一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置的製作方法
2023-06-03 00:04:16
專利名稱：一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源裝置的監控技術，具體涉及一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置。
背景技術：
不間斷電源、應急電源、逆變電源等電源裝置廣泛應用於電力電子設備的電力供應，其性能指標的要求越來越高，尤其是對電源裝置運行狀況的監控已成為電力配套方案的必備功能。電源裝置具有輸出其工作狀態信息的信息輸出端，這些工作狀態信息包括電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，信息輸出端將這些工作狀態信息輸入對應的監控裝置實現監控，然而，不同的電力方案配套的監控通訊協議就不一致，例如有三相交流輸入、單相交流輸出的通訊協議，直流輸入、交流輸出的通訊協議等，現有常規的監控裝置無法兼容多種監控通訊協議，而為滿足用戶的各種電力方案需求，電源裝置產品的生產廠家需根 據監控需要集成十幾種甚至幾十種監控通訊協議，不僅大大增加了成本，也不能靈活使用。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，可兼容多種通訊協議，實現對多種電源裝置的監控。為解決上述技術問題，本實用新型採取的技術方案如下一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，它包括單片機、用於與電源裝置的信息埠進行工作狀態信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用於232電平與485電平轉換的RS232/485轉換器、用於顯示電源裝置監控狀態的顯示器、用於人機對話操作的輸入鍵盤、用於發出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用於通信協議設置的撥碼開關，所述RS232通訊單元、RS232/485轉換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關的接口分別與單片機的相應接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態信息輸入單片機，由單片機根據撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態信息、撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號至RS232/485轉換器轉換後與外部上位機通訊。本實用新型所述報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，所述單片機具有相應報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器。本實用新型所述單片機還包括用於在線調試的在線調試接口。本實用新型所述多功能監控顯示裝置還包括用於存儲電源裝置的故障時工作狀態信息的存儲器，所述單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通τΗ ο本實用新型所述單片機具有用於輸出所述多功能監控顯示裝置的工作狀態的信號的信號輸出端。與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果[0011]本實用新型可通過撥碼開關及單片機的轉換處理實現兼容多種電源裝置，兼容多種通訊協議，顯示多種模式並報警，顯示內容靈活，本實用新型極大地減少了硬體設計工作，增強了產品的一致性和靈活性，成本低，可靠性高。
圖I為本實用新型多功能監控顯示裝置的連接示意框圖；圖2為本實用新型單片機與觸摸顯示器、撥碼開關、輸入鍵盤、存儲器的電路連接圖；圖3為本實用新型繼電器驅動電路的電路圖；圖4為本實用新型RS232通訊單元和RS232/485轉換器的電路圖；圖5為本實用新型LED指示燈的電路圖。
具體實施方式
如圖I所示的一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，它包括單片機、用於與電源裝置的信息埠進行工作狀態信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用於232電平與485電平轉換的RS232/485轉換器、用於顯示電源裝置監控狀態的顯示器、用於人機對話操作的輸入鍵盤、用於發出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用於通信協議設置的撥碼開關和用於存儲電源裝置的故障時工作狀態信息的存儲器，RS232通訊單元、RS232/485轉換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關和存儲器的接口分別與單片機的相應接口相連。其中，單片機採用臺灣新唐公司的32位ARM內核單片機，型號為M016LAN ;單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通訊；存儲器採用32K EEPR0M，可實時存儲電源裝置的故障狀態信息，以備電源裝置維護檢修查用。RS232通訊單元採用型號為MAX232AESE的晶片，RS232/485轉換器採用型號為MAX1487E的晶片；報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，單片機具有相應報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器，電源裝置出現故障時可作出警報指示。顯示器採用低功耗液晶顯示屏，靈活的顯示電源裝置的運行信息，工作狀態信息，報警信息，以及用戶輸入菜單等。單片機還包括用於在線調試的在線調試接口。單片機具有用於輸出多功能監控顯示裝置的工作狀態的信號的信號輸出端，如圖2所示的通過三個開關管控制的繼電器電路，實現配置三個信號輸入狀態信號、輸出狀態信號、故障狀態信號，將本多功能監控顯示裝置的工作狀態通過繼電器觸點，轉換成無源接點信號給用戶進行狀態監控。RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態信息輸入單片機，由單片機根據撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態信息、撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號至RS232/485轉換器，將232電平信號轉換為485電平信號後與外部上位機通訊。如圖2所示，輸入鍵盤包括由按鍵Kl、按鍵K2、按鍵K3、按鍵K4、按鍵K5組成的按鍵輸入電路，鍵值直接送到單片機的對應I/o 口；如圖5所示，LED指示燈包括由LEDl、LED2、LED3、LED4、LED5組成的指示燈電路，直接受單片機的對應I/O 口信號控制，分別用來指示不同特色電源裝置機型的運行狀態信息和報警信息。如圖2所示，插座JPl為LCD觸控螢幕顯示屏的插座受單片機對應I/O直接控制，顯示控制運行的狀態，個組件的數據，報警信息，各種電氣量等。蜂鳴器BUZZl為故障報警蜂鳴器，通過三極體Q9受單片機控制，在電源裝置或本監控裝置發生故障時發出報警聲。實時時鐘U8型號為SD2403A，通過I2C總線與單片機相連，配合存儲器U9用來記錄控制器的事件記錄，以備維護維修時可以清晰的分析工作情況。撥碼開關SI配合上拉電阻R46、R47、R48構成用戶自定義配置信號輸入電路，通過不同的撥碼組合可以有八種不同的配置，實現多種功能自選。如圖4所示，光電耦合器U2和光電耦合器U3及其周邊電阻網絡構成RS232通訊單元的隔離電路；RS232/485轉換器U5把RS232電平轉換為RS485電平。提高了通訊的可靠性和抗幹擾性能，同時通訊距離和通訊的質量都得到了保障。如圖3所示，開關管Q1、Q3、Q6構成的繼電器驅動電路的輸出作為信號輸出端，受單片機控制外接12V直流繼電器，以驅動繼電器工作，形成繼電器電路，實現簡單節點信號輸出。 本多功能監控顯示裝置可兼容包括UPS電源、應急電源、穩壓電源、整流電源、逆變電源、變頻電源和DC-DC變換電源的八種電源裝置，各電源裝置所被監控的信息是不同，有交流或直流，有三相或單相，所以通訊時有多種不同的通訊協議，本實施例通過設置三個撥碼開關，分別控制單片機的三個I/O 口的電平，以實現兼容八種不同的通訊協議和在顯示器上相應顯示I.單片機的三個I/O 口設置成000時，為三相交流輸入，三相交流輸出的交流電源通訊協議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，三相輸出輸入的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量運算後經顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將以上所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換
坐^
寸/ ο2.單片機的三個I/O 口設置成001時，為三相交流輸入，單相交流輸出的交流電源通訊協議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，單相輸出的電壓、電流、頻率，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量運算後經顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，單相輸出的電壓、電流、頻率、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。3.單片機的三個I/O 口設置成010時，為單相交流輸入，單相交流輸出的交流電源通訊協議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，單相輸出的電壓、電流、頻率，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量運算後經顯示器顯示單相輸入的電壓、電流、頻率、功率、功因，單相輸出的電壓、電流、頻率、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。4.單片機的三個I/O 口設置成011時，為單相交流輸入，三相交流輸出的交流電源通訊協議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量運算後經顯示器顯示單相輸入的電壓、電流、頻率、功率、功因，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。5.單片機的三個I/O 口設置成100時，為三相交流輸入，直流輸出的電源通訊協議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量的運算後經顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。6.單片機的三個I/O 口設置成101時，為單相交流輸入，直流輸出的電源通訊協議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量運算後經顯示器可顯示單相輸入的電壓、電流、頻 率、功率、功因，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。7.單片機的三個I/O 口設置成110時，為直流輸入，直流輸出的電源通訊協議單片機接收直流輸入的電壓、電流，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量的運算後經顯示器顯示直流輸入的電壓、電流、功率，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換
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寸/ ο8.單片機的三個I/O 口設置成111時，為直流輸入，交流輸出的逆變電源通訊協議單片機接收直流輸入的電壓、電流，交流輸出的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態信息。單片機對這些接收量的運算後經顯示直流輸入的電壓、電流、功率，交流輸出的電壓、電流、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態；同時將所有的信息轉換成RS485通訊協議和外部上位機進行通訊，並接收上位機的控制操作指令(開關機或轉換等)。本實用新型的實施方式不限於此，在本實用新型上述基本技術思想前提下，按照本領域的普通技術知識和慣用手段對本實用新型內容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均在本實用新型權利保護範圍之內。
權利要求1.一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，其特徵在於它包括單片機、用於與電源裝置的信息埠進行工作狀態信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用於232電平與485電平轉換的RS232/485轉換器、用於顯示電源裝置監控狀態的觸控螢幕顯示器、用於人機對話操作的輸入鍵盤、用於發出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用於通信協議設置的撥碼開關，所述RS232通訊單元、RS232/485轉換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關的接口分別與單片機的相應接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態信息輸入單片機，由單片機根據撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態信息、撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號至RS232/485轉換器轉換後與外部上位機通訊。
2.根據權利要求I所述的用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，其特徵在於所述報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，所述單片機具有相應報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器。
3.根據權利要求2所述的用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，其特徵在於所述單片機還包括用於在線調試的在線調試接口。
4.根據權利要求1-3任一項所述的用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，其特徵在於所述多功能監控顯示裝置還包括用於存儲電源裝置的故障時工作狀態信息的存儲器，所述單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通訊。
5.根據權利要求4所述的用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，其特徵在於所述單片機具有用於輸出所述多功能監控顯示裝置的工作狀態的信號的信號輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種用於電源裝置的多功能監控顯示裝置，它包括單片機、RS232通訊單元、RS232/485轉換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、用於通信協議設置的撥碼開關，所述RS232通訊單元、RS232/485轉換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關的接口分別與單片機的相應接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態信息輸入單片機，由單片機根據撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態信息、撥碼開關及輸入鍵盤的設置信號至RS232/485轉換器轉換後與外部上位機通訊。本實用新型可兼容多種通訊協議，實現對多種電源裝置的監控。
文檔編號G01R31/40GK202758055SQ20122041347
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月20日 優先權日2012年8月20日
發明者張延勝, 潘世高, 黃敏 申請人:佛山市柏克新能科技股份有限公司