一種採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置的製作方法
2023-05-03 14:02:01
專利名稱：一種採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採集系統 光電三隔離的直流櫃電源監控裝置。
背景技術：
直流櫃(屏)是廣泛應用於水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的 用戶(如石化、礦山、鐵路等)中、為信號設備、保護、自動裝置、事故照明及斷路器分、合閘 操作提供直流電源，並在外部交流電中斷的情況下，保證由後備電源-蓄電池繼續提供直 流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性、安全性。直流屏將交流電變壓-整流，成為直流電，並儲存在蓄電池組中，另外還有直流配 電輸出。作為開關櫃(一般用在高壓開關櫃)操作電源的直流屏一般由交流配電單元、充 電模塊單元、降壓矽鏈單元、直流饋電單元、配電監控單元及絕緣監測單元組成。目前，直流屏的配電監控裝置均由各直流屏廠家自行設計，依據的標準不盡相同， 參數各異，實現的功能也有很大差別；並且針對性太強，不能靈活替換，不具備模塊化設計
ο另外，現有的監控裝置的通訊功能不強，通信口沒有經過光電隔離模塊，沒有通用 的標準的通訊協議，人機界面接口功能差。還有，市面上的小容量直流屏監控裝置都與高頻整流模塊結合太緊密，不易更換， 售後服務比較困難，不適合批量生產。
實用新型內容針對現有的直流屏監控裝置的不足之處，本實用新型所解決的技術問題，就是提 供一種具備互換性的模塊化設計，增強的光電隔離數據採集功能，並光電隔離通訊口，且具 有易於操作的人機接口的直流櫃電源監控裝置。實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是一種採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，其特徵是包括一作為主控制的CPU晶片，外接IXD屏和五鍵小鍵盤，通過光電隔離模塊設有 RS485 通訊 口 ；一模數轉換器AD，其經電阻分壓、高速光繼電器切換、高頻濾波後輸入電壓；經霍 爾電流傳感器採樣、高速光繼電器切換、高頻濾波輸入電流；模數轉換器AD經光電耦合連 接輸出至CPU控制晶片；DA數模轉換晶片，經光電隔離模塊後與CPU控制晶片連接，產生模擬量輸出；一開關量輸出模塊，經光電隔離模塊後與CPU控制晶片連接，輸出至各開關繼電 器；所述的CPU控制晶片經光電隔離模塊後連接並輸入交流供電故障、絕緣故障、整 流模塊故障信號；並通過數據總線與各個模塊連接，完成監視控制功能。所述的CPU晶片，內含隨機存儲器RAM，程序存儲器Flash和參數存儲器EEprom。[0016]所述的模數轉換器AD輸入電壓為直流櫃監控的第一母線電壓、第二母線電壓、第 三母線電壓和第四母線電壓，所述的輸入電流為充電電流和負載電流。所述的開關量輸出模塊輸出3路降壓矽鏈的調節以及2路報警信號的輸出信號。有益效果本實用新型可實現信號採集的光電三隔離的增強的監控功能；其可監 測電池電壓/電流、控母電壓/電流、模塊狀態、交流故障、絕緣故障等；可實現控制功能 均/浮充控制，均充電壓、浮充電壓、電池限流；管理功能電池自動管理，如均/浮充自動 轉換、定期均充、均充限時等；通訊功能兩路RS485的通訊功能；人機接口功能完成LCD 的顯示和鍵盤按鍵的處理。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明附圖是本實用新型實施例的組 成原理示意圖。圖中1_ 一 CPU，2-LCD屏，3-鍵盤，41 46-光電隔離模塊，51、52-RS485通訊口， 6_模數轉換器AD，7-分壓電阻，81、82-高頻濾波，9-霍爾電流傳感器，101、102-高速光繼 電器，Il-DA數模轉換晶片，13-開關量輸出模塊。
具體實施方式
附圖所示的採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置實施例，包括一作為主控制的CPU晶片1，內含隨機存儲器RAM，程序存儲器Flash和參數存儲 器EEprom，人機接口模塊採用標準2. 54mm排線聯接IXD屏2，五鍵小鍵盤3，完成參數設定 和監控數據顯示功能；還通過光電隔離模塊41、42、設有兩RS485通訊口 51、52，一路定義為 連接上位機通訊接口，一路連接其他功能線路板。連接上位機的RS485通訊口採用標準的 Modbus-RTU通訊協議。一模數轉換器AD6，其各經電阻分壓7，高速光繼電器101切換，高頻濾波81後輸 入四路電壓；經霍爾電流傳感器9採樣，高速光繼電器102切換，再經高頻濾波82輸入兩路 電流；模數轉換器AD6經光電耦合43連接輸出至CPU控制晶片1 ；所述的輸入電壓為第一母線電壓、第二母線電壓、第三母線電壓和第四母線電壓， 所述的輸入電流為充電電流和負載電流。二 DA數模轉換晶片111、112，經同一光電隔離模塊44後與CPU控制晶片連接，產 生兩路模擬量輸出。—開關量輸出模塊13，經光電隔離模塊45與CPU控制晶片1連接，將經光電隔離 模塊45的CPU控制晶片輸出信號經放大後輸出至各繼電器14，包括輸出3路降壓矽鏈的調 節，2路報警信號的輸出。CPU控制晶片經光電隔離模塊46後連接外部故障信號輸入交流供電故障、絕緣 故障和整流模塊故障。AVR高性能CPU控制晶片1通過數據總線與各個模塊連接，完成監視控制功能。
權利要求一種採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，其特徵是包括一作為主控制的CPU晶片，外接LCD屏和五鍵小鍵盤，通過光電隔離模塊設有RS485通訊口；一模數轉換器AD，其經電阻分壓、高速光繼電器切換、高頻濾波後輸入電壓；經霍爾電流傳感器採樣、高速光繼電器切換、高頻濾波輸入電流；模數轉換器AD經光電耦合連接輸出至CPU控制晶片；DA數模轉換晶片，經光電隔離模塊後與CPU控制晶片連接，產生模擬量輸出；一開關量輸出模塊，經光電隔離模塊後與CPU控制晶片連接，輸出至各開關繼電器；所述的CPU控制晶片經光電隔離模塊後連接並輸入各外部故障信號；並通過數據總線與各個模塊連接，完成監視控制功能。
2.根據權利要求1所述的採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，其特徵是所 述的CPU晶片，內含隨機存儲器RAM，程序存儲器Flash和參數存儲器EEprom。
3.根據權利要求1所述的採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，其特徵是所 述的模數轉換器AD輸入電壓為直流櫃監控的第一母線電壓、第二母線電壓、第三母線電壓 和第四母線電壓，所述的輸入電流為充電電流和負載電流。
4.根據權利要求1所述的採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，其特徵是所 述的開關量輸出模塊輸出3路降壓矽鏈的調節以及2路報警信號的輸出信號。
專利摘要一種採集系統光電三隔離的直流櫃電源監控裝置，包括外接LCD屏和鍵盤的CPU晶片，其通過光電隔離模塊設有通訊口；模數轉換器AD，外部電壓信號經電阻分壓、高速光繼電器選通道、高頻濾波後輸入；電流信號經霍爾電流傳感器採樣、高速光繼電器選通道、高頻濾波後輸入；模數轉換器AD經光電耦合連接輸出至CPU；DA數模轉換晶片經光電隔離模塊後與CPU連接，產生模擬量輸出；開關量輸出模塊經光電隔離模塊後與CPU連接，輸出至各開關繼電器；CPU經光電隔離模塊後輸入各外部故障信號，完成監視控制功能。本新型具備互換性的模塊化設計，增強的數據採集功能，光電隔離模塊通訊口，易於操作的人機接口。
文檔編號H02J7/00GK201616682SQ200920237748
公開日2010年10月27日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者李幼鋒, 鄺燦桐 申請人:廣州東芝白雲菱機電力電子有限公司