微機保護裝置及電力設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力測控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微機保護裝置及電力設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，微機保護裝置是由高集成度的微處理器、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開關(guān)電源模塊等部件組成。微機保護裝置主要應(yīng)用在10KV及以上電壓等級的發(fā)電廠、變電站、配電站等場所，實現(xiàn)對這些場所的主要電力設(shè)備如變壓器、電容器、饋出線等設(shè)備的保護及測控。
[0003]微機保護裝置的人接界面板主要是用來查看裝置的運行信息、設(shè)置和瀏覽裝置的保護定值和出廠參數(shù)等。其中，運行信息包括:測量量、開入量、開出量、SOE(Sequence OfEvent，事件順序記錄系統(tǒng))、事故記錄。但在數(shù)據(jù)傳輸過程中，微機保護裝置的CPU (CentralProcessing Unit，中央處理器)板與人機界面板之間的通信易受干擾，此外EMC(電磁兼容)測試需要很多附加措施，且很難通過。另外，有的微機保護裝置為了降低這種受干擾的程度，需要在人機界面板中設(shè)置CPU芯片及相應(yīng)的軟件進行工作，由此導(dǎo)致硬件成本和軟件開發(fā)成本的上升。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提出一種微機保護裝置及電力設(shè)備，能夠提高CPU與人機界面板的信號接口的驅(qū)動能力，且傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強。
[0005]進一步來講，該微機保護裝置包括:中央處理器、人機界面板、圖形點陣液晶、電流電壓互感器、開關(guān)量輸入輸出模塊、電源及操作回路、斷路器、鍵盤及指示燈；其中:所述人機界面板設(shè)置有復(fù)雜可編程邏輯器件芯片，所述人機界面板與所述中央處理器通過I2C總線進行通信連接，用于控制所述圖形點陣液晶的顯示、所述鍵盤的信號采集和所述指示燈的運行；所述開關(guān)量輸入輸出模塊、所述電流電壓互感器、所述電源及操作回路與所述中央處理器連接，所述操作回路用于控制所述斷路器的分、合閘。
[0006]可選地，在一些實施例中，上述微機保護裝置還可包括光電隔離器，所述光電隔離器與所述開關(guān)量輸入輸出模塊連接，用于對開關(guān)量輸入、輸出信號機進行光電隔離處理。
[0007]可選地，在一些實施例中，上述微機保護裝置還可包括串行UART 232接口液晶模塊，所述串行UART 232接口液晶模塊與所述中央處理器通過串口進行驅(qū)動連接。
[0008]可選地，在一些實施例中，所述串行UART 232接口液晶模塊帶有漢字字庫和/或處理芯片。
[0009]可選地，在一些實施例中，所述圖形點陣液晶通過八位并行總線、讀寫信號線、片選線、地址線與復(fù)雜可編程邏輯器件芯片連接。
[0010]進一步來講，該電力設(shè)備配置有用于對所述電力設(shè)備進行保護及測控的上述任一種所述的微機保護裝置。
[0011]可選地，在一些實施例中，所述電力設(shè)備包括變壓器、電容器、饋出線。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型各實施例具有以下優(yōu)點:
[0013]采用本實用新型實施例的技術(shù)方案后，CPU通過I2C總線與人機界面板間進行通信，并對人機界面進行控制，CPU與人機界面信號的接口具有較強的驅(qū)動能力，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強。
[0014]本實用新型的更多特點和優(yōu)勢將在之后的【具體實施方式】予以說明。
【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本實用新型實施例的一部分的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0016]圖1為本實用新型實施例提供的微機保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例提供的CPU與人機界面板的連接狀態(tài)示意圖；
[0018]圖3為本實用新型實施例提供的I2C總線的接口示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0021]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的各實施例作進一步說明:
[0022]參照圖1，其為本實施例提供的微機保護裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該微機保護裝置包括中央處理器(CPU)、人機界面板、圖形點陣液晶、電流電壓互感器、開關(guān)量輸入輸出模塊、電源及操作回路、斷路器、鍵盤及指示燈。
[0023]本實施例的微機保護裝置中，人機界面板設(shè)置有復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD, Complex Programmable Logic Device)芯片，人機界面板與中央處理器通過I2C (Inter-1ntegrated Circuit)總線進行通信連接，CPU與人機界面通過I2C總線實現(xiàn)控制圖形點陣液晶的顯示、鍵盤的信號采集和指示燈的運行。其中，中央處理器設(shè)置有I2C驅(qū)動器.，CPLD中嵌設(shè)有I2C通信協(xié)議，實現(xiàn)I2C讀寫數(shù)據(jù)的實時解析并通過并行接口實現(xiàn)對控制對象的讀、寫操作。人機界面模塊完成人機交互功能，實現(xiàn)對裝置參數(shù)設(shè)置、運行信息瀏覽等功能。開關(guān)量輸入輸出模塊與中央處理器通信連接，實現(xiàn)開關(guān)量輸入的采集和開關(guān)量輸出的控制。電流電壓互感器與中央處理器連接，用于轉(zhuǎn)換交流電壓和電流，例如通過電流電壓互感器實現(xiàn)交流電壓和電流的變換功能，將輸入的大電流和高電壓變換成5V范圍內(nèi)的小電壓信號，然后經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器變換成數(shù)字信號供CPU處理。電源模塊及操作回路與中央處理器連接，電源模塊可為微機保護裝置提供5V、24V的供電電源，操作回路用于控制斷路器的分、合閘。
[0024]上述實施例中，CPU通過I2C總線與人機界面板間進行通信，并對人機界面進行控制，CPU與人機界面信號的接口具有較強的驅(qū)動能力，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強。CPU通過I2C驅(qū)動器發(fā)送指令來控制人機界面板，人機界面板上的CPLD芯片負(fù)責(zé)控制鍵盤、指示燈如LED(發(fā)光二極管)和圖形點陣液晶，并通過實現(xiàn)I2C總線協(xié)議與CPU進行通信。這與現(xiàn)有的微機保護裝置CPU與人機面板主要通過CPU的并行總線擴展的方式來實現(xiàn)通信的方式相比，上述實施例通過I2C總線實現(xiàn)CPU與人機界面板的通信接口，減少了信號線的條數(shù)，提高了抗干擾能力，而且并行數(shù)據(jù)傳輸距離長，不易受外部的電磁干擾，能靈活的擴展多類型的液晶人機面板，這可通過修改CPLD芯片中的程序來實現(xiàn)。另外，在上述實施例的人機界面板不需要CPU和相應(yīng)的軟件，因此節(jié)約了硬件成本和軟件開發(fā)成本。
[0025]作為一種可選的實施方式，上述微機保護裝置還可包括光電隔離器，光電隔離器與開關(guān)量輸入輸出模塊連接，用于對開關(guān)量輸入、輸出信號機進行光電隔離處理。本實施例中，開關(guān)量輸入、輸出信號經(jīng)過光電隔離處理，可提高其抗干擾能力。
[0026]需要說明的是，圖形點陣液晶通過八位并行總線、讀寫信號線、片選線、地址線與復(fù)雜可編程邏輯器件芯片連接。復(fù)雜可編程邏輯器件是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路，基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過下載電纜將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。
[0027]下面結(jié)合一具體實例對上述微機保護裝置的工作流程作進一步說明:
[0028]1、鍵盤操作
[0029]當(dāng)有按鍵按下時，鍵盤的忙閑信號線就會變成低電平，該信號可以作為中斷信號也可以作為I/O信號。當(dāng)作為中斷信號時，CPU會在該中斷處理操作中，通過I2C驅(qū)動讀取鍵值以確定那個鍵被按下，并執(zhí)行該鍵對應(yīng)的操作。
[0030]2、LED 燈操作
[0031]當(dāng)需要點亮或熄滅某一個LED燈時，CPU會調(diào)用I2C寫操作，對于LED控制字節(jié)的相應(yīng)位置位1或0，CPLD收到該I2C寫操作的報文后，會根據(jù)報文的地址信息和寫數(shù)據(jù)，決定點亮哪一個LED等。
[0032]3、圖形點陣液晶操作
[0033]圖形點陣液晶操作是本應(yīng)用最復(fù)雜的部分，圖形點陣液晶通過8位并行總線、讀寫信號線、片選線、地址線與CPLD相連。
[0034]CPU通過I2C總線實現(xiàn)對圖形點陣液晶的讀寫操作，過程是CPLD收到I2C的報文首先判斷是讀還是寫操作。
[0035]如果是寫操作就將后續(xù)報文的寫數(shù)據(jù)每接收一個字節(jié)就通過并口操作向液晶寫一個字節(jié)，寫地址在本幀報文中。
[0036]如果是讀操作，則解析