專利名稱：多回路多功能電力綜合通訊儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多回路多功能電力綜合通訊儀表，具體地說是集多 回路電流檢測，開關(guān)狀態(tài)檢測及開關(guān)控制，并具有通訊功能于一體多功能綜 合儀表，主要應(yīng)用于配電成套設(shè)備中。
背景技術(shù)：
測量儀表是電力系統(tǒng)必不可少的測量工具，也是保障電力安全運行不可 缺少的手段之一，它能反映出電力安全運行過程中回路電流的現(xiàn)狀。防止過 電流或者發(fā)生短路引起的故障，并能與其它保護來保障電力運行安全。隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展及集成電路在測量儀表的運用，測量儀表要求 也越來越成為電力檢測的工具。多回路多功能電力通訊綜合儀表解決了測量單一，無16個開關(guān)狀態(tài)。并無同時有16個輸出繼電器接點。和開關(guān)狀態(tài)檢 測及開關(guān)控制于一體的難題.專利號93220374.4 "微機多路多功能儀表"是由信號輸入電路、微處 理器、顯示器、打印機和鍵盤組成，主要特征是，信號輸入電路是電壓互感 器、電流互感器，輸入信號經(jīng)自動增益電路和整流電路后進入微處理器，電 壓量程等級輸入和電流量程等級輸入的信號經(jīng)接口電路與微處理器相連，相 位檢測電路微處理器相連，微處理器的輸出信號分別與C R T顯示及微型打 印機相連，其適合于廠、礦、企業(yè)的配電室做中心控制用。該產(chǎn)品它只能作 為單純用于配電中心控制用，而且儀表控制占據(jù)的地方很大，不能在現(xiàn)場進 行監(jiān)控。專利號2534562 "智能數(shù)字顯示多功能儀表"屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，其特點是它包括表體，在表體上設(shè)有測量元件接口和遠(yuǎn)傳控制接口，在表體 內(nèi)置有控制器，控制器由單片機與數(shù)字顯示器，電壓放大器，電流放大器， 電源電連接組成，單片機與表體的遠(yuǎn)傳控制接口電連接，在表體的測量元件 接口上或連接有熱電偶、或壓力傳感器、或熱電阻，熱電偶與電壓放大器連 接，壓力傳感器或與電壓放大器電連接，或與電流放大器電連接，熱電阻與 電流放大器電連接。能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)傳、在線顯示測量，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，測 量精度高，示值準(zhǔn)確等優(yōu)點。該產(chǎn)品功能是多，但它只檢測單一的儀表，無
法達到多回路檢測。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種多回路多功能 電力綜合通訊儀表，釆用互感器、高精度電阻和中央處理器結(jié)構(gòu)，把每一路控制8個回路電流同時進行檢測，同時運用電波的濾波功能，通過中央處理器可 檢測16個開關(guān)狀態(tài)，并把輸出16路通過繼電器可控制16路開關(guān)。本實用新型的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型采用電源輸入端子、電源輸出輸入端子、通訊接口、電流輸 入端子分別設(shè)置在殼體上，電路控制系統(tǒng)設(shè)在殼體內(nèi)，特征是用于檢測8回路電流8回路電流輸入通過電源輸入端子，每個回路有2 個端口分別接入電流互感器，電流互感器與電阻連接，電阻連接整理放大電 路及中央處理器，中央處理器連接通訊接口及聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)連接顯示屏；電流 通過電流互感器進行電流變化，產(chǎn)生分壓，并運用電阻提取相適應(yīng)的電壓， 通過整理放大電路，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號輸入中央處理器，中央處理 器把信號數(shù)據(jù)輸出給通訊接口，并通過聯(lián)網(wǎng)，把信號通過顯示屏讀出；用于16路開關(guān)量狀態(tài)顯示輸入開關(guān)狀態(tài)分別與光隔電路連接，光隔電 路分別與中央處理器連接，中央處理器連接通訊接口，再連接聯(lián)網(wǎng)；輸入開 關(guān)狀態(tài)輸入開關(guān)狀態(tài)電流，撥動開關(guān)輸入電阻，然后對輸入的信號，輸入到 光隔電路，通過光隔電路由弱電轉(zhuǎn)換成強電后輸入到中央處理器，進行濾波 處理，并通過通訊接口在顯示面板顯示狀態(tài)；用于16路開關(guān)控制通訊接口連接中央處理器，中央處理器連接光隔電 路，光隔電路連接輸入開關(guān)狀態(tài)；通過通訊接口傳輸出信號給中央處理器， 經(jīng)過信號處理，再通過光隔電路傳到輸入開關(guān)狀態(tài)及整流放大電路，通過三 極放大整流管把電流放大使繼電器觸點吸合或者斷開，達到開關(guān)控制；所述的光隔電路有二個輸入端，二個輸出端，電流進入一端與電阻串聯(lián) 后，連接光偶管接點，另一端與二極管連接到光偶管接點，光偶管另-""端二 個接點分別連接高電位和并聯(lián)電阻連接接點；電流進入一端與電阻串聯(lián)，連 接光偶管接點，另一端與二極管連接光偶管接點，光偶管另一端二個接點分 別連接高電位并聯(lián)電阻后連接接點；接點連線串聯(lián)電阻連接三極放大管上接 點，三極管另一個接點接地，另外一個接點引線出來，串連二極管，并在二 極管二端接點并聯(lián)電容和繼電器，二極管連線上連接高電位，在繼電器上
有一組觸點引出輸出線至輸出端；接點連線串聯(lián)電阻至三極放大管上接點， 三極管另一個接點接地，另一個接點引線出來，串連二極管，并在二極管二 端接點并聯(lián)電容和繼電器，另在二極管連線上連接高電位，在繼電器上有 組觸點引出輸出線至輸出端。本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，測量精度高，示值準(zhǔn)確；由于采用電流 互感器，高精度電阻和中央處理器結(jié)構(gòu)，把每一路控制8個回路電流同時進行 檢測，同時運用電波的濾波功能，通過中央處理器可檢測16個開關(guān)狀態(tài)，并把 輸出16路通過繼電器可控制16路開關(guān)；該裝置不僅可通過計算機控制也可 在現(xiàn)場進行控制，簡化了原來一個回路電流檢測用單一儀表，和多回路多功能 檢測。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)外形平面圖。圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)外形側(cè)視圖。圖3為本實用新型電路控制系統(tǒng)電路方框原理圖。圖4為本實用新型光隔電路元器件連接線路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述如圖1、圖2所示本實用新型主要包括殼體13、電源輸入端子14、電源輸出端子15、通訊接口 16、電流輸入端子17及電路控制系統(tǒng)18。電源 輸入端子14、電源輸出端子15、通訊接口 16、電流輸入端子17分別設(shè)置在 殼體13上，電路控制系統(tǒng)18設(shè)在殼體13內(nèi)，并與計算機連接。如圖3所示本實用新型采用CPU中央處理器8把8個回路電流檢測和 16個開關(guān)狀態(tài)顯示，及16個開關(guān)控制和通訊接口連接在一個電路控制系統(tǒng) 18內(nèi)，并在線路上通過電流變化用高精度電阻3和整理放大電路4把模擬信 號變化產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號通過CPU中央處理器8經(jīng)過顯示模塊顯示8個回路電流 的檢測和16個開關(guān)量的狀態(tài)及對16個開關(guān)控制。用于8回路電路電流數(shù)據(jù)釆集8回路電流分別接入電流互感器2，電 流互感器2分別與高精度電阻3串聯(lián)連接，然后高精度電阻3分別連接一個 整理放大電路4，然后統(tǒng)一經(jīng)整理放大電路4連接CPU中央處理器8，電源1 輸入CPU中央處理器8， CPU中央處理器8再連接通訊接口 10 、聯(lián)網(wǎng)12。 8
回路電流輸入通過電源輸入端子15，每個回路有2個端口，第一個端口，首 先當(dāng)有電流輸入時，通過內(nèi)部電流互感器2的一個接點連接，產(chǎn)生新的電流比，輸出后一個接點串聯(lián)R電阻3，產(chǎn)生新的電壓，電阻3另一個接點輸?shù)?整理放大電路4經(jīng)電流整理和進行放大處理后產(chǎn)生模擬信號，然后再經(jīng)放大 處理模擬信號通過CPU中央處理器8轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號，CPU中央處理器8把 處理過的數(shù)據(jù)信號通過通訊接口 10，輸出到聯(lián)網(wǎng)12，再通過顯示模塊，顯小 數(shù)據(jù)。另一個端口，與內(nèi)部電流互感器2另一個接點連接，通過整理放大電 路4形成一個檢測回路。其原理當(dāng)檢測到電流時，就有電流流出到電流互感 器2，經(jīng)電流互感器2的變比，使電流變化，然后輸入電阻3產(chǎn)生新的電K， 然后把新電壓輸入到整理放大電路中，經(jīng)過對輸入的電流整理放大并產(chǎn)生模 擬信號，反饋到CPU中央處理器8上，在CPU中央處理器8中對輸入電流信 號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)信號，然后通過通訊接口 10，輸出到聯(lián)網(wǎng)12，再通過 顯示模塊，顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)沒有電流通過時，CPU中央處理器8就沒有輸入信 號，但CPU設(shè)定的無信號輸入，也能把信號輸?shù)酵ㄓ嵔涌?10，輸出到聯(lián)網(wǎng)12， 再通過顯示模塊顯示。達到檢測要求。8回路檢測電流有8個電流互感器和8 個電阻組成，然后全部輸?shù)秸矸糯箅娐?進行處理。統(tǒng)一處理，統(tǒng)--1俞入 到CPU中央處理器8內(nèi)。所以在檢測上速度非?？臁耐獠枯斎?回路電流輸入到8個電流互感器2，經(jīng)過8個電流互感器 使電流發(fā)生變化由大電流經(jīng)過電流比后，輸出電流很小，然后再分別輸入到 8個高精度電阻3，分別產(chǎn)生不同的電壓，再分別連接輸入到整理放大電路4， 然后輸入到CPU中央處理器8，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號，對所采集的數(shù) 據(jù)進行精度標(biāo)定，和8對電流互感器2非線性進行補償，并從CPU中央處理 器8處理后輸出到通訊接口 10，再輸出到聯(lián)網(wǎng)12，并從聯(lián)詞12連接到顯小-屏。把信號通過顯示出來，達到檢測目的。用于16路開關(guān)量狀態(tài)顯示輸入開關(guān)狀態(tài)6-1有16個接點、輸入開關(guān) 狀態(tài)6-2有16個接點，光隔電路5-l也有16個接點、光隔電路5-2也有16 個接點；光隔電路5-1其中一個接點為光隔電路輸入一個接點；光隔電路5-2 其中一個接點為光隔電路輸入另一個接點，當(dāng)輸入開關(guān)狀態(tài)6-1其中一個接 點為輸入光隔電路5-1 —個接點；輸入開關(guān)狀態(tài)6-2其中一個接點為輸入光 隔電路5-2另一個接點后，就會產(chǎn)生信號，通過電隔原理產(chǎn)生電流到另外二 端，使電位轉(zhuǎn)變，然后分別輸入到CPU中央處理器8進行信號轉(zhuǎn)換，再由CPU
中央處理器8連接通訊接口 10，再連接聯(lián)網(wǎng)12;把信號通過顯示模塊讀出。當(dāng)輸入有信號輸入時輸入開關(guān)狀態(tài)6-1接點和輸入開關(guān)狀態(tài)6-2接點輸入端 有電流流入到光隔電路5-1接點和光隔電路5-2接點，光隔電路中形成回路， 并輸入到CPU中央處理器8，再由CPU中央處理器8連接通訊接口 10，再連 接聯(lián)網(wǎng)12，把信號通過顯示模塊讀出。當(dāng)輸入開關(guān)狀態(tài)6-l接點和輸入開關(guān) 狀態(tài)6-2接點沒有輸入信號時，光隔電路5-1接點和光隔電路5-2不導(dǎo)通， 但光隔電路有一個高電位與電偶管另一端連通，產(chǎn)生低地位，然后與CPU中 央處理器8連接，CPU中央處理器8連接通訊接口 10，再連接聯(lián)網(wǎng)12;把信 號通過顯示模塊讀出，就會檢測到16路開關(guān)狀態(tài)。用于16路開關(guān)控制光隔電路5-3為16路開關(guān)輸出接點，其原理與16 路開關(guān)狀態(tài)顯示一樣。輸入開關(guān)狀態(tài)6-3為16路開關(guān)輸出接點，其原理通過 通訊接口 IO連接CPU中央處理器8，由CPU中央處理器8輸出信號通過連接 光隔電路5-3接點輸出輸入開關(guān)狀態(tài)6-3其中一個接點整流電流，輸入到開 關(guān)整流電路4中去，通過三極放大整流管把電流放大使繼電器觸點吸合或者斷開，達到開關(guān)控制功能，其原理先在外接端口分別輸入信號經(jīng)過通訊接口 連接CPU中央處理器8，由CPU中央處理器8分別輸出信號到光隔電路，然 后由光隔電路每一路輸出經(jīng)過CPU中央處理器8輸出信號到輸入開關(guān)狀態(tài) 6-3的每一路，輸入開關(guān)狀態(tài)6-3其二個接點，分別輸出到開關(guān)端，進行16 路開關(guān)的控制。用于波特率，地址設(shè)定波特率7連接CPU中央處理器8， CPU中央處理 器8連接通訊接口10，再連接聯(lián)網(wǎng)12，并從聯(lián)網(wǎng)12連接到顯示屏。波特率 7輸出到CPU中央處理器8，再從CPU中央處理器8到通訊接口 10并通過聯(lián) 網(wǎng)12后，并從聯(lián)網(wǎng)12到顯示屏。波特率7原理通過波特率撥動開關(guān)對不 同的波特率進行轉(zhuǎn)換，并傳輸?shù)紺PU中央處理器8，然后在通過通訊接口IO 與聯(lián)網(wǎng)12達到控制目的。地址通過設(shè)定可對本裝置進行設(shè)置。JTAG接口說明JTAG接口分別與CPU中央處理器8及仿制器U連接， JTAG接口 9和仿制器11，其主要功能是對軟件隨機進行升級，并輸入到中央 處理器8。通訊接口 IO原理它既可接受傳入信號又能傳出信號，并把信號通 過CPU中央處理器8進行處理后再傳出；并能與計算機連接進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換； 也能在現(xiàn)場對信號瞬間值進行顯示。如圖4所示本實用新型光隔電路有二個輸入端，二個輸出端組成， 從外部輸入幵關(guān)狀態(tài)電流進入一端f與電阻Rl串聯(lián)后，連接到光偶管wi 個接點Jl，另一端e與發(fā)光二極管LED1連接后，連接到光偶管Wl —個接點 J2，另把光偶管Wl另一端二個接點分別連接高電位Kl和連接并聯(lián)一個電阻 R2后接到接點K2。然后輸入到CPU中央處理器8，經(jīng)CPU中央處理器8處理 后在輸?shù)斤@示器。同樣從外部輸入開關(guān)狀態(tài)6-1、 6-2電流進入一端h與電阻 R3串聯(lián)后，連接到光偶管W2—個接點J3，另一端g與發(fā)光二極管LED2連接 到光偶管W2 —個接點J4，另把光偶管W2另一端二個接點分別連接高電位K3 和連接并聯(lián)一個電阻R4后接到接點K4。然后輸入到CPU中央處理器8，經(jīng) CPU中央處理器8處理后再輸?shù)斤@示器。本光隔電路在本裝置中有8個電路 裝置就可以控制16個開關(guān)狀態(tài)。同樣該裝置通過光隔電路輸入到CPU中央處 理器8，經(jīng)CPU中央處理器8處理后輸出到接點J5，并由接點J5連線串聯(lián)電 阻R5到三極放大管Dl上接點Fl接入點，三極管Dl另一個接點接地，另外 一個接點P1引線出來，串連一個二極管L1，并在二極管Ll 二端接點01、 02 并聯(lián)電容C1，和繼電器J1線圈，另在二極管L1連線上接到高電位K5，在繼 電器J1上有一組觸點引出輸出線到輸出端a、 b。其原理通過輸入信號后， 經(jīng)光隔原理把輸入信號經(jīng)Wl光偶管處理，產(chǎn)生的高電位電流經(jīng)CPU中央處理 器8處理后再輸入到放大電路上，通過三極放大管Dl產(chǎn)生高電位吸合繼電器 Jl觸點使開關(guān)閉合，起到控制作用。同樣光隔電路輸入到CPU中央處理器8， 經(jīng)CPU中央處理器8處理后輸出到接點J6，并由接點J6連線串聯(lián)電阻R6到 三極放大管D2上接點F2接入點，三極管D2另一個接點接地，另一個接點 P2引線出來，串連一個二極管L2，并在二極管L2 二端接點03、 04并聯(lián)電容 C2，和繼電器J2線圈，另在二極管L2連線上接到高電位K6，在繼電器J2 上有一組觸點引出輸出線到輸出端c、 d。上述各元器件均通過導(dǎo)線連接。其 原理通過輸入弱電后經(jīng)光隔電路產(chǎn)生的高電位電流經(jīng)CPU中央處理器8處理 后再輸入到放大電路4上，通過三極放大管產(chǎn)生高電位吸合繼電器觸點使開 關(guān)閉合，起到控制作用。
權(quán)利要求1、一種多回路多功能電力綜合通訊儀表，采用電源輸入端子(14)、電源輸出端子(15)、通訊接口(16)、電流輸入端子(17)分別設(shè)置在殼體(13)上，電路控制系統(tǒng)(18)設(shè)在殼體(13)內(nèi)，其特征是用于檢測8回路電流8回路電流輸入通過電源輸入端子(15)，每個回路有端口分別接入電流互感器(2)，電流互感器(2)與電阻(3)連接，電阻(3)連接整理放大電路(4)及中央處理器(8)，中央處理器(8)連接通訊接口(10)及聯(lián)網(wǎng)(12)，聯(lián)網(wǎng)(12)連接顯示屏；電流通過電流互感器(2)進行電流變化，產(chǎn)生分壓，并運用電阻(3)提取相適應(yīng)的電壓，通過整理放大電路(4)，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號輸入中央處理器(8)，中央處理器(8)把信號數(shù)據(jù)輸出給通訊接口(10)，并通過聯(lián)網(wǎng)(12)，把信號通過顯示屏讀出；用于16路開關(guān)量狀態(tài)顯示輸入開關(guān)狀態(tài)(6-1)、(6-2)分別與光隔電路(5-1)、(5-2)連接，光隔電路(5-1)、(5-2)分別與中央處理器(8)連接，中央處理器(8)連接通訊接口(10)，再連接聯(lián)網(wǎng)(12)；輸入開關(guān)狀態(tài)(6-1)輸入開關(guān)狀態(tài)電流，撥動開關(guān)輸入電阻(3)，然后對輸入的信號，輸入到光隔電路(5-1)，通過光隔電路(5-1)由弱電轉(zhuǎn)換成強電后輸入到中央處理器(8)，進行濾波處理，并通過通訊接口(10)在顯示面板顯示狀態(tài)；用于16路開關(guān)控制通訊接口(10)連接中央處理器(8)，中央處理器(8)連接光隔電路(5-3)，光隔電路(5-3)連接輸入開關(guān)狀態(tài)(6-3)；通過通訊接口(10)傳輸出信號給中央處理器(8)，經(jīng)過信號處理，再通過光隔電路(5-3)傳到輸入開關(guān)狀態(tài)(6-3)及整流放大電路(4)，通過三極放大整流管把電流放大使繼電器觸點吸合或者斷開，達到開關(guān)控制。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的多回路多功能電力綜合通訊儀表，其特征在 于所述的光隔電路有二個輸入端，二個輸出端，電流進入一端(f)與電阻(Rl.) 串聯(lián)后，連接光偶管(Wl)接點(Jl)，另一端(e)與發(fā)光二極管(LED1) 連接到光偶管(Wl)接點(J2)，光偶管(Wl)另一端二個接點分別連接高電 位(Kl)和并聯(lián)電阻(R2)連接接點(K2);電流進入一端(h)與電阻(R3) 串聯(lián)，連接光偶管(W2)接點(J3)，另一端(g)與發(fā)光二極管(LED2)連 接光偶管(W2)接點(J4)，光偶管(W2)另一端二個接點分別連接高電位(K3) 并聯(lián)電阻(R4)連接接點(K4);接點(J5)接串聯(lián)電阻(R5)連接三極放大 管(Dl)上接點(Fl)，三極管(Dl)另一個接點接地，另外一個接點(Pl) 引線出來，串連二極管(Ll)，并在二極管(Ll) 二端接點(01、 02)并聯(lián)電 容(Cl)和繼電器(Jl)， 二極管(Ll)連接高電位(K5)，在繼電器(Jl) 上有一組觸點引出輸出線至輸出端(a、 b);接點(J6)連接串聯(lián)電阻(R6) 至三極放大管(D2)上接點(F2)，三極管(D2)另一個接點接地，另一個接 點(P2)引線出來，串連二極管(L2),并在二極管二端接點(03、 04)并聯(lián) 電容(C2)和繼電器(J2)， 二極管(L2)連接高電位(K6)，在繼電器(,J2) 上有一組觸點引出輸出線至輸出端(c、 d)。
專利摘要本實用新型涉及一種多回路多功能電力綜合通訊儀表，主要應(yīng)用于配電成套設(shè)備中。其主要采用電流互感器與電阻連接，電阻連接整理放大電路及中央處理器，中央處理器連接通訊接口及聯(lián)網(wǎng)；輸入開關(guān)狀態(tài)與光隔電路連接，光隔電路與中央處理器連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，測量精度高，示值準(zhǔn)確；能對每一路控制8個回路電流同時進行檢測，同時運用電波的濾波功能，通過中央處理器可檢測16個開關(guān)狀態(tài)，并把輸出16路通過繼電器可控制16路開關(guān)；該裝置不僅可通過計算機控制也可在現(xiàn)場進行控制，是集多回路電流檢測，開關(guān)狀態(tài)檢測及開關(guān)控制，并具有通訊功能于一體多功能綜合儀表。
文檔編號G01R19/00GK201035076SQ200720036149
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者查賽彬 申請人:博耳(無錫)電力成套有限公司