一种接触器智能控制系统及控制方法与流程

本发明涉及一种接触器智能控制系统及控制方法。

背景技术：

在航空领域飞机上，为了完成一次配电装置中大功率汇流的功率切换，通常使用大功率接触器来实现。而传统的大功率接触器不具备电参数检测、工作状态上报、配电线路过流保护等功能。因此，需要增加智能控制装置弥补传统大功率接触器的不足。传统大功率接触器与接触器智能控制装置共同组成智能接触器，在航空飞机领域被广泛使用和认可。

在飞机一次配电装置中，大功率汇流条可靠的切换至关重要。其优先级远远高于智能接触器所具备的电参数检测、工作状态上报、配电线路过流保护功能。而智能接触器要实现上述智慧化的功能，就需要加入内置运行软件的微控制器或微处理器。大量的软件处理活动势必会降低对接触器基本的控制功能的可靠性。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种接触器智能控制系统及控制方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种接触器智能控制系统及控制方法，所述控制系统包括接触器、cpld、微控制器、比较器、差分放大器、线圈控制电路、rs485驱动器、管理计算机、分流器，所述接触器与cpld连接，cpld分别与微控制器、线圈控制电路、比较器连接，微控制器与rs485驱动器、差分放大器连接，rs485驱动器与管理计算机连接，差分放大器与分流器连接。

一种接触器智能控制系统及控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、接管理计算机向cpld发送接触器通断控制信号、故障复位处理信号，且cpld对接触器通断控制信号、故障复位处理信号进行有效性判断；

s2、cpld内部的时序发生单元向微控制器传送心跳脉冲信号,微控制器向cpld传送心跳脉冲信号；

s3、cpld接收微控制器传来的过流保护信号且对故障状态进行锁存；

s4、分流器将配电线路的电流转换为电压，与参考电压进行比较，通过比较器比较后将短路保护信号发送至cpld；

s5、cpld将接触器状态、短路保护状态、cpld自身状态分别传送至微控制器；

s6、cpld内部的逻辑控制单元根据接触器通断控制信号、短路保护信号、过流保护信号，使接触器的线圈控制电路去驱动接触器接通或者断开；

s7、微控制器将接触器状态、过流保护状态、短路保护状态、cpld状态分别通过通信总线rs485上报给上一级管理计算机；

s8、如果发生故障，故障复位处理信号对锁存器中的故障状态进行清除。

所述步骤s1中接触器通断控制信号、故障复位处理信号有效性的判断在cpld内部的有效性判断单元中进行。

所述步骤s2中如果cpld根据心跳脉冲信号判断微控制器正常，则cpld接收微控制器向发送的过流保护信号。

所述步骤s4中配电线路与分流器连接，分流器与差分放大器两个输入端连接，差分放大器输出端分别与微控制器、比较器一个输入端连接。

所述步骤s5中cpld通过i/o端口与微控制器连接并传输信号。

所述步骤s6中逻辑控制单元判断当接触器通断控制信号为有效，且无短路保护信号、过流保护信号时则向线圈控制电路发出接触器接通信号；反之则发出接触器断开信号。

所述cpld型号是5m160ze64a5n；所述微控制器型号是tms320f28035pnq。

本发明的有益效果在于：将cpld与微控制器分离后，提高了对基本的大功率汇流条功率切换可靠性，cpld与微控制器各自完成的功能逻辑划分清晰，减小对大功率汇流条功率切换的复杂程度。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示的一种接触器智能控制系统及控制方法，所述控制系统包括接触器、cpld、微控制器、比较器、差分放大器、线圈控制电路、rs485驱动器、管理计算机、分流器，所述接触器与cpld连接，cpld分别与微控制器、线圈控制电路、比较器连接，微控制器与rs485驱动器、差分放大器连接，rs485驱动器与管理计算机连接，差分放大器与分流器连接。

一种接触器智能控制系统及控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1、接管理计算机向cpld发送接触器通断控制信号、故障复位处理信号，且cpld对接触器通断控制信号、故障复位处理信号进行有效性判断；

s2、cpld内部的时序发生单元向微控制器传送心跳脉冲信号,微控制器向cpld传送心跳脉冲信号；

s3、cpld接收微控制器传来的过流保护信号且对故障状态进行锁存；

s4、分流器将配电线路的电流转换为电压，与参考电压进行比较，通过比较器比较后将短路保护信号发送至cpld；

s5、cpld将接触器状态、短路保护状态、cpld自身状态分别传送至微控制器；

s6、cpld内部的逻辑控制单元根据接触器通断控制信号、短路保护信号、过流保护信号，使接触器的线圈控制电路去驱动接触器接通或者断开；

s7、微控制器将接触器状态、过流保护状态、短路保护状态、cpld状态分别通过通信总线rs485上报给上一级管理计算机；

s8、如果发生故障，故障复位处理信号对锁存器中的故障状态进行清除。

所述步骤s1中接触器通断控制信号、故障复位处理信号有效性的判断在cpld内部的有效性判断单元中进行。

所述步骤s2中如果cpld根据心跳脉冲信号判断微控制器正常，则cpld接收微控制器向发送的过流保护信号。

所述步骤s4中配电线路与分流器连接，分流器与差分放大器两个输入端连接，差分放大器输出端分别与微控制器、比较器一个输入端连接。

所述步骤s5中cpld通过i/o端口与微控制器连接并传输信号。

所述步骤s6中逻辑控制单元判断当接触器通断控制信号为有效，且无短路保护信号、过流保护信号时则向线圈控制电路发出接触器接通信号；反之则发出接触器断开信号。

所述cpld型号是5m160ze64a5n；所述微控制器型号是tms320f28035pnq。

驱动模块是rs485驱动器，rs485驱动器输出端通过rs485总线与管理计算机连接。

比较器一个输入端与微控制器的gpio端连接，另一个输入端接参考电压，比较器输出端与cpld连接。

cpld与微控制器的gpio端双向发送心跳脉冲信号，通过微控制器发出的心跳脉冲信号对微控制器工作状态进行判断，当微控制器无法输出心跳脉冲信号或输出的心跳脉冲信号占空比超限时，判断微控制器工作异常，此时屏蔽微控制器输出的过流保护信号，开始独立完成接触器的通断控制；判断微控制器工作正常时，其输出过流保护信号参与接触器通断控制逻辑，cpld接收来自微控制器输出的配电线路过流保护信号，并对过流故障状态进行锁存，cpld接收来自配电线路短路电流检测电路输出的短路保护信号，并对短路故障状态进行锁存；cpld的输入端接收接触器通断控制信号、故障复位信号，对接触器通断控制信号和故障复位信号进行采集和有效性检查，根据接触器通断控制信号、短路保护信号、过流保护信号，cpld经过逻辑判断后发出接触器通断控制信号给接触器线圈控制电路去驱动接触器接通或者断开，当外部的故障复位信号有效时，对短路故障、过流故障进行清除，cpld将短路保护信号、接触器通断控制信号、故障复位信号通过i/o端口传递给微控制器，cpld对内部时钟进行分频，然后通过i/o端口向微控制器输出自身的心跳脉冲信号，cpld的输入端与比较器的输出端连接，cpld的输出端与线圈控制电路连接；

主要控制过程在cpld中完成，微控制器主要起辅助作用通过rs485总线向上位机发送指令，实时传递cpld内部的信号传递及电流变化，cpld内部含有两个锁存器，先对短路或者过流等故障进行判断，故障复位信号经过两次锁存器对故障信号进行清除复位，接触器的各种状态信号进入cpld后进行判断处理，最后通过cpld内部的控制逻辑输出到接触器内部的线圈控制电路，对接触器进行进一步控制；比较器与锁存连接的作用：短路保护信号。