用于电缆局部放电检测的下位机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力领域中的下位机控制系统。
【背景技术】
[0002]在电力领域，城市输电网广泛使用了中压电缆，为了检测电缆绝缘状况并进行寿命评估，需定期对电缆进行局部放电检测试验，衰减振荡波法是最新的局部放电检测方法，具有对电缆无损、实验设备便携性好等特点。国外进口的衰减振荡波局部放电检测设备价格昂贵，国内同类设备对电缆的充电速度慢、智能化程度低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有的衰减振荡波电缆局部放电检测系统存在的对电缆充电速度慢、智能化程度低、设备成本高等问题，设计了用于电缆局部放电检测的下位机控制系统。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种用于电缆局部放电检测的下位机控制系统，所述下位机控制系统包括AD转换模块、单片机及周边电路、数据存储模块、串行数据与时钟模块、串行通讯模块、外设驱动器、DA转换模块和片上电流传感器；AD转换模块集成了三路AD采集单元，分别连接两路外部电压信号与片上电流传感器，能够实时采集电源电压与电流数据；数据存储模块用来储存设定值；串行数据与时钟模块用于将单片机向AD转换模块与DA转换模块发送的时钟与数据进行光电隔离；串行通讯模块采用RS485通讯协议，用于单片机与上位机电脑的通讯；外设驱动器模块用于控制高压开关通断；DA转换模块将单片机发出的移相控制数字量转换为O到10伏电压，用于控制被控电源的输出电压；电流传感器用于实现主回路直流或交流电的电流隔离检测。
[0005]本实用新型的有益效果是:
[0006]本实用新型通过单片机控制DA转换模块实现了移相式电源的恒流充电控制，从而实现了试品电缆的快速恒流充电；通过外设驱动器实现了下位机控制系统对高压开关的导通控制；此外，通过数据采集与串行通讯实现了上位机对试验系统的状态监控与指令控制，实现了移相式电源的过流过压保护，增加了试验系统的自动化程度，全部试验流程均可完全通过上位机控制。且具有体积小，成本高等优点。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的整体结构框图；图2是本实用新型中的AD转换模块电路图；图3是本实用新型中的单片机与周边电路图；图4是本实用新型中数据存储模块电路图；图5是本实用新型中串行数据输出与时钟模块电路图；图6是本实用新型中的串行通讯模块电路图；图7是本实用新型中的外设驱动器模块电路图；图8是本实用新型中的DA转换模块电路图；图9是本实用新型中的电流传感器模块电路图。
【具体实施方式】
[0008]【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式所述的用于电缆局部放电检测的下位机控制系统包括AD转换模块、单片机及周边电路、数据存储模块、串行数据与时钟模块、串行通讯模块、外设驱动器、DA转换模块、片上电流传感器。AD转换模块集成了三路AD采集单元，分别连接两路外部电压信号与片上电流传感器，能够实时采集电源电压与电流数据。数据存储模块用来储存一些常用设定值，避免了频繁的单片机烧写。串行数据与时钟模块将单片机向AD转换模块与DA转换模块发送的时钟与数据进行光电隔离。串行通讯模块采用RS485通讯协议，负责单片机与上位机电脑的通讯。外设驱动器模块负责控制高压开关通断。DA转换模块能够将单片机发出的移相控制数字量转换为O到10伏电压，用于控制被控电源的输出电压。电流传感器为基于霍尔原理，实现了主回路直流或交流电的电流隔离检测。单片机及周边电路是本系统的核心，在各系统辅助下实现了远程控制、状态监测、过流过压保护等功能。
[0009]【具体实施方式】二:如图2所示，本实施方式所述的AD转换模块包括电流采集电路、低电压采集电路及高电压采集电路三部分，三个电路拓扑结构完全相同。
[0010]电流采集电路由片选控制电路、AD转换电路、数据反馈电路组成。片选控制电路由隔离光耦0D4及其周边电路组成，AD转换电路由AD转换芯片及其周边电路组成，数据反馈电路由或门芯片mn及隔离光耦ODI组成，或门芯片UDI与片选控制电路由电流采集电路、低电压采集电路及高电压采集电路共同使用。
[0011]片选控制电路中，片选隔离光耦芯片0D4的NC引脚悬空，IN+引脚经电阻RD7接正五伏电源，IN-引脚连接单片机与周边电路，GND引脚接地，OUT引脚经电阻RD8接正五伏电源并连接AD转换芯片，EN及VCC引脚连接正五伏电源。
[0012]AD转换电路中，片上电流传感器输出的电压信号连接UD2的VIN引脚，传感器信号地连接UD2的GND引脚；电压信号I接入UD3的VIN引脚；电压信号2接入UD4的VIN引脚。2.5伏基准电压芯片LMDl的V-、V+引脚分别连接UD2的GND、REFIN引脚，电容⑶I跨接在UD3的GND、REFIN引脚间，电容⑶2跨接在UD3的GND、VIN引脚间，正5伏电源经电阻RD9连接UD2的REFIN引脚，串行时钟信号连接UD2的SCLK引脚，正五伏电源连接UD2的VDD引脚，片选信号连接UD2的CONVS引脚，数据反馈电路连接UD2的SDATA引脚。
[0013]数据反馈电路中的或门芯片UDl的VCC引脚连接正五伏电源，IY引脚连接6A引脚，GND引脚接地，2Y引脚连接5A引脚，3Y引脚连接4A引脚，IA引脚连接AD转换芯片UD2的SDATA引脚，6Y引脚连接隔离光耦ODl的IN-引脚。UDl的2A、3A、4Y、5Y引脚用于低电压采集电路及高电压采集电路，2A、3A分别连接上述两个电路中的AD转换芯片的SDATA引脚，4Y、5Y分别连接上述两个电路中的数据反馈电路隔离光耦IN-引脚，隔离光耦ODl的NC引脚悬空，IN+引脚经电阻RD4接正五伏电源，GND引脚接地，OUT引脚接串行数据与时钟模块并经电阻RD2接正五伏电源，EN与VCC引脚接正五伏电源。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0014]【具体实施方式】三:如图3所示，本实施方式所述的单片机及周边电路包括单片机UAl、看门狗芯片UA2、8路DQ触发器UA3，3-8 口译码器UA4 ；
[0015]UAl的Pl.0,Pl.KRXD,TXD引脚接串行通讯模块，Pl.2,Pl.3,TO引脚连接数据存储模块，Pl.4,RESET引脚接看门狗芯片UA2，P1.5接0D3的OUT引脚，Pl.6接0D2的OUT引脚，P1.7接ODl的OUT引脚，T0、Tl引脚分别接串行数据输出与时钟模块，WR引脚接UA3，X2、X1引脚分别经电容CAl、CA2接地，晶体振荡器CRYl跨接在X2、X1引脚上，P2.0引脚接外设驱动器UF，P2.1、Ρ2.2、Ρ2.3、Ρ2.4引脚分别接UA4的Gl、C、B、A引脚，VCC引脚接正五伏电源，PO 口的 P0.UP0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,P0.8 八引脚接 UA3，P2.5、Ρ2.6、Ρ2.7、PSEN为预留的悬空引脚。
[0016]UA2的MR引脚接二极管DAl正极，GND、PFI引脚接地，WDI引脚接UAl的Pl.4引脚，RESET引脚接UAl的RESET引脚，PFO引脚悬空，DAl负极接UA2的WDO引脚。
[0017]UA3的E引脚接UA4的Y2引脚，GND引脚接地，Q0、Ql、Q2、Q3、Q4引脚分别接UA5的CS引脚、0D4的IN-引脚、UA5的ORG引脚、OEl的IN-引脚、UF的IA引脚、VCC引脚接正五伏电源，00、01、02、03、04、05、06、07八个引脚——对应地连接UAl的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7、P0.8八个引脚，Q5、Q6、Q7为悬空的预留引脚。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一或二相同。
[0018]【具体实施方式】四:如图4所示，本实施方式中的数据存储模块由串行EEPROM芯片UA5组成。UA5的CS引脚接U