雙mcu彩顯通用型微機保護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的雙MCU彩顯通用型微機保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，微機保護裝置發(fā)揮著越來越重要的作用，其中線路保護、電容器保護、變壓器保護、電動機保護裝配數(shù)量占絕大多數(shù)。
[0003]市場上通常情況是分別為這四種保護功能單獨設(shè)計一種保護裝置一一線路保護裝置、電容器保護裝置、變壓器保護裝置、電動機保護裝置，這種方案使得設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試、維護效率低下。
[0004]還有一種較為先進的設(shè)計方案，它是綜合了線路保護、電容器保護、變壓器保護、電動機保護特性的通用型裝置，部分地解決了效率低下的問題，但是因為單顆MCU的功能、資源限制，實際使用中并不能完全替代四種單一功能的保護裝置。同時，隨著配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域的持續(xù)升級，多網(wǎng)口、多串口已逐步成為微機保護裝置的標準配置，這就進一步增加了單一 MCU的功能負擔，以至在多功能、多負載的情況下出現(xiàn)各種難以預料的故障。解決這個問題顯得十分重要。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有多種保護功能、能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)中微機保護裝置正常工作的雙MCU彩顯通用型微機保護裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種雙MCU彩顯通用型微機保護裝置，它包括人機界面及通信模組、微機保護模組和電源模組，所述的人機界面及通信模組包括控制模塊
1、通信對時模塊、人機界面模塊，所述的微機保護模組包括控制模塊n、AD采樣及直流量輸出模塊、開入模塊、開出模塊，所述的電源模組包括電源模塊，所述控制模塊I包括微控制器
1、二級電源I，所述控制模塊Π包括微控制器Π、二級電源Π，所述控制模塊I連接并控制所述通信對時模塊、人機界面模塊，所述控制模塊Π連接并控制所述AD采樣及直流量輸出模塊、開入模塊、開出模塊，所述控制模塊I與所述控制模塊Π連接并通訊，所述電源模塊連接所述控制模塊1、通信對時模塊、人機界面模塊、控制模塊n、AD采樣及直流量輸出模塊、開入模塊、開出模塊并為之供電。
[0007]所述控制模塊I還包括時鐘電路，所述微控制器I包括中央處理器CPU、通用輸入輸出端口 GP1、多個異步串行端口、以太控制器、FLASH存儲器、時鐘模塊、內(nèi)部看門狗WATCHDOG，所述二級電源I提供3.0V電源，用于驅(qū)動微控制器I和人機界面模塊，所述通信對時模塊包括兩路串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊、兩路RS232/485串口模塊、一路IRIGB對時模塊和二級電源，所述通信對時模塊通過多路串口直接與所述微控制器I連接，所述人機界面模塊包括液晶模塊、LED指示模組和鍵盤模塊，所述LED指示模組由多個LED組成，直接由微控制器I
(11)GP10 口驅(qū)動，所述鍵盤模塊采用FPC薄膜按鍵工藝，鍵盤模塊可以讓操作人員輸入各種參數(shù)，實現(xiàn)人機交互功能，所述控制模塊Π還包括時鐘電路、大容量存儲器和測頻電路，所述微控制器π包括中央處理器CPU、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、通用輸入輸出端口 GP1、串行端口 SP1、異步串行端口、FLASH存儲器、時鐘模塊、內(nèi)部看門狗WATCHDOG，微機保護裝置的保護邏輯及運算功能均由微控制器Π完成，所述二級電源Π提供3.3V電源，用于驅(qū)動微控制器Π、AD采樣及直流量輸出模塊(5)、開入模塊(6)和開出模塊(7)，所述時鐘電路為裝置提供時鐘，所述大容量存儲器用于存儲事件記錄、錄入波形數(shù)據(jù)，所述測頻電路用于檢測采樣信號頻率，所述AD采樣及直流量輸出模塊包含多達16路模擬量采集及2路直流量輸出，所述開入模塊可同時接入多達20路開關(guān)量，所述開出模塊可支持多達10路繼電器空節(jié)點輸出，所述電源模塊將外部交直流電源220V轉(zhuǎn)換成內(nèi)部直流24V和5V電壓，連接其他功能模塊供電。
[0008]所述人機界面模塊中采用大屏幕低功耗彩色液晶顯示界面，所述大屏幕低功耗彩色液晶采用與控制模塊同等的3.0V電源驅(qū)動，接收來自所述微控制器I的顯示命令，可以顯示各種參數(shù)數(shù)據(jù)及波形圖、向量圖和警示信號，結(jié)合鍵盤模塊可以讓操作人員輸入各種參數(shù)，實現(xiàn)人機交互功能。
[0009]本實用新型的有益效果是:本實用新型它包括人機界面及通信模組、微機保護模組和電源模組，所述的人機界面及通信模組包括控制模塊1、通信對時模塊、人機界面模塊，所述的微機保護模組包括控制模塊n、AD采樣及直流量輸出模塊、開入模塊、開出模塊，所述微控制器I主要完成通信、對時和人機交互等功能的控制、管理;所述微控制器Π主要完成AD采樣、保護邏輯實現(xiàn)、開入開出等微機保護功能的控制、管理。用戶可在配置菜單中設(shè)定，運行時裝置根據(jù)設(shè)定選擇對應(yīng)的保護算法進行故障判斷并快速將保護命令送到開出模塊做保護操作，同時，將故障情況通過通信模塊發(fā)送到調(diào)度中心，運行人員可使用人機界面查看設(shè)置定值、參數(shù)，查看歷史數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)。由于控制模塊1、控制模塊Π分別包括微控制器并分別管理和控制各自所在模組工作，較單一微控制器全面管理和控制所有模組工作顯出資源增強很多，加之使用了大屏幕低功耗彩色液晶顯示界面，所以本實用新型是一種具有多種保護功能、能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)中微機保護裝置正常工作的雙MCU彩顯通用型微機保護裝置。同時，由于采用了雙微控制器的硬件結(jié)構(gòu)，可采用二級電源Π和二級電源I兩種電源等級，使得人機界面及通信模組可以選用特殊二級電源I，選擇彩顯液晶更方便和更低功耗;使得微機保護模組繼續(xù)選用常規(guī)二級電源Π，保證了采樣的范圍和測試精度。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型電路原理結(jié)構(gòu)方框示意圖；
[0011]圖2是本實用新型微控制器I(Il)和二級電源1(12)電路示意圖；
[0012]圖3是本實用新型微控制器Π(41)和二級電源Π (42)電路示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1至圖3所示，本實用新型它包括人機界面及通信模組A、微機保護模組B和電源模組C，所述的人機界面及通信模組A包括控制模塊I1、通信對時模塊2、人機界面模塊3，所述的微機保護模組B包括控制模塊II4、AD采樣及直流量輸出模塊5、開入模塊6、開出模塊7，所述的電源模組C包括電源模塊8，所述控制模塊Il包括微控制器111、二級電源112，所述控制模塊Π 4包括微控制器Π 41、二級電源Π 42，所述控制模塊11連接并控制所述通信對時模塊2、人機界面模塊3，所述制模塊Π 4連接并控制所述AD采樣及直流量輸出模塊5、開入模塊6、開出模塊7，所述控制模塊11與所述制模塊Π 4連接并通訊，所述電源模塊8連接所述控制模塊Il、通信對時模塊2、人機界面模塊3、控制模塊Π 4、AD采樣及直流量輸出模塊5、開入模塊6、開出模塊7并為之供電。
[0014]所述控制模塊Il還包括時鐘電路，所述微控制器I 11包括中央處理器CPU、通用輸入輸出端口 GP1、多個異步串行端口、以太控制器、FLASH存儲器、時鐘模塊、內(nèi)部看門狗WATCHDOG，所述二級電源112提供3.0V電源，用于驅(qū)動微控制器I 11和人機界面模塊3，所述通信對時模塊2包括兩路串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊、兩路RS232/485串口模塊、一路IRIGB對時模塊和二級電源，所述通信對時模塊2通過多路串口直接與所述微控制器Ill連接，所述人機界面模塊3包括液晶模塊、LED指示模組和鍵盤模塊，所述LED指示模組由多個LED組成，直接由微控制器I11GP10 口驅(qū)動，所述鍵盤模塊采用FPC薄膜按鍵工藝，鍵盤模塊可以讓操作人員輸入各種參數(shù)，實現(xiàn)人機交互功能，所述控制模塊Π 4還包括時鐘電路、大容量存儲器和測頻電路，所述微控制器Π 41包括中央處理器CPU、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、通用輸入輸出端口 GP1、串行端口 SP1、異步串行端口、FLASH存儲器、時鐘模塊、內(nèi)部看門狗WATCHDOG，微機保護裝置的保護邏輯及運算功能均由微控制器Π 41完成，所述二級電源Π 42提供3.3V電源，用于驅(qū)動微控制器Π 41、AD采樣及直流量輸出模塊5、開入模塊6和開出模塊7。所述時鐘電路為裝置提供時鐘，所述大容量存儲器用于存儲事件記錄、錄入波形數(shù)據(jù)，所述測頻電路用于檢測采樣信號頻率，所述AD采樣及直流量輸出模塊5包含多達16路模擬量采集及2路直流量輸出，所述開入模塊6可同時接入多達20路開關(guān)量，所述開出模塊7可支持多達10路繼電器空節(jié)點輸出，所述電源模塊8將外部交直流電源220V轉(zhuǎn)換成內(nèi)部直流24V和5V電壓，連接其他功能模塊供電。
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