专利名称：交流接触器延时控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及交流接触器控制技术领域，尤其是涉及一种交流接触器延时控制方法及系统。
背景技术：
交流接触器广泛应用作电力的开断和控制电路，其利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。交流接触器的接点由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。交流接触器主要有四部分组成(1)电磁系统，包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯； (2)触头系统，包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的；C3)灭弧装置，一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置，以便迅速切断电弧，免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件，各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。交流接触器在频繁的通断情况下，由于其铁心有的时候对位会产生误差，漏磁会比较严重，所以经常性闭合接触器的线圈发热量较大，这样可能会造成交流接触器的过热损坏，因此通常需要在交流接触器进行闭合操作时进行相应的延时保护；常用的交流接触器延时保护方法有两种一种为软件定时器的延时方式。对于软件延时方式，虽然该方法可以灵活地调整延时时间，但存在以下缺陷a、当有长延时需求时，存在软件可靠性问题；b、当出现软件异常时无法知道当前交流接触器的状态，故将出现不可预测的后果；C、因有部分MCU在软件下载时会出现IO 口的电平跳动，也会造成交流接触器的频繁通断从而造成交流接触器故障。另一种交流接触器延时保护方法为硬件计数器的延时方式，其虽然可以弥补软件延时的劣势，但无法灵活的调整延时时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是无法同时保证灵活地调整延时时间以及交流接触器工作的可靠性。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种交流接触器延时控制方法，包括以下步骤步骤Sl 通过调整所述计数时钟信号(CPU_PWM)的周期值来改变交流接触器动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合；步骤S2 当检测到MCU发生故障时，将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；步骤S3 所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。进一步地，所述步骤Sl中，所述改变交流接触器动作延时时间的步骤具体包括步骤Sll 用户提出延时时间修改请求。步骤S12 通信端口接收新设置的延时时间。步骤S13 读取FRAM存储器中原延时时间。步骤S14 判断是否为新的延时时间，如是，则执行步骤S15 ；若否，则执行步骤 S18。步骤S15 将所述新的延时时间存入FRAM存储器。步骤S16 计算延时时间将其转换成对应的PWM参数值。步骤S17 根据对应的PWM参数值设置PWM的周期值。步骤S18 等待交流接触器控制指令。进一步地，所述步骤S2中，当MCU软件运行正常时，将所述MCU故障检测信号输出高电平，这时交流接触器控制开关会根据交流接触器控制使能信号的状态变化控制交流接触器。进一步地，所述步骤S3中，当MCU出现异常时，将MCU故障检测信号输出低电平， 所述计数器释放计数时钟信号，这时交流接触器控制使能信号控制交流接触器控制开关固定输出低电平，断开交流接触器。本发明还提供一种交流接触器延时控制系统，包括MCU故障检测模块、交流接触器的控制使能模块、计数时钟信号模块、计数器、交流接触器控制开关模块及交流接触器，通过调整所述计数时钟信号模块生成的计数时钟信号 (CPU_PWM)的周期值来改变所述交流接触器的动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合，当所述MCU故障检测模块检测到MCU发生故障时，所述 MCU故障检测模块、交流接触器的控制使能模块分别将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。进一步地，所述MCU故障检测信号为MCU故障检测信号，由心跳检测电路输出；当 MCU运行正常时，MCU故障检测信号为高电平输出；当MCU运行异常时，MCU故障检测信号为低电平输出。进一步地，当交流接触器控制信号为高电平时，所述交流接触器闭合，将计数时钟信号锁住，从而将交流接触器控制信号锁存在高电平；当交流接触器控制信号为低电平时， 所述交流接触器断开，将计数时钟信号释放，等待交流接触器控制使能信号操作。进一步地，所述MCU运行中通过看门狗喂狗端口提供小于600ms的喂狗信号输入到MCU故障检测信号模块；当MCU软件停止喂狗时，MCU故障检测信号CPU_ERR_L将输出低电平；这时交流接触器控制信号AC_CTRL_RLY会固定输出低电平，切离所述交流接触器。进一步地，所述延时计算公式Tsw= 2n-l*TPWM, T延时与PWM寄存器TBPRD的关系表达式为
TBPRD = (fsystem*T 延时)/2n ；T 延时=(TBPRD*2n)/fsystem ；其中，fsystem为系统频率，TTBCLK为系统时钟；进一步地，所述系统延时时间Tsw的可设置范围为4. 38ms 217天。本发明交流接触器延时控制方法及系统既解决了单纯软件方式实现长延时时对计数变量翻转问题的处理，保证了交流接触器工作的可靠性；又解决了单纯用硬件方式实现时出现延时时间修改的不灵活问题。
图1为本发明交流接触器延时控制方法一实施例的流程示意图；图2为图1的改变交流接触器动作延时时间的流程示意图；图3为本发明交流接触器延时控制系统一实施例的原理示意图；图4为图3中计数器的管脚定义及相应输出示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。本发明交流接触器延时控制方法及系统采用软硬件结合的延时方式，即解决了单纯软件方式实现长延时时对计数变量翻转问题的处理，又解决了单纯用硬件方式实现时出现延时时间修改的不灵活问题。请参阅图1，图1为本发明交流接触器控制方法一实施例的原理示意图。本发明交流接触器延时控制方法包括以下步骤步骤Sl 通过调整所述计数时钟信号(CPU_PWM)的周期值来改变交流接触器动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合；步骤S2 当检测到MCU发生故障时，将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；步骤S3 所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。所述步骤Sl中，所述改变交流接触器动作延时时间的步骤具体包括步骤S11 用户提出延时时间修改请求。步骤S12 通信端口接收新设置的延时时间。步骤S13 读取FRAM存储器中原延时时间。步骤S14 判断是否为新的延时时间，如是，则执行步骤S15 ；若否，则执行步骤 S18。步骤S15 将所述新的延时时间存入FRAM存储器。步骤S16 计算延时时间将其转换成对应的PWM参数值。步骤S17 根据对应的PWM参数值设置PWM的周期值。步骤S18 等待交流接触器控制指令。所述步骤S2中，当MCU软件运行正常时，将所述MCU故障检测信号输出高电平，这时交流接触器控制开关会根据交流接触器控制使能信号的状态变化控制交流接触器。当检测到MCU发生故障时，即MCU软件运行中通过看门狗喂狗端口提供小于600ms 的喂狗信号输入到MCU故障检测信号的前端电路。所述步骤S3中，当MCU出现异常时，将MCU故障检测信号输出低电平，所述计数器释放计数时钟信号，这时交流接触器控制使能信号控制交流接触器控制开关固定输出低电平，断开交流接触器。即当出现MCU失控的情况下，系统将交流接触器切离以保护负载设备。本发明还提供一种交流接触器延时控制系统，请参阅图3，图3为本发明交流接触器延时控制系统一实施例的原理示意图。所述交流接触器延时控制系统包括MCU故障检测模块10、交流接触器的控制使能模块20、计数时钟信号模块30、计数器40、交流接触器控制开关模块50及交流接触器 60，通过调整所述计数时钟信号模块30生成的计数时钟信号(CPU_PWM)的周期值来改变交流接触器60的动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器40将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器60的当前状态进行锁存，所述交流接触器60 延时后闭合，当所述MCU故障检测模块10检测到MCU发生故障时，MCU故障检测模块10、交流接触器的控制使能模块20分别将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器40进行复位；所述计数器40释放计数时钟信号，所述交流接触器60在交流接触器控制使能信号控制下断开。本发明交流接触器延时控制系统包括一个输入信号、一个输出信号和一个反馈信号，即MCU故障检测模块10生成MCU故障检测信号CPU_ERR_L及交流接触器的控制使能模块20生成交流接触器控制使能信号AC_CTRL_EN_H的输入、计数时钟信号模块30及反馈电路生成的计数时钟信号(CPU_PWM)及所述计数器40输出的交流接触器控制信号AC_CTRL_ RLY ；所述交流接触器延时控制系统分别的控制逻辑如下MCU故障检测信号CPU_ERR_L为MCU故障检测信号，由心跳检测电路输出；当MCU 运行正常时，MCU故障检测信号CPU_ERR_L为高电平输出；当MCU运行异常时，即MCU未及时提供喂狗信号输出，MCU故障检测信号CPU_ERR_L为低电平输出。交流接触器控制使能信号AC_CTRL_EN_H根据系统的实际需要对交流接触器进行闭合和断开控制；当交流接触器控制使能信号AC_CTRL_EN_H为高电平时，交流接触器延时一定时间后闭合；当交流接触器控制使能信号AC_CTRL_EN_H为低电平时，交流接触器立即断开； 计数时钟信号CPU_PWM为计数器芯片提供计数时钟信号，通过调整计数时钟信号CPU_PWM 的周期值来改变延时时间，该信号由MCU提供；交流接触器控制信号AC_CTRL_RLY为延时后控制交流接触器动作的信号；并经过一路反馈电路转换成计数时钟信号的输入对当前状态进行锁存；当交流接触器控制信号AC_CTRL_RLY为高电平时，交流接触器60闭合，将计数时钟信号锁住，从而将交流接触器控制信号AC_CTRL_RLY锁存在高电平；当交流接触器控制信号AC_CTRL_RLY为低电平时，交流接触器60断开，将计数时钟信号释放，等待交流接触器控制使能信号操作。
计数器40芯片的控制逻辑如表1所示
权利要求
1.一种交流接触器延时控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤步骤Sl 通过调整所述计数时钟信号(CPU_PWM)的周期值来改变交流接触器动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合；步骤S2 当检测到MCU发生故障时，将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；步骤S3 所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。
2.根据权利要求1所述的交流接触器延时控制方法，其特征在于，所述步骤Sl中，所述改变交流接触器动作延时时间的步骤具体包括步骤Sll 用户提出延时时间修改请求； 步骤S12 通信端口接收新设置的延时时间； 步骤S13 读取FRAM存储器中原延时时间；步骤S14 判断是否为新的延时时间，如是，则执行步骤S15 ；若否，则执行步骤S18 ； 步骤S15 将所述新的延时时间存入FRAM存储器； 步骤S16 计算延时时间将其转换成对应的PWM参数值； 步骤S17 根据对应的PWM参数值设置PWM的周期值； 步骤S18 等待交流接触器控制指令。
3.根据权利要求1所述的交流接触器延时控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当 MCU软件运行正常时，将所述MCU故障检测信号输出高电平，这时交流接触器控制开关会根据交流接触器控制使能信号的状态变化控制交流接触器。
4.根据权利要求1所述的交流接触器延时控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，当 MCU出现异常时，将MCU故障检测信号输出低电平，所述计数器释放计数时钟信号，这时交流接触器控制使能信号控制交流接触器控制开关固定输出低电平，断开交流接触器。
5.一种交流接触器延时控制系统，其特征在于，所述系统包括MCU故障检测模块、交流接触器的控制使能模块、计数时钟信号模块、计数器、交流接触器控制开关模块及交流接触器，通过调整所述计数时钟信号模块生成的计数时钟信号 (CPU_PWM)的周期值来改变所述交流接触器的动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合，当所述MCU故障检测模块检测到MCU发生故障时，所述 MCU故障检测模块、交流接触器的控制使能模块分别将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。
6.根据权利要求5所述的交流接触器延时控制系统，其特征在于，所述MCU故障检测信号为MCU故障检测信号，由心跳检测电路输出；当MCU运行正常时，MCU故障检测信号为高电平输出；当MCU运行异常时，MCU故障检测信号为低电平输出。
7.根据权利要求5所述的交流接触器延时控制系统，其特征在于，当交流接触器控制信号为高电平时，所述交流接触器闭合，将计数时钟信号锁住，从而将交流接触器控制信号锁存在高电平；当交流接触器控制信号为低电平时，所述交流接触器断开，将计数时钟信号释放，等待交流接触器控制使能信号操作。
8.根据权利要求5所述的交流接触器延时控制系统，其特征在于，所述MCU运行中通过看门狗喂狗端口提供小于600ms的喂狗信号输入到MCU故障检测信号模块；当MCU软件停止喂狗时，MCU故障检测信号CPU_ERR_L将输出低电平；这时交流接触器控制信号AC_CTRL_ RLY会固定输出低电平，切离所述交流接触器。
9.根据权利要求5所述的交流接触器延时控制系统，其特征在于，所述延时计算公式T 2n-l*TP丽，T延时与P丽寄存器TBPRD的关系表达式为TBPRD = (fsystem*T 延时)/2n ；T 延时=(TBPRD*2n)/fsystem ；其中，fsystem为系统频率，TTBCLK为系统时钟；
10.根据权利要求9所述的交流接触器延时控制系统，其特征在于，所述系统延时时间 Is时的可设置范围为4. 38ms 217天。
全文摘要
本发明公开了一种交流接触器延时控制方法及系统，所述方法包括以下步骤步骤S1通过调整所述计数时钟信号(CPU_PWM)的周期值来改变交流接触器动作延时时间，并将延时计数时钟信号经过反馈电路输入所述计数器将所述计数时钟信号锁住，以对所述交流接触器的当前状态进行锁存，所述交流接触器延时后闭合；步骤S2当检测到MCU发生故障时，将MCU故障检测信号及交流接触器控制使能信号发送给计数器进行复位；步骤S3所述计数器释放计数时钟信号，所述交流接触器在交流接触器控制使能信号控制下断开。本发明既保证了交流接触器工作的可靠性；又解决了单纯用硬件方式实现时出现修改延时时间不灵活的问题。
文档编号H01H47/18GK102324341SQ20111027033
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者胡祺 申请人:中达电通股份有限公司