專利名稱：一種收發(fā)信機監(jiān)測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種收發(fā)信機監(jiān)測電路，屬于電力系統(tǒng)高頻保護收發(fā)信機的自動監(jiān)測
背景技術：
電力系統(tǒng)高頻保護信號一般采用高頻保護收發(fā)信機作為專用設備來傳輸，高頻保護收發(fā)信機由輸入插件、輸出插件、發(fā)信插件、收信插件、功率放大插件、線路濾波插件、電源插件、母板和接線端子組成。設備可完成電力系統(tǒng)繼電保護信號的傳輸，提供運行人員通過交換試驗了解電力線和設備的狀態(tài)，通過模擬指針指示發(fā)信和收信電平。但是在設計上還存在一些缺陷①不能自動定時實現(xiàn)交換試驗。②不能自動判別設備自身和電力線路的狀態(tài)。③不能直觀精確地指示發(fā)信電平和收信電平。④運行人員不能通過遠程設備及時掌握設備的運行狀態(tài)。⑤由于自動化程度低，因此增加了運行人員的勞動強度。
本實用新型內容本實用新型的目的是在現(xiàn)有的收發(fā)信機中插入一個能使收發(fā)信機實現(xiàn)自動定時實現(xiàn)交換試驗、自動判別設備自身和電力線路的狀態(tài)并能直觀精確地指示發(fā)信電平和收信電平的收發(fā)信機監(jiān)測電路。
本實用新型由單片機系統(tǒng)電路、模擬輸入電路、數(shù)字輸入電路、數(shù)字輸出電路、數(shù)碼管顯示器、RS485總線接口、時鐘電路、模數(shù)轉換器和電子開關構成，模擬輸入電路的輸出接至電子開關的輸入接口，電子開關的輸出信號接模數(shù)轉換器輸入接口，數(shù)字輸入電路的兩路輸出接單片機系統(tǒng)電路的兩個輸入接口，單片機系統(tǒng)電路的其它輸入、輸出接口分別與模數(shù)轉換器的輸出、輸入接口對應互連，與RS485總線接口的輸出、輸入接口對應互連，與時鐘的輸出、輸入接口對應互連，單片機系統(tǒng)電路的其它輸出接口還分別接入數(shù)字輸出電路的輸入接口、數(shù)碼管顯示器輸入接口和電子開關的一個輸入接口。
所述的模擬輸入電路中電阻R20和電容C34兩端連在一起，其中一端接電源的0V，另一端和運放N12的5號腳相連，而運放N12的6腳和7腳連接使運放N12成為跟隨器，運放N12的輸出端7腳接電子開關。電阻R22和電容C35兩端連在一起，其中一端接電源的0V，另一端和運放N11的3號腳相連，而運放N11的2腳和1腳連接使運放N11成為跟隨器，運放N11的輸出端1腳接電子開關。
所述的數(shù)字輸入電路中二極管V4的負極和運放N22的5腳以及電阻R30的一端連在一起，電阻R30的另一端接電源的0V，電阻R29的一端接電源+12V，另一端和運放N22的6腳以及電阻R31的一端連接，電阻R31的另一端接電源0V，電阻R32的一端接運放N22的7腳，電阻R32的另一端接三極管T3的基極，三極管T3的集電極接電源5V，三極管T3的發(fā)射極和電阻R33的一端接一起，輸出的發(fā)信標志B06接到單片機系統(tǒng)，電阻R33的另一端接電源0V，光耦U4的1腳和2腳接收信輸出信號的輸入B07、B08，光耦U4的4腳和三極管T4的集電極連在一起后接電源5V，光耦U4的3腳接三極管T4的基極，三極管T4的發(fā)射極和電阻R34的一端連接，輸出的收信標志B09接到單片機系統(tǒng)，電阻R34的另一端接電源0V。
所述的數(shù)字輸出電路中電阻R24的一端接電源5V，電阻R24的另一端接光耦U1的1腳，光耦U1的2腳接收信報警控制的輸入端B10，光耦U1的4腳接電源5V，光耦U1的3腳與電阻R25的一端連接，輸出收信報警信號B11，電阻R25的另一端接電源0V，電阻R26的一端接電源5V，電阻R26的另一端接光耦U2的1腳，光耦U2的2腳接發(fā)信報警控制的輸入端B12，光耦U2的4腳接電源5V，光耦U2的3腳與電阻R27的一端連接，輸出發(fā)信報警信號B13，電阻R27的另一端接電源0V，電阻R39的一端接電源5V，電阻R39的另一端接光耦U7的1腳，光耦U7的2腳接自動交換試驗控制信號B14，光耦U7的4腳與二極管V8的正極和繼電器K2的16腳連接，二極管V8的負極和繼電器K2的1腳連接后接電源+12V，光耦U7的3腳與電源-12V連接，繼電器K2的4腳和8腳輸出自動交換試驗接點B16、B17，電阻R40的一端接電源5V，電阻R40的另一端接光耦U8的1腳，光耦U8的2腳接自動復歸控制信號B15，光耦U8的4腳與二極管V9的正極和繼電器K1的16腳連接，二極管V9的負極和繼電器K1的1腳連接后接電源+12V，光耦U8的3腳與電源-12V連接，繼電器K1的4腳和8腳輸出自動復歸接點B18、B19。
本實用新型的工作原理是當收發(fā)信機處于靜態(tài)也就是沒有發(fā)信和收信的時候，監(jiān)測電路就等待發(fā)信和收信事件的發(fā)生；當收發(fā)信機有發(fā)信事件發(fā)生的時候，收信插件通過母板上的連線把發(fā)信控制信號、發(fā)信電平送到監(jiān)測電路內供檢測并計算出實際發(fā)信電平，當發(fā)信電平低于設定值下限監(jiān)測電路輸出的發(fā)信報警信號也通過母板上的連線送到收信插件內控制發(fā)信報警電路發(fā)出發(fā)信報警信號；當收發(fā)信機有收信事件發(fā)生的時候，輸出插件和收信插件分別通過母板上的連線把收信輸出信號、收信電平送到監(jiān)測電路內供檢測并計算出實際收信電平，當收信電平低于設定值下限監(jiān)測電路輸出的收信報警信號也通過母板上的連線送到收信插件內控制收信報警電路發(fā)出收信報警信號；發(fā)信電平和收信電平通過三位數(shù)碼管顯示；當自動試驗時間到來的時候監(jiān)測電路通過母板上的連線把自動試驗的信號送到收發(fā)信機的接線端子上實現(xiàn)自動試驗，并且對發(fā)信電平和收信電平實現(xiàn)監(jiān)測，當自動試驗過程結束后，監(jiān)測電路通過母板上的連線把自動復歸的信號送到收發(fā)信機的接線端子上實現(xiàn)自動復歸；監(jiān)測電路通過母板上的連線把RS485總線接口接到接線端子上，在收發(fā)信之間接一根兩芯的電纜，然后把監(jiān)測電路的RS485總線接口接到兩芯電纜上，在電纜的一端接上有RS485接口的集中管理器就能夠實現(xiàn)現(xiàn)場設備的集中管理；在集中管理器和遠方控制室之間用電話線MODEM和電話線連接實現(xiàn)收發(fā)信機的遠程管理。
本實用新型的主要優(yōu)點是1、在結構上它是一塊獨立的插件，不依附于收發(fā)信機的任何電路，并且電源也是獨立的，這使得收發(fā)信機的任何電路損壞也不影響監(jiān)測電路的功能實現(xiàn)，即使是收發(fā)信機的電源出了問題也不影響監(jiān)測電路的使用。2、由于具體的電路都使用現(xiàn)成的價格低廉的器件，因此并不增加太多的成本。3、有效提高了收發(fā)信機的綜合性能，同時降低了運行人員的勞動強度，極大地提高了勞動生產率。4、不僅能夠檢測單臺收發(fā)信機的工作狀態(tài)；而且可以完成現(xiàn)場所有設備的現(xiàn)場集中監(jiān)控和遠程監(jiān)控。


附圖1是本實用新型的電路原理框圖。
附圖2是本實用新型中模擬輸入電路的電路原理圖。
附圖3是本實用新型中數(shù)字輸入電路的電路原理圖。
附圖4是本實用新型中數(shù)字輸出電路的電路原理圖。
附圖5是本實用新型實施方案的原理框圖。
圖中S01是單片機系統(tǒng)電路，S02是數(shù)字輸入電路，S03是RS485總線接口，S04是時鐘電路，S05是數(shù)字輸出電路，S06是數(shù)碼管顯示器，S07是模數(shù)轉換器，S08是電子開關，S09是模擬輸入電路，S10是收信插件，S11是接線端子，S12是輸出插件，S13是本實用新型。B01是發(fā)信電平輸入，B02是發(fā)信電平輸出，B03是收信電平輸入，B04是收信電平輸出，B05是發(fā)信控制信號，B06是發(fā)信標志，B07、B08是收信輸出信號，B09是收信標志，B10是收信報警控制信號，B11是收信報警信號，B12是發(fā)信報警控制信號，B13是發(fā)信報警信號，B14是自動試驗控制信號，B16、B17是自動試驗接點，B15是自動復歸控制信號，B18、B19是自動復歸接點。
實施方案本實用新型由單片機系統(tǒng)電路S01、模擬輸入電路S09、數(shù)字輸入電路S02、數(shù)字輸出電路S05、數(shù)碼管顯示器S06、RS485總線接口S03、時鐘電路S04、模數(shù)轉換器S07和電子開關S08構成，模擬輸入電路S09的輸出接至電子開關S08的輸入接口，電子開關S08的輸出信號接模數(shù)轉換器S07輸入接口，數(shù)字輸入電路S02的兩路輸出接單片機系統(tǒng)電路S01的兩個輸入接口，單片機系統(tǒng)電路S01的其它輸入、輸出接口分別與模數(shù)轉換器S07的輸出、輸入接口對應互連，與RS485總線接口S03的輸出、輸入接口對應互連，與時鐘電路S04的輸出、輸入接口對應互連，單片機系統(tǒng)電路S01的其它輸出接口還分別接入數(shù)字輸出電路S02的輸入接口、數(shù)碼管顯示器S06輸入接口和電子開關S08的一個輸入接口。
數(shù)字輸入電路S02由二極管、三極管、電阻、運算放大器接成的比較器和光耦組成。二極管、三極管、電阻、運算放大器接成的比較器把輸入的12V的發(fā)信控制信號B05轉換成5V的發(fā)信標志B06送單片機系統(tǒng)電路S01，光耦把12V的收信輸出信號B08隔離轉換成5V的收信標志B06送單片機系統(tǒng)系統(tǒng)電路S01。
數(shù)字輸出電路S05由光耦、繼電器、電阻和二極管組成，把單片機系統(tǒng)系統(tǒng)電路S01發(fā)出的收信報警控制信號B10、發(fā)信報警控制信號B12是、自動試驗控制信號B14、自動復歸控制信號B15實現(xiàn)轉換。
模擬輸入電路S09是由運算放大器接成的兩個跟隨器和電阻電容組成。實現(xiàn)發(fā)信電平B02和收信電平B04的轉換，然后通過在單片機系統(tǒng)電路S01控制下的電子開關S08接入模數(shù)轉換器S07，電阻電容實現(xiàn)信號濾波。
單片機系統(tǒng)電路S01對模擬輸入信號、數(shù)字輸入信號檢測并發(fā)出控制信號。
將本實用新型接入收發(fā)信機，當本實用新型上電的時候，單片機系統(tǒng)電路S01自動設置發(fā)信電平的下限和收信電平的下限。
當收發(fā)信機發(fā)信的時候，從收信插件S10通過母板上的連線送到本實用新型的模擬輸入電路S09的發(fā)信電平B02經過模擬輸入電路S09轉換后接入電子開關S08，同時，從收信插件S09通過母板上的連線送到本實用新型的數(shù)字輸入電路S02的發(fā)信控制信號B05經過數(shù)字輸入電路S02轉換成發(fā)信標志B06接入單片機系統(tǒng)電路S01；單片機系統(tǒng)電路S01檢測到發(fā)信標志B06后控制模擬開關把發(fā)信電平B02接入模數(shù)轉換器S07并啟動模數(shù)轉換器S07進行轉換，轉換結束后單片機系統(tǒng)電路S01讀出轉換結果計算出發(fā)信電平B02值并且在數(shù)碼管顯示器S06上顯示，當收發(fā)信機的發(fā)信功率下降超過設定的發(fā)信電平B02的下限的時候，本實用新型通過數(shù)字輸出電路S05發(fā)出發(fā)信報警信號B13，發(fā)信報警信號B13通過母板上的連線送到收信插件S10內控制發(fā)信報警繼電器通知現(xiàn)場工作人員收發(fā)信機的發(fā)信部分有故障。
當收發(fā)信機收信的時候，從收信插件S10通過母板上的連線送到本實用新型的模擬輸入電路S09的收信電平B04經過模擬輸入電路S09轉換后接入電子開關S08，同時，從收信插件S10通過母板上的連線送到本實用新型的數(shù)字輸入電路S02的收信輸出信號B07、B08經過數(shù)字輸入電路S02轉換成收信標志B09接入單片機系統(tǒng)電路S01；單片機系統(tǒng)電路S01檢測到收信標志B09后控制模擬開關把收信電平B04接入模數(shù)轉換器S07并啟動模數(shù)轉換器S07進行轉換，轉換結束后單片機系統(tǒng)電路S01讀出轉換結果計算出收信電平B04值并且在數(shù)碼管顯示器S06上顯示，當收發(fā)信機的收信電平B04下降超過設定的收信電平的下限的時候，本實用新型通過數(shù)字輸出電路S05發(fā)出收信報警信號B11，收信報警信號B11通過母板上的連線送到收信插件S10內控制收信報警繼電器通知現(xiàn)場工作人員收發(fā)信機的收信部分有故障。
如果用戶要求本實用新型具有定時自動啟動收發(fā)信機交換試驗功能并且把定時時間設置進入時鐘電路S04，那么當自動交換試驗的時間到來的時候，單片機系統(tǒng)電路S01通過數(shù)字輸出電路S05發(fā)出自動交換試驗控制信號B14，然后自動交換試驗控制信號B14通過母板上的連線送到收發(fā)信機的接線端子S11控制收發(fā)信機啟動交換試驗過程；在自動試驗過程中，當收發(fā)信機發(fā)信的時候本實用新型對發(fā)信的電平進行監(jiān)測和判別，如果有發(fā)信報警則發(fā)出發(fā)信報警信號B13，當收發(fā)信機收信的時候本實用新型對收信的電平進行監(jiān)測和判別，如果有收信報警則發(fā)出收信報警信號B11；當自動交換試驗結束后單片機系統(tǒng)電路S01通過數(shù)字輸出電路S05發(fā)出自動復歸控制信號B15，自動復歸控制信號經過母板上的連線送到收發(fā)信機的接線端子S11控制收發(fā)信機完成信號復歸。
在本實用新型的控制下，現(xiàn)場所有收發(fā)信機可以通過接到接線端子S11上的RS485總線接口S03連接在一起，然后通過現(xiàn)場集中控制器、電話線、遠程監(jiān)控設備實現(xiàn)收發(fā)信機的現(xiàn)場集中管理和遠程管理。這種情況下如果收發(fā)信機有發(fā)信和收信的時候，那么本實用新型就通過RS485總線接口S03把發(fā)信電平B02和收信電平B04等與收發(fā)信機的有關的信號送到現(xiàn)場集中控制器，然后現(xiàn)場集中控制器把這些信號通過電話線送到遠方的遠程監(jiān)控設備，這樣現(xiàn)場工作人員就可以通過現(xiàn)場集中控制器了解現(xiàn)場每一臺收發(fā)信機的工作狀態(tài)，同時現(xiàn)場工作人員也可以通過現(xiàn)場集中控制器完成對每一臺收發(fā)信機的交換試驗的控制。同樣，遠方工作人員也可以通過遠程監(jiān)控設備了解現(xiàn)場每一臺收發(fā)信機的工作狀態(tài)，同時遠方工作人員也可以通過遠程監(jiān)控設備完成對每一臺收發(fā)信機的交換試驗的控制。
本實用新型不僅能夠檢測單臺收發(fā)信機的工作狀態(tài)；而且可以完成現(xiàn)場所有設備的現(xiàn)場集中監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
權利要求1.一種收發(fā)信機監(jiān)測電路，其特征是由單片機系統(tǒng)電路、模擬輸入電路、數(shù)字輸入電路、數(shù)字輸出電路、數(shù)碼管顯示器、RS485總線接口、時鐘電路、模數(shù)轉換器和電子開關構成，模擬輸入電路的輸出接至電子開關的輸入接口，電子開關的輸出信號接模數(shù)轉換器輸入接口，數(shù)字輸入電路的兩路輸出接單片機系統(tǒng)電路的兩個輸入接口，單片機系統(tǒng)電路的其它輸入、輸出接口分別與模數(shù)轉換器的輸出、輸入接口對應互連，與RS485總線接口的輸出、輸入接口對應互連，與時鐘的輸出、輸入接口對應互連，單片機系統(tǒng)電路的其它輸出接口還分別接入數(shù)字輸出電路的輸入接口、數(shù)碼管顯示器輸入接口和電子開關的一個輸入接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的收發(fā)信機監(jiān)測電路，其特征是所述的模擬輸入電路中電阻R20和電容C34兩端連在一起，其中一端接電源的0V，另一端和運放N12的5號腳相連，而運放N12的6腳和7腳連接使運放N12成為跟隨器，運放N12的輸出端7腳接電子開關。電阻R22和電容C35兩端連在一起，其中一端接電源的0V，另一端和運放N11的3號腳相連，而運放N11的2腳和1腳連接使運放N11成為跟隨器，運放N11的輸出端1腳接電子開關。
3.根據(jù)權利要求1所述的收發(fā)信機監(jiān)測電路，其特征是所述的數(shù)字輸入電路中二極管V4的負極和運放N22的5腳以及電阻R30的一端連在一起，電阻R30的另一端接電源的0V，電阻R29的一端接電源+12V，另一端和運放N22的6腳以及電阻R31的一端連接，電阻R31的另一端接電源0V，電阻R32的一端接運放N22的7腳，電阻R32的另一端接三極管T3的基極，三極管T3的集電極接電源5V，三極管T3的發(fā)射極和電阻R33的一端接一起，輸出的發(fā)信標志B06接到單片機系統(tǒng)，電阻R33的另一端接電源0V，光耦U4的1腳和2腳接收信輸出信號的輸入B07、B08，光耦U4的4腳和三極管T4的集電極連在一起后接電源5V，光耦U4的3腳接三極管T4的基極，三極管T4的發(fā)射極和電阻R34的一端連接，輸出的收信標志B09接到單片機系統(tǒng)，電阻R34的另一端接電源0V。
4.根據(jù)權利要求1所述的收發(fā)信機監(jiān)測電路，其特征是所述的數(shù)字輸出電路中電阻R24的一端接電源5V，電阻R24的另一端接光耦U1的1腳，光耦U1的2腳接收信報警控制的輸入端B10，光耦U1的4腳接電源5V，光耦U1的3腳與電阻R25的一端連接，輸出收信報警信號B11，電阻R25的另一端接電源0V，電阻R26的一端接電源5V，電阻R26的另一端接光耦U2的1腳，光耦U2的2腳接發(fā)信報警控制的輸入端B12，光耦U2的4腳接電源5V，光耦U2的3腳與電阻R27的一端連接，輸出發(fā)信報警信號B13，電阻R27的另一端接電源0V，電阻R39的一端接電源5V，電阻R39的另一端接光耦U7的1腳，光耦U7的2腳接自動交換試驗控制信號B14，光耦U7的4腳與二極管V8的正極和繼電器K2的16腳連接，二極管V8的負極和繼電器K2的1腳連接后接電源+12V，光耦U7的3腳與電源-12V連接，繼電器K2的4腳和8腳輸出自動交換試驗接點B16、B17，電阻R40的一端接電源5V，電阻R40的另一端接光耦U8的1腳，光耦U8的2腳接自動復歸控制信號B15，光耦U8的4腳與二極管V9的正極和繼電器K1的16腳連接，二極管V9的負極和繼電器K1的1腳連接后接電源+12V，光耦U8的3腳與電源-12V連接，繼電器K1的4腳和8腳輸出自動復歸接點B18、B19。
專利摘要一種收發(fā)信機監(jiān)測電路。本實用新型屬于電力系統(tǒng)高頻保護收發(fā)信機的自動監(jiān)測技術領域。由單片機系統(tǒng)電路、模擬輸入電路、數(shù)字輸入電路、數(shù)字輸出電路、數(shù)碼管顯示器、RS485總線接口、時鐘電路、模數(shù)轉換器和電子開關構成。將本實用新型接入收發(fā)信機，能使收發(fā)信機實現(xiàn)自動定時實現(xiàn)交換試驗、自動判別設備自身和電力線路的狀態(tài)并能直觀精確地指示發(fā)信電平和收信電平。本實用新型不僅能夠檢測單臺收發(fā)信機的工作狀態(tài)；而且可以完成現(xiàn)場所有設備的現(xiàn)場集中監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
文檔編號H04B17/00GK2874899SQ20052014037
公開日2007年2月28日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權日2005年12月29日
發(fā)明者沙承瑞 申請人:沙承瑞