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一種新型中央信號(hào)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型中央信號(hào)裝置，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、單片機(jī)、顯示報(bào)警單元和門磁電流互感器，所述的門磁電流互感器通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到所述的單片機(jī)，所述的單片機(jī)控制所述的顯示報(bào)警單元，其特點(diǎn)是由于采用的是電磁感應(yīng)，無論外部事故與預(yù)告信號(hào)回路出現(xiàn)任何異常，都不會(huì)損壞采用的磁通門式電流傳感器.并當(dāng)出現(xiàn)電阻短路大電流異常時(shí)報(bào)警。
【專利說明】一種新型中央信號(hào)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于檢測領(lǐng)域，尤其是一種用于電路故障的檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在國內(nèi)范圍，中央信號(hào)裝置的組成為:沖擊繼電器，延時(shí)繼電器，中間繼電器，閃光繼電器，光子牌，蜂鳴器，電鈴等組成.存在問題:功耗大，體積大，接線環(huán)節(jié)多，施工復(fù)雜等缺點(diǎn).按電流微分(積分)原理工作的沖擊的繼電器，當(dāng)事故與預(yù)告信號(hào)回路啟動(dòng)時(shí)，光子牌，或者電阻的接通或斷開引起信號(hào)電力路瞬時(shí)值的突變，造成沖擊繼電器誤動(dòng)作.或電阻的誤未接入或電阻阻值的變小，造成沖擊繼電器永久性損壞，并無法知道當(dāng)前發(fā)生故障和預(yù)告的個(gè)數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決中央信號(hào)裝置遭受大電流沖擊，易損壞、故障個(gè)數(shù)無法計(jì)量等問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明一種新型中央信號(hào)裝置，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、單片機(jī)、顯示報(bào)警單元和門磁電流互感器，所述的門磁電流互感器通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到所述的單片機(jī)，所述的單片機(jī)控制所述的顯示報(bào)警單元。
[0005]進(jìn)一步的，所述的門磁電流互感器包括電阻、電流互感器和繼電器，所述的電流互感器繞裝在所述的電阻和繼電器之間的電路上，所述的電流互感器與所述的單片機(jī)連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述的門磁電流互感器還包括保險(xiǎn)絲，所述的保險(xiǎn)絲設(shè)置在所述的電阻和電流互感器之間。
[0007]進(jìn)一步的，所述的門磁電流互感器的電阻有18個(gè)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的門磁電流互感器有兩個(gè)，一個(gè)用于預(yù)告信號(hào)，一個(gè)用于事故信號(hào)。
[0009]本發(fā)明在原有技術(shù)之上，舍棄沖擊繼電器、延時(shí)繼電器、中間繼電器和閃光繼電器等笨重易損壞部件，采用磁通門式電流傳感器。由于采用的是電磁感應(yīng)，無論外部事故與預(yù)告信號(hào)回路出現(xiàn)任何異常，都不會(huì)損壞采用的磁通門式電流傳感器.并當(dāng)出現(xiàn)電阻短路大電流異常時(shí)報(bào)警，通過該磁通門式電流傳感器，將采集的電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出，此電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采樣將模擬量變?yōu)閿?shù)字量，單片機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)本次比前一次數(shù)據(jù)大一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)響鈴、燈閃，并通過數(shù)字量的處理計(jì)算出預(yù)告和事故的個(gè)數(shù)并輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1:本發(fā)明工作原理圖。
[0011]圖2:本發(fā)明門磁電流互感器結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明一種新型中央信號(hào)裝置，包括門磁電流互感器(I)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(2)、單片機(jī)(3)和顯示報(bào)警單元(4)，所述的門磁電流互感器(I)通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(2)將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到所述的單片機(jī)(3)，所述的單片機(jī)(3)控制所述的顯示報(bào)警單元(4)。
[0013]如圖2所示，門磁電流互感器(I)包括電阻R、電流互感器T和繼電器，所述的電流互感器T繞裝在所述的電阻R和繼電器之間的電路上，所述的電流互感器(T)與所述的單片機(jī)(3)連接，所述的門磁電流互感器(I)還包括保險(xiǎn)絲F，所述的保險(xiǎn)絲F設(shè)置在所述的電阻R和電流互感器T之間，所述的門磁電流互感器的電阻R有18個(gè)，所述的門磁電流互感器T有兩個(gè)，一個(gè)用于預(yù)告信號(hào)，一個(gè)用于事故信號(hào)。
[0014]實(shí)施例
本發(fā)明的基本內(nèi)容是輸入為電阻15K/20W，加電壓220VDC，產(chǎn)生的電流，共為36路，其中18路為預(yù)告信號(hào)，另外18路為事故信號(hào)，將18路預(yù)告信號(hào)和18路事故信號(hào)穿過各自的門磁式電流傳感器，將變化的電流通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的線性電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片MAX187將線性電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再由ATMEGA128單片機(jī)通過其中斷模式采集其數(shù)字量，然后根據(jù)當(dāng)前采集的數(shù)字量與前一次的數(shù)字量比較。如若大于一定的范圍，運(yùn)行指示燈滅，通過比較計(jì)算出故障的個(gè)數(shù)，通過顯示設(shè)備顯示，蜂鳴器響、故障指示燈亮，按下解除故障按鈕后；蜂鳴器停止聲響，故障未排除時(shí)，指示燈依舊亮；當(dāng)再有故障信號(hào)產(chǎn)生時(shí)(本次數(shù)字量大于前次數(shù)字量一定范圍時(shí))蜂鳴器繼續(xù)聲響，故障指示燈依舊亮，直至故障完全排除后(本次數(shù)字量不大于前次數(shù)字量一定范圍時(shí))蜂鳴器停止聲響，故障指示燈滅，運(yùn)行指示燈亮。
[0015]如若出現(xiàn)某一路短路現(xiàn)象，電流突然增大，由于此電流互感器的輸入電流范圍為0-300MA，增大程度為:(220/15) *18=264MA，留一定余量，以便當(dāng)輸入電流大于280MA時(shí)，可判斷為某路出現(xiàn)限流電阻異常，蜂鳴器發(fā)出最急迫的聲響，并由單片機(jī)控制的繼電器斷開，(正常工作狀況下，繼電器一直閉合，繼電器控制通過門磁式互感器的電流)。
[0016]工作狀態(tài)分為正常工作、預(yù)告事故和大電流故障三種情況。
[0017]正常工作時(shí)輸入電流為0，當(dāng)電流為O時(shí)通過門磁電流互感器CSOl-P的輸出電壓為2.50+/-0.05V，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后，數(shù)字量為2500+/-50，，接通電源后使用控制繼電器先斷開門磁電流互感器的電流，測出未接通電流的初始值存儲(chǔ)起來，然后再使繼電器保持閉合狀態(tài)，狀態(tài)運(yùn)行燈燈保持亮。
[0018]預(yù)告事故報(bào)警時(shí)，通過門磁電流互感器的電流為220/15 mA倍數(shù)增長，對(duì)應(yīng)的電壓0.0586V倍數(shù)增長，對(duì)應(yīng)數(shù)字量以58倍數(shù)增長。通過中斷程序采集，如果本次采集數(shù)字量大于上次采集50，相應(yīng)的預(yù)告或事故燈亮，蜂鳴器響，運(yùn)行燈滅。用其AD總增量與58的比值即為故障數(shù)，將此數(shù)值傳輸?shù)絃CD12864上，，然后按動(dòng)解除預(yù)告/事故按鍵，取消聲音，再未解除故障時(shí)，預(yù)告/事故燈依舊亮，只有當(dāng)采集的數(shù)據(jù)值與未通電流的初始AD值持平時(shí)，所有的預(yù)告/事故燈滅，蜂鳴器停止響。
[0019]大電流故障，當(dāng)通過門磁電流互感器的電流大于280MA時(shí)，對(duì)應(yīng)AD增量為1120。當(dāng)檢測到本次比初次的AD增量大于1120，即判斷為大電流故障，此時(shí)蜂鳴器響，繼電器控制對(duì)應(yīng)通過門磁電流互感器的電流導(dǎo)線使其斷開，按解除大電流按鍵，蜂鳴器停止響，然后查找造成大電流的線路，修復(fù)好回路后繼電器會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到初始的閉合狀態(tài)。
[0020]T為電流互感器，繞過線路，通過保險(xiǎn)絲，繼電器，接入電壓220V與保護(hù)開關(guān)電阻的下節(jié)點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)有異常閉合后，引起穿過線圈的線路電流變化，輸出電壓隨之變化，MAX187將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳輸給單片機(jī)單片機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，先記錄初始值，然后將本次與前一次的記錄進(jìn)行比較。若本次大于前次一定數(shù)值，引起蜂鳴器，指示燈亮；(運(yùn)行燈滅)若有大電流故障的狀況下，保險(xiǎn)絲F首先會(huì)對(duì)繼電器進(jìn)行保護(hù)，單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)比初次大于1120時(shí)，即為大電流故障，單片機(jī)控制繼電器開，查電路并恢復(fù)好，待單片機(jī)檢測完成后會(huì)自動(dòng)閉合繼電器。
[0021]當(dāng)要檢測的外部支路超過18路時(shí)，一方面，可改變外部串入電阻阻值的方式，來改變輸入的最大路數(shù)，經(jīng)過試驗(yàn)最大可使用外部接入電阻為100K/5W時(shí)，能夠可靠的響應(yīng)，當(dāng)外部電阻為100K/5W時(shí)，其外部可接最多路數(shù)為:130路，(300/(220/100)=136),此時(shí)AD的分辨率為1200/136=8，數(shù)字量完全可檢測出，并留有一定的余量，每次出現(xiàn)的都是本次與上次的比較值，做為相對(duì)量，極大的消除紋波影響.若預(yù)告和事故各超過130路時(shí)，一方面可增大AD的分辨率(16位AD米樣)，另一方面可增大門磁電流互感器的輸入范圍，本次輸入范圍為300mA，可增大到2000MA，輸出為0-5V，這樣就可以提高輸入報(bào)警和預(yù)告的路數(shù).采用門磁電流優(yōu)點(diǎn):內(nèi)部方波震蕩器產(chǎn)生的補(bǔ)償電流對(duì)原邊電流進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到磁場平衡，此時(shí)輸出值精確反映原邊電流，主要用于直流小電流及差值電流檢測。
2、一體式設(shè)計(jì)，直流漏電流傳感器采取一體式設(shè)計(jì)，取代傳統(tǒng)的分流器+變送器的方式，其他元器件的檢測方式，體積小，安裝方便，避免在因?yàn)榭臻g結(jié)構(gòu)過小而出現(xiàn)使用上的問題。
[0022]當(dāng)要同時(shí)檢測多個(gè)設(shè)備時(shí)，可通過RS485接口，將多個(gè)設(shè)備進(jìn)行級(jí)聯(lián)，各個(gè)設(shè)備利用4位撥碼開關(guān)，進(jìn)行地址選用共可有0-15，每個(gè)地址可檢測預(yù)告和事故各18路，那么一個(gè)監(jiān)控最多可檢測到的預(yù)告，事故路數(shù)各為:18*15=288路，即檢測預(yù)告和事故的總路數(shù)為288*2=576.如此多的總數(shù)，可滿足局部檢測要求。
[0023]電源部分采用金升陽，電力行業(yè)專用模塊電源，LH05-10D0512-01模塊具有全球通用輸入電壓范圍(90-264AC，120-370DC)，交直流兩用，高可靠性低功耗，安全可靠隔離抗干擾能力強(qiáng)，高電磁兼容性，輸出以5V為主輸出，12V為輔輸出，高穩(wěn)定性的電源保證了本系統(tǒng)可靠的工作。
[0024]軟件方面，ATMEGA128是一款高性能、低功耗的AVR 8位微處理器，集成的指令功能非常豐富，內(nèi)存等資源也都比較豐富，為了提高代碼的可讀性、可移植性、可維護(hù)性和編程效率，本系統(tǒng)使用C語言開發(fā)系統(tǒng)軟件。采用的編程軟件為ICC AVR6.25A，仿真環(huán)境為 AVR Stud1 4.10。
[0025]先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)
-133條指令-大多數(shù)可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成 -32 X 8通用工作寄存器+外設(shè)控制寄存器 -全靜態(tài)工作
-工作于16 MHz時(shí)性能高達(dá)16 MIPS -只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 -128K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash 壽命:10，OOO次寫/擦除周期 -具有獨(dú)立鎖定位、可選擇的啟動(dòng)代碼區(qū)通過片內(nèi)的啟動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程真正的讀-修改-寫操作 -4K字節(jié)的EEPROM 壽命:100,000次寫/擦除周期 -4K字節(jié)的內(nèi)部SRAM -多達(dá)64K字節(jié)的優(yōu)化的外部存儲(chǔ)器空間 -可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)軟件加密 -可以通過ISP實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程 ? JTAG接口(與IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)兼容)
-遵循JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 -支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試
-通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash, EEPR0M,熔絲位和鎖定位的編程定時(shí)器I初始化主要程序如下:
定時(shí)器I初始化
void timerl_init(void) { TCCRlB = 0x00; //stop TCNTlH = OxFB; //setup TCNTlL = OxlE; OCRlAH = 0x04; OCRlAL = 0xE2; OCRlBH = 0x04;OCRlBL = 0xE2; ICRlH = 0x04; ICRlL = 0xE2; TCCRlA = 0x00; TCCRlB=0x03; //start Timer TIMSK = 0x04; //timer interrupt sources; }
程序主要比較部分在中斷I中進(jìn)行，具體程序如下:void timerl_ovf_isr (void) { TCNTlH = OxFB; //載入計(jì)數(shù)器高位初始值 TCNTlL=OxlE; //載入計(jì)數(shù)器低位初始值 uc_Led++; //累加次數(shù)if( uc_Led==50) //到50次時(shí)(做到大于上升沿發(fā)生的時(shí)間，防止誤動(dòng)作) {uc_Led=0;{
spiAdc_Handler O ;//外部SPI采集電流電壓數(shù)據(jù)函數(shù)rusultl=SPI_adRes[0] ; //前一次采集電流數(shù)據(jù)}
{spiAdc_Handler O ;//外部SPI采集電流電壓數(shù)據(jù)函數(shù)rusult3=SPI_adRes[0] ; //后一次采集電流數(shù)據(jù)}
if(rusultl>0x05FF) //防止剛上點(diǎn)瞬間，電壓由無到有的變化，誤動(dòng)作{
if (rusult3>= (rusultl+0x0008)) //本次大于前一次 0X0008{
PORTFI =0X08; //控制外部指示燈PORTFI =0X01; //控制外部音響}
}if(rusult3<0x081A) //為初始值。由初次輸入電壓/AD芯片基準(zhǔn)電壓*4096加
0X000F;{ P0RTF&=0xFE; //控制外部音響停止P0RTF&=0xF7;
//控制外部指示燈滅。}} }
【權(quán)利要求】
1.一種新型中央信號(hào)裝置，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、單片機(jī)和顯示報(bào)警單元，其特征是，還包括門磁電流互感器，所述的門磁電流互感器通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到所述的單片機(jī)，所述的單片機(jī)控制所述的顯示報(bào)警單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型中央信號(hào)裝置，其特征是，所述的門磁電流互感器包括電阻、電流互感器和繼電器，所述的電流互感器繞裝在所述的電阻和繼電器之間的電路上，所述的電流互感器與所述的單片機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型中央信號(hào)裝置，其特征是，所述的門磁電流互感器還包括保險(xiǎn)絲，所述的保險(xiǎn)絲設(shè)置在所述的電阻和電流互感器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種新型中央信號(hào)裝置，其特征是，所述的門磁電流互感器的電阻有18個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型中央信號(hào)裝置，其特征是，所述的門磁電流互感器有兩個(gè)，一個(gè)用于預(yù)告信號(hào)，一個(gè)用于事故信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK104251967SQ201410439515
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李爭干, 周永倉, 楊軍強(qiáng), 米龍江, 楊芳瓊 申請(qǐng)人:陜西歐瑞特電氣有限公司