合。為了保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)，對(duì)控制回路的電源采用分步控制的方法，自動(dòng)化終端準(zhǔn)備對(duì)外控制的情況下才對(duì)控制回路短時(shí)加電。啟動(dòng)信號(hào)(由Pl. O和Pl. I輸出)和控制信號(hào)(由P2. O和P2. I輸出)均采用雙I/O 口差動(dòng)輸出的方式驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了控制的可靠性。本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，具有可保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)、控制可靠性高、提高各種電力自動(dòng)化終端的工作穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)安全等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路的電路原理圖。圖2為本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路的控制方法的控制流程圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的典型控制回路的電路原理圖。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參見圖I和圖2，可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，主控MCU的輸出端分別通過光耦U2和光耦U3連接啟動(dòng)繼電器U6和控制繼電器U7，主控MCU上還連接有單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4 ；主控MCU的輸出端通過光耦U2連接啟動(dòng)繼電器U6 ;主控MCU的輸出端通過光耦U3連接控制繼電器U7 ;主控MCU的輸出端P3. O與單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4相連接；單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4的輸出端通過光耦Ul與母線開關(guān)繼電器U5相連接。所述主控MCU輸出端Pl. O與光耦U2的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端Pl. I通過電阻R3與光耦U2的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U2的輸出端與啟動(dòng)繼電器U6相連接；所述主控MCU輸出端P2. O與光耦U3的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端P2. I通過電阻R4與光耦U3的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U3的輸出端與控制繼電器U7相連接。可有效避免電力終端誤動(dòng)作的方法，主控MCU的輸出端分別通過光耦U2和光耦U3連接啟動(dòng)繼電器U6和控制繼電器U7，主控MCU上還連接有單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4，單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4通過光耦與母線開關(guān)繼電器U5相連接，控制過程包括以下幾個(gè)步驟a. MCU正常運(yùn)行時(shí)，P3. O不斷輸出上升沿脈沖Pulse ；b.單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器輸出一個(gè)固定的高電平Ql ;c.單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器控制母線開關(guān)繼電器U5閉合；d. MCU輸出啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)繼電器U6閉合；e. MCU輸出控制信號(hào)，控制繼電器U7閉合；f.控制出口 YK_0UT對(duì)外輸出控制電壓；g.控制出口 YK_0UT輸出脈沖寬度達(dá)到后，啟動(dòng)信號(hào)(圖I中MCU的Pl. O和Pl. I端口的QD+、QD_)和控制信號(hào)(圖I中MCU的P2. O和P2. I端口的YK+、YK-)撤銷，控制過程結(jié)束。MCU通過不斷翻轉(zhuǎn)Pulse腳的狀態(tài)，通過雙可觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出一個(gè)固定的低電平。當(dāng)MCU死機(jī)或復(fù)位時(shí)，由于Pulse腳未翻轉(zhuǎn)，該電路將輸出一個(gè)高電平。因此，通過RUN腳的狀態(tài)即可判定MCU的狀態(tài)。為了保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)，對(duì)控制回路的電源采用分步提供的方法，只有在MCU運(yùn)行正常、自動(dòng)化終端準(zhǔn)備對(duì)外控制的情況下才對(duì)控制回路短時(shí)加電?？捎行П苊怆娏K端誤動(dòng)作的方法的控制電路主控MCU的輸出端通過光耦U2連接啟動(dòng)繼電器U6 ;主控MCU的輸出端通過光耦U3連接控制繼電器U7 ;主控MCU的輸出端P3. O與單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4相連接；單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4的輸出端通過光耦Ul與母線開關(guān)繼電器U5相連接。所述主控MCU輸出端Pl. O與光耦U2的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端Pl. I通過電阻R3與光耦U2的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U2的輸出端與啟動(dòng)繼電器U6相連接；所述主控MCU輸出端P2. O與光耦U3的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端P2. I通過電阻R4與光耦U3的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U3的輸出端與控制繼電器U7相連接。為了避免光耦被干擾信號(hào)意外驅(qū)動(dòng)，采用MCU同端口的相鄰兩個(gè)I/O 口差動(dòng)驅(qū)動(dòng)。在MCU運(yùn)行正常的情況下，母線開關(guān)繼電器U5會(huì)閉合，保證后續(xù)操作可以正常進(jìn) 行；，否則母線開關(guān)繼電器U5斷開。若母線開關(guān)繼電器U5斷開，后續(xù)啟動(dòng)、控制回路將無法得電，控制回路得不到驅(qū)動(dòng)電源，那么最終電力自動(dòng)化終端不可能對(duì)外輸出控制信號(hào)。當(dāng)自動(dòng)化終端決定對(duì)外控制輸出且MCU運(yùn)行正常時(shí)，通過MCU的I/O 口差動(dòng)輸出QD+、QD-，啟動(dòng)繼電器U6閉合，否則控制繼電器U7無法得電。最后，由MCU的I/O 口差動(dòng)輸出YK+和YK-，最終對(duì)外控制輸出，輸出脈沖寬度足夠后，QD+、QD-、YK+、YK-控制信號(hào)返回，相關(guān)的MCU的I/O 口改為輸入狀態(tài)。硬件電路如圖I所示，包括MCU運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路兩部分。I、MCU狀態(tài)監(jiān)控電路為了避免MCU處于異常狀態(tài)或復(fù)位過程中時(shí)，MCU的I/O 口處于不確定狀態(tài)產(chǎn)生誤動(dòng)作，需要對(duì)MCU的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。如圖I所示，MCU運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控電路由CD4098B單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器和MCU共同構(gòu)成。觸發(fā)器的工作周期可以通過改變電阻Rl和電容Cl的大小進(jìn)行調(diào)整。圖I中設(shè)定工作周期為T=O. luF*100K=10ms。這樣，只要MCU的I/O 口(Pulse)定時(shí)輸出上升沿，就可以使⑶4098B輸出一個(gè)固定的高電平Run，保證控制母線開關(guān)繼電器U5閉合，控制回路得電。否則，MCU若在一個(gè)周期內(nèi)未輸出上升沿，控制母線開關(guān)繼電器U5將斷開，控制回路失電。這樣，就保證了 MCU運(yùn)行正常時(shí)控制回路得電，異常時(shí)控制回路失電，有效提高了對(duì)外控制的安全性。其中，單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器的工作周期越短，控制回路的安全性越高。2、繼電器驅(qū)動(dòng)電路MCU狀態(tài)監(jiān)控電路保證了只有在MCU運(yùn)行正常時(shí)，控制母線開關(guān)繼電器U5才會(huì)閉合。為了保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)，對(duì)控制回路的電源采用分步控制的方法，自動(dòng)化終端準(zhǔn)備對(duì)外控制的情況下才對(duì)控制回路短時(shí)加電。具體的控制過程如下(I)MCU運(yùn)行正常時(shí)，控制母線開關(guān)繼電器(U5)閉合。(2)自動(dòng)化終端準(zhǔn)備對(duì)外控制時(shí)，MCU輸出啟動(dòng)信號(hào)(QD+、QD-)，啟動(dòng)繼電器(U6)閉合。(3)自動(dòng)化終端最終對(duì)外出口時(shí)，MCU輸出控制信號(hào)(YK+、YK-)，控制繼電器(U7)閉合?？刂瞥隹?YK_0UT)對(duì)外輸出控制電壓。[0039](4)控制出口(YK_0UT)輸出脈沖寬度達(dá)到后，啟動(dòng)信號(hào)(QD+、QD_)、控制信號(hào)(YK+, YK-)撤銷，控制過程結(jié)束。啟動(dòng)信號(hào)(輸出端口為P1.0、P1.I)和控制信號(hào)(輸出端口為P2.0、P2. I)信號(hào)均采
用雙I/o 口差動(dòng)輸出的方式驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了控制的可靠性。本實(shí)用新型的控制方法和電路，通過對(duì)核心MCU的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和固定的操作邏輯可 以避免控制誤動(dòng)作，通過波形發(fā)生電路實(shí)現(xiàn)MCU停止翻轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)時(shí)，控制回路不會(huì)得電。MCU正常運(yùn)行時(shí)給啟動(dòng)回路加電，需要對(duì)外控制時(shí)啟動(dòng)回路閉合給控制回路加電，控制輸出完成后啟動(dòng)回路和控制回路返回。
權(quán)利要求1.可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，其特征是，主控MCU的輸出端分別通過光耦U2和光耦U3連接啟動(dòng)繼電器U6和控制繼電器U7，主控MCU上還連接有單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4; 主控MCU的輸出端通過光耦U2連接啟動(dòng)繼電器U6 ;主控MCU的輸出端通過光耦U3連接控制繼電器U7 ;主控MCU的輸出端P3. O與單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4相連接；單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4的輸出端通過光耦Ul與母線開關(guān)繼電器U5相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征是，所述主控MCU輸出端Pl.O與光耦U2的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端Pl. I通過電阻R3與光耦U2的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U2的輸出端與啟動(dòng)繼電器U6相連接；所述主控MCU輸出端P2. O與光耦U3的一個(gè)輸入端相連接，所述主控MCU輸出端P2. I通過電阻R4與光耦U3的另一個(gè)輸入端相連接，光耦U3的輸出端與控制繼電器U7相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，主控MCU上還連接有單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4，單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器U4通過光耦與母線開關(guān)繼電器U5相連接。單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器輸出一個(gè)固定的高電平Q1。當(dāng)主控MCU故障時(shí)，單穩(wěn)態(tài)可重復(fù)觸發(fā)器輸出低電平，母線開關(guān)繼電器U5斷開，控制回路失電。MCU狀態(tài)監(jiān)控電路保證了只有在MCU運(yùn)行正常時(shí)，控制母線開關(guān)繼電器U5才會(huì)閉合，保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)作。本實(shí)用新型的可有效避免電力終端誤動(dòng)作的控制電路，具有可保證異常情況下電力自動(dòng)化終端不誤動(dòng)、控制可靠性高、提高各種電力自動(dòng)化終端的工作穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/22GK202602262SQ20122028503
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者徐強(qiáng), 孟光, 智建立, 王飛, 金芝國(guó) 申請(qǐng)人:安徽中興繼遠(yuǎn)信息技術(shù)股份有限公司