專利名稱：一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在地鐵或輕軌系統(tǒng)中很容易產(chǎn)生雜散電流，由于雜散電流會腐蝕附近埋地結(jié)構(gòu)物，如自來水管、電纜和鋼筋混凝土等，若長期不對雜散電流進(jìn)行處理，則必將會造成嚴(yán)重的后果，因此，為了盡可能地減少雜散電流對地下金屬部件的腐蝕，監(jiān)測雜散電流引起的金屬腐蝕情況是在地鐵建設(shè)或輕軌建設(shè)中必須考慮的問題中。現(xiàn)有的絕大多數(shù)雜散電流監(jiān)測裝置所采用的硬件平臺通常是基于8位單片機(jī)，隨著地鐵的發(fā)展、地鐵線路的擴(kuò)展和延伸，現(xiàn)有的基于8位單片機(jī)的雜散電流監(jiān)測裝置已無法滿足現(xiàn)有的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)，用于為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供以下技術(shù)方案一種雜散電流測控裝置，包括用于采樣模擬量信號的模擬量采集模塊；用于獲取開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊；用于輸出開關(guān)量信號的開關(guān)量輸出模塊；與上述模擬量采集模塊、上述開關(guān)量輸入模塊以及上述開關(guān)量輸出模塊連接的， 用于按照預(yù)置的處理算法對上述模擬量采集模塊和上述開關(guān)量輸入模塊獲取到的電信號進(jìn)行處理，且對上述開關(guān)量輸出模塊的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制的控制處理模塊；與上述控制處理模塊連接的，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊模塊，上述通訊模塊包括RS485模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊以及網(wǎng)口通訊模塊；其中，上述模擬量采集模塊由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建，所述控制處理模塊由數(shù)字信號處理器構(gòu)建。一種雜散電流防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個雜散電流測控裝置，與上述雜散電流測控裝置連接的排流柜；以及，與上述雜散電流測控裝置連接的監(jiān)控中心；其中，上述雜散電流測控裝置，包括用于采樣模擬量信號的模擬量采集模塊；用于獲取開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊；用于輸出開關(guān)量信號的開關(guān)量輸出模塊；[0021]與上述模擬量采集模塊、上述開關(guān)量輸入模塊以及上述開關(guān)量輸出模塊連接的， 用于按照預(yù)置的處理算法對上述模擬量采集模塊和上述開關(guān)量輸入模塊獲取到的電信號進(jìn)行處理，且對上述開關(guān)量輸出模塊的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制的控制處理模塊；與上述控制處理模塊連接的，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊模塊，上述通訊模塊包括RS485模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊以及網(wǎng)口通訊模塊；其中，上述模擬量采集模塊由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建，所述控制處理模塊由數(shù)字信號處理器構(gòu)建。從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)施例中，雜散電流測控裝置采用數(shù)字信號處理器作為主控制芯片， 對獲取到的電信號進(jìn)行處理并輸出，由于數(shù)字信號處理器能夠?qū)崟r快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，因此可為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。

圖1為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置另一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3_a為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置中的采集電路一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3_b為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置中的開關(guān)量輸入電路一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-c為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置中的開關(guān)量輸出電路一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-d為本實(shí)用新型提供的雜散電流測控裝置中的通訊電路一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型提供的雜散電流防護(hù)系統(tǒng)一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)，用于為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。為使得本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種雜散電流測控裝置10，請參閱圖1，可包括用于采樣模擬量信號的模擬量采集模塊11 ；用于獲取開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊12 ；用于輸出開關(guān)量信號的開關(guān)量輸出模塊13 ；與模擬量采集模塊11、開關(guān)量輸入模塊12以及開關(guān)量輸出模塊13連接的，用于按照預(yù)置的處理算法對模擬量采集模塊11和開關(guān)量輸入模塊12獲取到的電信號進(jìn)行處理， 且對開關(guān)量輸出模塊13的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制的控制處理模塊14 ；與控制處理模塊14連接的，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊模塊15 ；其中，通訊模塊15可包括RS485模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN，Controller Area Network)模塊，網(wǎng)口通訊模塊，其中，RS485模塊可提供RS485總線通訊功能，CAN模塊可提供CAN總線通訊功能，網(wǎng)口通訊模塊可提供以太網(wǎng)通訊功能；其中，模擬量采集模塊11由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建，控制處理模塊14由數(shù)字信號處理器(DSP，Digital Signal Processing)構(gòu)建。進(jìn)一步的，雜散電流測控裝置10還可包含顯示模塊16，顯示模塊與控制處理模塊 14連接，用于顯示控制處理器14對電信號的處理結(jié)果。由上可見，本實(shí)用新型實(shí)施例中，雜散電流測控裝置采用數(shù)字信號處理器作為主控制芯片，對獲取到的電信號進(jìn)行處理并輸出，由于數(shù)字信號處理器能夠?qū)崟r快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，因此可為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種雜散電流測控裝置20，具體可以包括模擬量采集模塊21，開關(guān)量輸入模塊22，開關(guān)量輸出模塊23，控制處理模塊M，通訊模塊25和顯示模塊26。其中，模擬量采集模塊21用于采樣模擬量信號，可通過總線與控制處理模塊M進(jìn)行連接。在實(shí)際應(yīng)用中，模擬量采集模塊21可由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，即A. /D芯片構(gòu)建，模擬量采集模塊21將采集到的模擬量信號輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行處理后，發(fā)送至控制處理模塊24。模擬量采集模塊11可包含至少8路輸入通道，輸入通道連接地下的排流網(wǎng)或鋼軌軌道，以實(shí)現(xiàn)對多個采樣點(diǎn)的電信號采集，其采集的電信號例如可以是參比電極電壓、排流電壓、排流電流和/或軌構(gòu)電壓，雜散電流測控裝置20可包含至少4個模擬量采集模塊11， 從而可實(shí)現(xiàn)對至少32路模擬量信號的采集。具體的，由模擬量采集模塊搭建的采集電路可如圖3-a所示，其中，A/D芯片型號為MAX125CEAX，控制處理模塊由型號為TMS320F2812的 DSP芯片搭建，A/D芯片的輸入量來自8個輸入通道，其中第1-7通道用于采集正負(fù)4伏范圍內(nèi)的參比電位(即參比電極電壓)，第8通道用于采集參比電壓和正負(fù)200伏范圍內(nèi)的軌構(gòu)電壓，并可通過跳針來設(shè)置第8通道的輸入方式，即選擇輸入到A/D芯片的電壓是采集到的參比電壓亦或是軌構(gòu)電壓。其中，開關(guān)量輸入模塊22用于獲取開關(guān)量信號。在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)量輸入模塊 22可通過總線與控制處理模塊M進(jìn)行連接，將接收到的開關(guān)量信號進(jìn)行濾波光隔后，通過總線收發(fā)芯片發(fā)送至控制處理模塊24。具體的，開關(guān)量輸入電路可如圖3-b所示，總線收發(fā)芯片型號為74hd45，控制處理模塊由型號為TMS320F2812的DSP芯片搭建，該開關(guān)量輸入電路包含16路開關(guān)量輸入端，可采集16路開關(guān)量信號，每路開關(guān)量輸入端連接一個光電耦合器，用以對接收到的開關(guān)量信號進(jìn)行濾波光隔，開關(guān)量輸入模塊與DSP芯片用以總線連接。其中，開關(guān)量輸出模塊23用于輸出開關(guān)量信號。在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)量輸出模塊可包含數(shù)據(jù)鎖存芯片和繼電器，并可通過總線與控制處理模塊M進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)量信號的輸出控制。具體的，開關(guān)量輸出電路可如圖3-c所示，其中，數(shù)據(jù)鎖存芯片采用74HC573，控制處理模塊由型號為TMS320F2812的DSP芯片搭建，該開關(guān)量輸出電路包含8 路開關(guān)量輸出端，每一路開關(guān)量輸出端連接一個繼電器，每個繼電器通過輸入到該繼電器的信號進(jìn)行吸合的控制，進(jìn)一步的，還可由其中一個繼電器來實(shí)現(xiàn)對其它繼電器的閉鎖功能，即當(dāng)該繼電器不導(dǎo)通時，其它的繼電器將無法發(fā)出信號。其中，控制處理模塊M用于按照預(yù)置的處理算法對模擬量采集模塊21和開關(guān)量輸入模塊22獲取到的電信號進(jìn)行處理，且對開關(guān)量輸出模塊23的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制，其可由DSP構(gòu)建。進(jìn)一步的，控制處理模塊M還用于對其它功能模塊進(jìn)行控制，如對通訊模塊25和顯示模塊沈的控制。其中，通訊模塊25與控制處理模塊M連接，用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通訊。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通訊模塊25可包括RS485模塊、CAN模塊，網(wǎng)口通訊模塊，其中，RS485模塊可提供RS485總線通訊功能，CAN模塊可提供CAN總線通訊功能，網(wǎng)口通訊模塊可提供以太網(wǎng)通訊功能。具體的，由通訊模塊搭建的通訊電路可如圖3-d所示，其中，控制處理模塊由型號為TMS320F2812的DSP芯片搭建，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過串口擴(kuò)展芯片TL16C2550PFB與 DSP芯片連接，該通訊電路包含兩個RS485模塊，一個CAN模塊和一個網(wǎng)口通訊模塊。其中，顯示模塊沈?qū)嶋H用于顯示控制處理器M對電信號的處理結(jié)果。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，顯示模塊26提供三種形式的人機(jī)接口，即指示燈、按鍵和LCD液晶顯示屏， 其中，按鍵輸入信號可通過總線收發(fā)器連接至數(shù)據(jù)總線發(fā)送至控制處理器對，控制處理器 24輸出的指示燈控制信號可由鎖存器如74HC374鎖存器連接至各個指示燈，IXD液晶顯示屏、按鍵以及指示燈的片選信號可通過譯碼器如74LS138連接到顯示控制處理器M的I/O 口來選擇。由上可見，本實(shí)用新型實(shí)施例中，雜散電流測控裝置采用數(shù)字信號處理器作為主控制芯片，對獲取到的電信號進(jìn)行處理并輸出，由于數(shù)字信號處理器能夠?qū)崟r快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，因此可為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開關(guān)量輸入模塊對接收到的開關(guān)量信號先進(jìn)行濾波隔離，避免了弱電上端子的弊端，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開關(guān)量輸出模塊可實(shí)現(xiàn)對報警信號的輸出或其它信號的遙控輸出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的通訊模塊可使雜散電流測控裝置的通訊功能更加靈活，適應(yīng)具體場景下的不同通訊方式，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的顯示模塊可提供實(shí)時數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線的顯示，可使數(shù)據(jù)的查詢更為直觀方便。本實(shí)用新型實(shí)施例的一種雜散防護(hù)系統(tǒng)40，可參見圖4，包括至少一個雜散電流測控裝置41，以及與雜散電流測控裝置41連接的排流柜42，以及與雜散電流測控裝置41連接的監(jiān)控中心43 ；其中，雜散電流測控裝置41具體可參照上述實(shí)施例中的圖1和圖2所示，其包含各模塊所構(gòu)建的電路可參照圖3-a、圖3-b、圖3-c和圖3-b所示。在實(shí)際應(yīng)用中，一個雜散電流測控裝置41連接一個排流柜42，多個雜散電流測控裝置41連接一個監(jiān)控中心43。雜散電流測控裝置41可實(shí)時監(jiān)測雜散電流的分布及泄露情況，并上報給排流柜42和監(jiān)控中心43，排流柜42可依據(jù)雜散電流測控裝置41上報的雜散電流的分布和泄露情況進(jìn)行排流處理，減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕影響。以上對本實(shí)用新型所提供的一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種雜散電流測控裝置，其特征在于，包括 用于采樣模擬量信號的模擬量采集模塊； 用于獲取開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊； 用于輸出開關(guān)量信號的開關(guān)量輸出模塊；與所述模擬量采集模塊、所述開關(guān)量輸入模塊以及所述開關(guān)量輸出模塊連接的，用于按照預(yù)置的處理算法對所述模擬量采集模塊和所述開關(guān)量輸入模塊獲取到的電信號進(jìn)行處理，且對所述開關(guān)量輸出模塊的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制的控制處理模塊；與所述控制處理模塊連接的，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊模塊，所述通訊模塊包括RS485模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊以及網(wǎng)口通訊模塊；其中，所述模擬量采集模塊由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建，所述控制處理模塊由數(shù)字信號處理器構(gòu)建。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括與所述控制處理模塊連接的，用于顯示所述控制處理模塊對電信號的處理結(jié)果的顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于， 所述裝置包含至少4個所述模擬量采集模塊；所述模擬量采集模塊包含至少8路輸入通道，所述輸入通道連接地下的排流網(wǎng)或鋼軌軌道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于， 所述數(shù)字信號處理器的型號為TMS320F2812。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于， 所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX125CEAX。
6.一種雜散電流防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于， 包括至少一個雜散電流測控裝置，與所述雜散電流測控裝置連接的排流柜； 以及，與所述雜散電流測控裝置連接的監(jiān)控中心； 其中，所述雜散電流測控裝置包括 用于采樣模擬量信號的模擬量采集模塊； 用于獲取開關(guān)量信號的開關(guān)量輸入模塊； 用于輸出開關(guān)量信號的開關(guān)量輸出模塊；與所述模擬量采集模塊、所述開關(guān)量輸入模塊以及所述開關(guān)量輸出模塊連接的，用于按照預(yù)置的處理算法對所述模擬量采集模塊和所述開關(guān)量輸入模塊獲取到的電信號進(jìn)行處理，且對所述開關(guān)量輸出模塊的開關(guān)量信號輸出進(jìn)行控制的控制處理模塊；與所述控制處理模塊連接的，用于與外部設(shè)備進(jìn)行通訊的通訊模塊，所述通訊模塊包括RS485模塊、控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN模塊以及網(wǎng)口通訊模塊；其中，所述模擬量采集模塊由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)建，所述控制處理模塊由數(shù)字信號處理器構(gòu)建。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雜散電流測控裝置還包括與所述控制處理模塊連接的，用于顯示所述控制處理模塊對電信號的處理結(jié)果的顯示模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雜散電流測控裝置包含至少4個所述模擬量采集模塊；所述模擬量采集模塊包含至少8路輸入通道，所述輸入通道連接地下的排流網(wǎng)或鋼軌軌道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)字信號處理器的型號為TMS320F2812。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于， 所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX125CEAX。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種雜散電流測控裝置和雜散電流防護(hù)系統(tǒng)，其中，雜散電流測控裝置由模擬量采集模塊、用開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、通訊模塊以及由數(shù)字信號處理器構(gòu)建的控制處理模塊構(gòu)成。本實(shí)用新型實(shí)施例中的雜散電流測控裝置采用數(shù)字信號處理器作為主控制芯片，可為減少雜散電流對地下金屬部件的電化腐蝕提供有效可靠的依據(jù)。
文檔編號G05B19/418GK202257200SQ201120227260
公開日2012年5月30日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者程許平, 董光府, 郭彩霞 申請人:深圳市華力特電氣股份有限公司