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一種斷路器監控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種斷路器監控裝置，包括電源電路、微控制器電路、通信電路、顯示電路、信號輸入電路、信號輸出電路、狀態識別電路、按鍵操作電路，所述狀態識別電路用于設置該裝置的工作狀態；所述按鍵操作電路用于設置顯示參數及控制所述斷路器；所述通信電路用于微控制器電路與斷路器本體、上位機之間的數據傳輸；所述斷路器的電壓或電流信號通過信號輸入電路輸入至微處理器電路，然后通過信號輸出電路輸出至所述顯示電路進行顯示。該斷路器監控裝置能在本地和遠程控制之間切換，在兩種方式下都能實時查詢和更改斷路器保護參數，方便用戶使用。具有斷電后也可以精確計時的實時時鐘電路，可多臺通信，方便靈活，操作簡便。
【專利說明】一種斷路器監控裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種斷路器監控裝置，屬低壓電器領域。
【背景技術】
[0002]低壓斷路器是用于低壓配電電路、電動機或其他用電設備電路中，能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流，也能在規定的非正常電路條件(例如短路)下接通、承載和分斷電流的開關電器。隨著計算機、通信技術、電子技術和電力工業自動化的飛速發展，電力系統對斷路器的自動化、數字化要求也日趨迫切，一般的智能型斷路器已不能滿足系統的需求。目前市場上的塑殼斷路器，顯示單元多數設置在面板上，不配有外接的顯示器，當斷路器安裝在柜內時，不便于觀察。即使配有遠程的顯示器，也僅提供查詢功能。
[0003]中國國家知識產權局，專利號為“201120345045.4”的實用新型專利，公開了一種可遠程顯示的實時在線顯控漏電智能保護器，該實用新型通過信號線與控制器連接的遠程顯示器，解決了現有技術中斷路器安裝在機柜內不能觀察其內容的技術問題，但其只提供了顯示查詢功能，無法修改設置斷路器參數，也不能與上位機通信。

【發明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是:提供了一種斷路器監控裝置，該裝置具有本地、遠程兩種控制方式，解決了現有技術中該類裝置只能顯示，不能修改設置斷路器參數的問題，以及不能與上位機通信的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種斷路器監控裝置，其特征在于:包括電源電路、微控制器電路、通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路，所述電源電路分別與微控制器電路、通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路連接，所述微控制器電路分別與通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路連接；所述狀態識別電路用于設置該裝置的工作狀態；所述按鍵操作電路用于所述斷路器監控裝置的界面控制以及對所述斷路器的分合閘操作；所述通信電路用于微控制器電路與斷路器本體之間的數據傳輸以及用于微控制器與上位機之間的數據傳輸；所述的顯示電路用于顯示所述斷路器的各種參數。
[0007]為了進一步解決斷電后精確計時的問題,本裝置還包括用于計時的實時時鐘電路，所述實時時鐘電路與所述微控制器電路連接。
[0008]為了更進一步解決狀態指示問題，本方案還包括用于指示工作狀態的指示電路，所述指示電路與所述微控制器電路連接。
[0009]為了再進一步解決功能擴展靈活問題，本方案還包括信號輸入電路和信號輸出電路，所述的信號輸入電路和信號輸出電路分別與微控制器電路連接。
[0010]所述指示電路包括LED指示燈。
[0011]所述狀態識別電路包含至少一只光耦和一只電阻。
[0012]所述顯示電路包括IXD液晶顯示屏及其驅動電路。[0013]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0014](I)該斷路器監控裝置能在本地和遠程控制之間切換，在兩種方式下都能實時查詢和更改斷路器保護參數，方便用戶使用。
[0015](2)具有實時時鐘電路，即使斷電，也能精確計時。
[0016](3)斷路器監控裝置能與一臺或多臺斷路器通信，方便靈活。
[0017](4)菜單內容豐富，顯示直觀，操作簡便。
[0018](5)功能擴展靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型的電源電路示意圖。
[0021]圖3為本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型的電源電路。
[0023]圖5為本實用新型的微控制器電路及按鍵操作電路。
[0024]圖6為本實用新型的通信電路和狀態識別電路。
[0025]圖7為本實用新型的實時時鐘電路。
[0026]圖8為本實用新型的指示電路和顯示電路。
[0027]圖9為本實用新型的通信狀態下柱狀圖表顯示界面。
[0028]圖10為本實用新型的通信狀態下指針顯示界面。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明:
[0030]為了使公眾能充分了解本實用新型的技術實質和有益效果， 申請人:將在下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】詳細描述，但 申請人:對實施例的描述不是對技術方案的限制，任何依據本實用新型構思作形式而非實質的變化都應當視為本實用新型的保護范圍。
[0031]如圖1所示，一種斷路器監控裝置，包括電源電路、微控制器電路、通信電路、狀態識別電路、顯示電路、指示電路、按鍵操作電路，用于精確計時的實時時鐘電路，信號輸入電路和信號輸出電路，所述的微控制器電路分別與通信電路、狀態識別電路，顯示電路、指示電路、按鍵操作電路、信號輸入電路、信號輸出電路連接。
[0032]所述電源電路示意圖如圖2所示，包括DC-DC電源電路，DC24V電壓經過DC-DC電源電路轉換后輸出直流電源VCC為微控制器電路、通信電路、狀態識別電路、顯示電路、指示電路、按鍵操作電路、信號輸入輸出電路提供工作電壓。
[0033]所述的通信電路包括通信接口電路1、通信接口電路2，所述通信接口電路I與斷路器本體連接，用于微控制器電路與斷路器本體之間的數據傳輸，通信接口電路2與上位機連接，用于微控制器與上位機之間的數據傳輸；所述通信接口電路I與斷路器本體之間、通信接口電路2與上位機之間均采用通信總線的連接方式連接。
[0034]所述的按鍵操作電路用于實現斷路器監控單元的界面控制，且具有獨立的分閘、合閘操作按鍵，能對斷路器進行分閘或合閘操作；[0035]所述的狀態識別電路用于設置該裝置的工作狀態；采用外部輸入切換遠程/本地模式，在遠程模式，上位機能對斷路器本體進行讀/寫操作，監控裝置只能對斷路器本體進行讀操作，在本地模式，上位機只能對斷路器本體進行讀操作，監控裝置能對斷路器本體進行讀/寫操作。所述的狀態識別電路包含至少一只光耦和一只電阻。
[0036]所述的顯示電路由IXD液晶顯示屏及其驅動電路構成。
[0037]所述的指示電路由LED指示燈構成。
[0038]所述信號輸入電路可以是由光耦組成的數字量輸入單元，接收輸入的狀態量信息，也可以采用模擬器件構成的模擬量輸入單元，對輸入的電流信號或電壓信號進行處理，例如將外部標準互感器二次側電流或電壓信號進行處理，再將輸出送至微處理器進行采樣，或者數字輸入、模擬輸入兩者兼有，微處理器根據接收到的信號獲取測量的電流和電壓。所述信號輸入電路也可以做成擴展模塊的方式，方便功能的擴展。
[0039]所述的信號輸出電路可以是由繼電器組成的輸出單元，輸出無源觸點信號，或者采用光耦、晶體管等組成的輸出單元，輸出有源觸點信號，例如過載報警輸出等。
[0040]本實用新型的斷路器監控裝置可與具有通信功能的斷路器、協議轉換器和上位機構成一種通信系統，具有通信功能的斷路器通過監控裝置與協議轉換器連接；協議轉換器與上位機連接，將通信總線協議轉換成RS232協議與上位機通信。
[0041]本斷路器監控裝置結構如圖3所示，包括外殼、電路板組件，外殼上可設置控制面板及顯示裝置。
[0042]所述的電源電路電路圖如圖4所示，主要由降壓型開關調節器和外圍電路組成。直流24V電源輸入，經過DC-DC降壓芯片NI降壓、電阻R4、R5分壓、電容C5濾波，產生系統工作電壓VCC，為微控制器電路、通信電路、實時時鐘電路、顯示電路、指示電路、狀態識別電路，按鍵操作電路，模擬量和數字量輸入單元以及繼電器無源輸出觸點供電。所述的降壓芯片NI優先采用開關調節器LM5007。
[0043]所述的微控制器電路及按鍵操作電路如圖5所示，微控制器電路分別與通信電路、按鍵操作電路、指示電路、顯示電路、狀態識別電路和實時時鐘電路相連接；按鈕S1-S6，上拉電阻R13-R16構成按鍵操作電路，如微控制器與按鈕相連的引腳無內部上拉電阻，可在引腳外部增加對應的上拉電阻。微處理器N2根據相應I/O 口線的高低電平讀取按鈕狀態，6個按鈕分別為“確定”、“返回”、“上翻”、“下翻”、“合閘”、“分閘”，通過這些按鈕的組合能實現該斷路器監控裝置的界面控制并對帶有電操作的斷路器進行分合閘操作。
[0044]所述的通信電路和狀態識別電路如圖6所示，通信電路包括通信接口電路1、通信接口電路2，通信接口電路I與斷路器本體之間相互通信，通信接口電路2與上位機之間相互通信。通信接口電路I由485接口芯片N3、上拉電阻R10、下拉電阻RlUTVS管D3、D4和連接器Xl組成，其中TVS管D3、D4起浪涌保護作用，Xl可與斷路器本體連接。通信接口電路2由485接口芯片N4、上拉電阻Rl2、下拉電阻Rl3、TVS管D5、D6和連接器X2組成，D5、D6為浪涌保護器件，X2可與上位機連接。
[0045]狀態識別電路由電阻R8、R9及光耦N5組成。通過外部導線或轉換開關對連接器X2的1、2腳進行短路或開路操作來使光耦導通或截止，從而實現本地和遠程控制的切換，可定義開路時為遠程，短路時為本地。當在外部短接X2的1、2腳后，光耦輸入端為高電平，光耦導通，光耦輸出端對地為低電平，也即微處理器的6腳輸入為低電平，微處理器識別到為低電平狀態后，監控裝置進入本地模式工作狀態，實現本地模式時的功能，此時操作監控裝置能對斷路器本體進行讀操作和寫操作。當在外部開路X2的1、2腳后，光耦輸入端為低電平，光耦截止，光耦輸出端對地為高電平，也即微處理器的6腳輸入為高電平，微處理器識別到高電平狀態后，監控裝置進入遠程模式工作狀態，此時操作監控裝置只能對斷路器本體進行讀操作。通過狀態識別電路，微處理器能自動判別本地和遠程模式，切換靈活，實現簡單。
[0046]通信過程簡述如下:微處理器先通過通信接口電路I獲取斷路器本體信息，進行相關處理，再通過通信接口電路2把數據傳送到上位機。當上位機要獲得斷路器本體數據時，先通過通信接口電路2把指令傳送到微處理器，微處理器進行相關處理后，再通過通信接口電路I把指令傳送斷路器本體。在無上位機時，微處理器通過通信接口電路I與斷路器本體進行信息交換。
[0047]所述的實時時鐘電路如圖7所示，N2為時鐘芯片，Gl為外部晶振，電阻R4、R5、R6是時鐘芯片的上拉電阻，超級電容C3作為時鐘芯片的后備電源，當外部電源斷電時，保證時鐘芯片正常工作，準確計時。
[0048]所述的指不電路和顯不電路如圖8,圖9,圖10所不,顯不電路由液晶顯不屏和其外圍驅動電路組成，電阻R15、三極管Vl組成了液晶背光控制電路；指示電路由LED 二極管和限流電阻組成；指示電路和顯示電路根據接收的微處理器指令，點亮相應的指示燈，并在液晶顯示屏顯示斷路器測量值、斷路器信息及狀態等參數；例如圖8、圖9為在本監控裝置通信狀態下，以電流為例在液晶顯示屏上顯示的兩種電流顯示界面，圖8為柱狀圖表顯示界面，圖9為指針顯示界面。
[0049]本實用新型主要保護硬件電路連接關系及結構，不涉及方法特征，其涉及的內部處理過程屬于本領域的公知常識，可以通過多種方式實現，或者本領域技術人員根據現有技術的啟示很容易完成，微控制器工作過程不屬于本方案的技術創新點。
[0050]所述微控制器可采用單片機、FPGA、DSP等各系列芯片中的一種，具體型號可根據具體條件選擇，其詳細信息或處理過程可參考相關芯片的說明書及典型應用。
【權利要求】
1.一種斷路器監控裝置，其特征在于:包括電源電路、微控制器電路、通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路，所述電源電路分別與微控制器電路、通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路連接，所述微控制器電路分別與通信電路、顯示電路、狀態識別電路、按鍵操作電路連接；所述狀態識別電路用于設置該裝置的工作狀態；所述按鍵操作電路用于所述斷路器監控裝置的界面控制以及對所述斷路器的分合閘操作；所述通信電路用于微控制器電路與斷路器本體之間的數據傳輸以及用于微控制器與上位機之間的數據傳輸；所述的顯示電路用于顯示所述斷路器的各種參數。
2.根據權利要求1所述的斷路器監控裝置，其特征在于:還包括用于計時的實時時鐘電路，所述實時時鐘電路與所述微控制器電路連接。
3.根據權利要求1所述的斷路器監控裝置，其特征在于:還包括用于指示工作狀態的指示電路，所述指示電路與所述微控制器電路連接。
4.根據權利要求1所述的斷路器監控裝置，其特征在于:還包括信號輸入電路和信號輸出電路，所述的信號輸入電路和信號輸出電路分別與微控制器電路連接。
5.根據權利要求3所述的斷路器監控裝置，其特征在于:所述指示電路包括LED指示燈。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的斷路器監控裝置，其特征在于:所述狀態識別電路包含至少一只光耦和一只電阻。
7.根據權利要求1?5中任一項所述的斷路器監控裝置，其特征在于:所述顯示電路包括LCD液晶顯示屏及其驅動電路。
【文檔編號】G01R31/327GK203587764SQ201320686122
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】孫偉鋒, 殷建強, 朱力宏, 陸吉聰, 奚慎云, 陳慧斌 申請人:常熟開關制造有限公司(原常熟開關廠）