一种电力自动化设备中的开关量远距离传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种开关量远距离传输装置，具体设及一种电力自动化设备中的开关 量远距离传输装置，属于微处理器应用技术领域。
【背景技术】
[0002] 在电力自动化设备系统中，常常会遇到远程开关量的输入问题。开关量进行长距 离传输时，一方面容易受到外界的电磁干扰，导致传输信号发生崎变或失真；另一方面开关 量通过长电缆单端接入微处理器，由于电缆的线路阻抗与电压降，限制了该电缆的距离。开 关量输入模块的电压等级有：直流5￥、12￥、24￥、48￥、60￥等；交流110￥、22(^等。选择时主 要根据现场信号输出设备与输入设备之间的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离 较近场合，如5V输入模块最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模 块。因而，开关量信号的输入距离一般都限制在500mW内，超过500m时应采用无线模块、 光纤通讯等方式。但是，无线模块、光纤通讯等方式成本太高，不适用于只传输少数开关量 的应用场合。
[0003] 采用RS485总线作为开关量信号的传输信道，可W增大开关量信号的传输距离， 在通常的RS485总线应用方式中，信号输出设备端与输入设备端均需有微处理器，而当信 号输出设备端的开关量很少时（例如只有一路开关信号），用微处理器控制RS485通讯，一 方面会增加设备成本，另一方面因为微处理器使电路复杂数倍，又需要在微处理器中写入 软件，所W也会大大增加维护成本，而如果不采用微处理器，则无法实现RS485的信息传递 功能，此问题一直困扰着技术人员，无法得到解决。
【发明内容】
[0004] 发明目的；本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电力自动化设备中 的开关量远距离传输装置，有效抑制外界干扰信号，提高传输质量，大大提高开关量信号的 传输距离。
[0005] 技术方案；本发明所述的一种电力自动化设备中的开关量远距离传输装置，包括 信号输出设备和信号输入设备，所述信号输出设备和所述信号输入设备通过电缆双向通信 连接，其中，所述信号输出设备包括开关K、信号发生器、脉冲控制器和输出端RS485巧片，
[0006] 所述信号发生器包括产生两种不同频率信号的CD4060巧片A6、与口A2、或口A3 和或口A4,所述CD4060巧片A6的化Hz频率输出端口Q5和所述开关K的非接地端分别与 所述与口A2的两个输入端口连接，所述CD4060巧片A6的512化频率输出端口Q6和所述 开关K的非接地端分别与所述或口A3的两个输入端口连接，所述与口A2的输出端口和所 述或口A3的输出端口分别与所述或口A4的输入端口连接，所述或口A4的输出端口与所述 输出端RS485巧片的发送端口DI连接；
[0007] 所述脉冲控制器包括第一单稳态电路、第二单稳态电路、非口A5和或口Al,所述 第一单稳态电路的输入端与所述开关K的非接地端连接，所述第二单稳态电路的输入端通 过所述非口A5与所述开关K的非接地端连接，所述第一单稳态电路的输出端与所述第二单 稳态电路的输出端分别与所述或口Al的输入端口连接，所述或口Al的输出端口与所述输 出端RS485巧片的控制端口RE和DE连接；
[0008] 所述信号输入设备包括输入端RS485巧片和微处理器，所述输入端RS485巧片的 接收端口R0、控制端口RE和DE、发送端口DI分别与所述微处理器连接，所述输入端RS485 巧片的接收端口RO用于接收所述信号输出设备的开关量信号并转发至所述微处理器，所 述输入端RS485巧片的控制端口RE和DE用于控制所述输入端RS485巧片处于接收状态 或者发送状态，所述输入端RS485巧片的发送端口DI用于发送反馈信号至所述信号输出设 备。
[0009] 本发明技术方案的进一步限定为，还包括连接于电缆上的防护电路，所述防护电 路包括自恢复保险丝Fl、自恢复保险丝巧、降压电路1和降压电路2，所述自恢复保险丝Fl 和自恢复保险丝F2分别串联于所述电缆上，所述降压电路1并联于所述自恢复保险丝Fl 和自恢复保险丝巧的一端，所述降压电路2并联于所述自恢复保险丝Fl和自恢复保险丝 巧的另一端；所述降压电路1包括半导体放电管G1、半导体放电管G2和半导体放电管G3， 所述半导体放电管G2和半导体放电管G3并联后与所述半导体放电管Gl串联；所述降压电 路2包括TVS二极管G4、TVS二极管G5和TVS二极管G6,所述TVS二极管G5和TVS二极 管G6并联后与所述TVS二极管G4串联。上述防护电路当承受瞬变电压和浪涌时，其工作 阻抗立即将至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压猜位到预定水平，从而有效地保护 电子线路中的元器件，防止其被烧毁或损坏。
[0010] 进一步地，所述电缆为带屏蔽层的双绞线，使传输线路的阻抗小，减少传输介质对 数据传输的影响，并且使线路连接可靠。
[0011] 再进一步地，所述第一单稳态电路与所述第二单稳态电路的电路结构相同，其中 所述第一单稳态电路包括肥555巧片A8、电容C2、电阻R2、电阻R6和电容C6,所述电容C2 和电阻R2组成微分电路，所述电容C2的脚1与所述开关K的非接地端连接，所述电容C2 的脚2与所述肥555巧片A8的脚T、脚TH和脚DIS连接，并且，所述电容C2的脚2与所述 电容C6连接后接地；所述电阻R2与所述电阻R6并联后，一端与所述电容C2的脚2连接， 另一端与所述肥555巧片A8的脚R和脚VCC连接。
[0012] 再进一步地，所述信号输出设备还包括去抖动电路，所述去抖动电路包括电阻R0、 电容Cl和电阻R1，所述电阻RO与所述电容Cl串联后，一端接地，另一端与所述开关K的非 接地端连接；所述电阻Rl的一端与电源连接，另一端与所述开关K的非接地端连接，上述去 抖电路可W消除开关K在闭合与断开过程中的抖动。
[0013] 再进一步地，所述信号输出设备还包括去毛刺电路，所述去毛刺电路包括电容C3 和电阻R3,所述电容C3的一端与所述输出端RS485巧片的接收端口RO连接，其另一端接 地；所述电阻R3的一端与所述输出端RS485巧片的接收端口RO连接，其另一端与电源连 接，上述去毛刺电路可W滤除RS485总线上受到电磁干扰出现的小毛刺。
[0014] 再进一步地，所述信号输出设备还包括指示电路，所述指示电路包括发光二极管 Dl，所述发光二极管Dl的一端与所述输出端RS485巧片的接收端口RO连接，其另一端与电 源连接，当接收端收到低电平信号时，发光二极管Dl亮，用W指示开关K是否发生了变位。
[0015] 再进一步地，所述信号输入设备还包括光电禪合器0C，所述光电禪合器OC的一端 与所述输入端RS485巧片的接收端口RO连接，其另一端与所述微处理器连接，上述光电禪 合器OC隔离RS485总线上的电磁干扰，消除噪声并且防止电流在两通信端之间流动，防止 瞬态尖峰在系统内部的破坏性传播。
[0016] 有益效果；本发明提供的一种电力自动化设备中的开关量远距离传输装置，采用RS485总线作为开关量信号输入信道，抑制外界干扰信号，提高传输质量，由于开关量信号 采用低频信号传输，可W在相同条件下大大提高其传输距离；本发明通过在输入设备端增 加光电隔离设备及采取相应的防抖动措施，保证通讯正确率，可W确保开关量信号在3000m 长度的带屏蔽双绞线化56mm/24AWG)上无误码传输；本发明采用RS485收发自动转换电 路，可W省去输出设备端的微处理器，且由于RS485具有双向通讯功能，可W将输入设备接 收到的状态反馈至输出设备端。