专利名称：无线电力负荷控制双向终端机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线电力负荷控制双向终端设备，属于电力负荷控制的技术领域。
用于电力负荷控制的终端设备是一种由控制信号实现实时控制电力设备的装置，而安装于电力用户的终端机工作环境恶劣，电磁干扰十分严重，由于该终端机直接控制用户的高压开关，要求其性能高度可靠和稳定，开关控制绝对不允许发生误动作。另外，由于这种终端机在电力系统的使用中量多、面广，亦要求安装方便、维修容易和成本低。从目前应用的最新一代试行产品看，这种终端机一般采用的是整体结构，安装和维修十分不便。作为终端机一次表的脉冲电度表安装于终端机外的配电屏上，有的用户还需另设电度表屏，这样不仅增加了设备费用，而且脉冲信号引线长，增大了干扰信号。在开关控制方面其方式为，每只高压开关的分操作和合控制需要各占用一个输出口控制，在控制开关分闸后，需要不断检测开关状态，一旦发现状态不符，则再行分闸操作，这种控制方式的不足是占用用于计算机控制的口子较多，并且查询开关状态需占用计算机CPU的时间，另外开关状态通过长线送往计算机，容易固干扰而使设备产生误动作。
本实用新型的发明目的是针对上述存在的问题，提供一种性能可靠、结构合理、维修方便、价格较低的电力负荷控制双向终端设备，它不仅具有接收主控台信号进行实时控制电力负荷的能力，而且还有向下级机转发上级机信号的功能。
本实用新型的无线电力负荷双向终端机主要由控制核心Z80CPU(1)、存贮器(2)、显示器(3)、键盘(4)、通信接口(5)、自启动和自复位电路(6)、时钟发生器(7)、用户电压测量(8)、输出控制(9)、开关状态输入口(10)及主机电源控制(11)所组成。其中自启动和自复位电路(6)由一个单稳电路和微分电路构成，微分电路由电阻R2和C2所组成，单稳电路的触发输出端Q与该微分电路相连接，其微分信号的输出端接在正与门电路的输入端A上。电阻R3和电容C3组成开机自启动电路，其信号的输出端接在正与门电路的另一个输入端B上，当接通电源的瞬间，由于电容C3上的电压维持为“0”，当电容C3充电使电压升高，因此正与门的输入端B处的电压也由低到高，使得该电路的输出信号PESET有效，程序地址从头开始运行。当计算机正常运行时，其中心控制器不断地向该自启动和自复位电路的单稳触发端送出一负脉冲信号，单稳输出一定宽度的正脉冲信号，其宽度由电阻R1和电容C1所决定，这个脉冲宽度要大于触发时间间隔，这样，在正常情况下单稳电路输出高电平，一旦触发信号不能随时送到，则单稳电路的输出由高变低，这个跳变经过电阻R2组成的微分电路后得到一个负脉冲信号送往正与门电路后得到一个负脉冲信号送往正与门电路的输入口A端上，之后经过两只反相器的整形后输出一负脉冲到CPU的RESET端，使程序复位运行。
时钟发生器(7)由计数器CTC和独立的秒发生器所组成，采用由CTC计数器的C／T2端外接一个独立的秒发生器作为CPU控制外设基准时间的元件，采用秒发生器产生的秒信号作为基准时钟单位，其准确度高，而且通过CTC计数可直接得到分信号，由于整机工作是以分作为基准进行采集、处理和控制的，因此采用该线路，使总体电路更简单、准确、控制也方便。
用户电压测量(8)由电压／频率转换器作为信号的输入口，进行电压的模拟量转换，省掉了电流变送器和电压变送器。
输出控制(9)包括用电峰谷控制电路和开关状态控电路，该输出控制电路主要由继电器J1和继电器J2以及每一条控制线路上的继电器JX1和JX2加上驱动电路所构成，计算机的控制接口PIOB6和PIOB7通过光耦合器及驱动电路与继电器J1和继电器J2的电流线圈相连接，将这两只继电器的控制触点相串联，一头接正12伏电源，另一头接控制继电器JX1的电流线圈端。控制继电器JX2的电流线圈端与计算机的PIOA口相连接，其控制触点的第一组(常闭点)接至合闸回路，第二组触点(常开点)接至指示回路，第三组触点(常开点)接至继电器JX1的电流线圈驱动电路。其工作过程是合闸时，从计算机的PIOA口送来一个低电平信号，这时继电器JX2的电流线圈中没有电流流过，则继电器JX2的电流线圈中没有电流流过，则继电器JX2的常闭点接通，即此时合闸回路接通，而驱动继电器JX1电流线圈的驱动晶体管则处于截止状态，因此继电器JX1不动作，其触点断开，该触点接的是跳闸电路，所以跳闸电路断开。当拉闸时，从计算机的PIOA口送来一个高电平信号，同时PIOB6口和PIOB7口也送来一个高电平信号，使得继电器JX2和继电器J1及J2的电流线圈有电流流过，此时这些继电器的常闭触点断开，常开触点闭合，因此合闭回路断开，此时无法合闸，而这时由于常开触点闭合，继电器J1和J2的常开触点也闭合，这时就有正12伏电源向继电器JX1的驱动电路和电流线圈供电，驱动电路中晶体三极管的基极获得一个1秒钟左右的高电平信号后，使集电极与发射极导通，从而驱动继电器，JX1，使跳闸回路导通，此时便有跳闸。由于计算机的工作电压为正5伏，而开关控制驱动电路的电源为正12伏闭锁控制，计算机的负载比较稳定，而12伏的负载随输出继电器动作的个数而变化，一般负载较轻，当终端机一旦失电时，正5伏电压下落得较快，而12伏电压下落得比较慢，这样就有可能在计算机正5伏电压下落时，开关产生误动作。因此本装置专门设计了一个5伏电压与12伏电压闭锁电路，即主电源控制电路(11)。该电路由一只运算放大器担任正5伏电源电压失电时的电压比较器，其同相端接在正12伏电压与化之间的电压采样电阻上，其反相端接在正5伏的电源上，该比较器的输出端与光电耦合器的输入端相接，其输出端接驱动电路，该驱动电路由两只晶体三极管组成。其工作过程为，由比较器的同相端采得正12伏电压的分压值，一般为小于5伏，大于4.5伏，当5伏电源下落时，该比较器的反相端电压就会由高变低，当落到4.5伏时。该比较器的输出端就会翻转，从而通过光电耦合器驱动电路，使12伏电源在5伏电压下落在4.5伏时就下落为0，以确保装置不发生误动作。
另外，以前的双向终端机只有一个通信接口，用于无线通道或其它通道与主控台的通讯，而本终端机除了具有以上的通道接口以外，还新增加了另一个通信口，用于对终端下级机的通信，并能转发中央调度控制台关于改变负荷定值以及限制负荷的命令，下级机可由一般的单片机或单板机及控制电路所组成，其主要功能是接收由该终端机转发的命令，调整内部设备的负荷。该终端机的通信接口采用串行接口SIO的通信口A和B，若用B口作无线通道收发信双向通信，则可用A口接成RS－232－C标准接口，采用有线或其它形式和下级机的RS－232－C通信口相连，完成数据传输。
采用本实用新型的无线电力负荷双向终端机，其优点在于该机能根据主控台发出的控制信号及时控制某一供电线路上的用电户，并能将供电线路上各用电户的用电情况及时向主控制台发出，以便对供电线路上出现的各种情况作尽快处理，防止一些供电事故的发生。另外，该机还能与下级机即各用电户的终端设备联机进行实时控制，转发主控制台发出的命令。在该机中，输出控制电路采用了双保险的防开关误动作措施，只有在电路中的继电器J1和J2全导通的情况下，继电器JX2导通才有效，才能打开继电器JX1，从而使JX1的触点接通，这样就有效地防止了由于某些原因而产生的误动作，确保电力系统中供电线路的正常运行。
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的自启动和自复位电路的原理图。
图3是本实用新型时钟发生器电路原理图。
图4是本实用新型主机电源控制电路原理图。
图5是本实用新型输出控制电路的电路原理图。
图6是本实用新型主控单元的线路总图。
图7是图6的左半部，图8是图6的右半部本实用新型的具体实施方案如下。该机以Z80CPU为核心，加上有存贮器、显示器、键盘等组成计算机系统，通信接口由与上级机联系的接口和与下级机联系的接口所组成，其接口均采用RS－232－C标准接口。自启动和自复位电路中单稳电路采用的型号为74123，正与门电路的型号为74LS08，其输入端的一头接自复位电路，另一头接自启动电路，其输出端接脉冲整形电路，该脉冲整形电路采用的集成电路型号为74LS04，脉冲整形电路的输出端接计算机CPU的RESET端。时钟发生器中秒发生器采用的型号为5C702。用户电压测量电路采用电压频率变换器，省掉了通常电路中的电压变送器和A／D转换器。输出控制电路采用两只继电器作12伏电源的控制开关，只有当这两只继电器闭合时，控制继电器JX2才能对继电器JX1起作用，因此，有效地保证了该设备没有误动作的发生。主电源控制电路中比较器采用的型号为LM324，光耦合器的型号为TIL117。该机的所有部分分成5个部分分5层安装在一块控制面板上，第一层为电源单元，第二层为控制单元，第三层为输出单元，第四层为通道单元，第五层为安装有功电表和无功电表。第一层至第四层分别做成分箱式结构，各单元可以单独拉出，这样便于安装和维修。根据以上所述便可以制成本实用新型的无线电力负荷控制双向终端机。
权利要求1.一种无线电力负荷控制的设备，由信号接收部分，信号处理部分以及执行发所构成，其特征在于该机由控制核心Z80CPU(1)、存贮器(2)、显示器(3)、键盘(4)、通信接口(5)自启动和自复位电路(6)、时钟发生器(7)、用户电压测量(8)、输出控制(9)、开关状态输入口(10)及主机电源控制(11)所组成，其中通信接口(5)由与上级机联系的接口和与下级机联系的接口所组成，输出控制(9)由峰谷控制电路和开关状态控制电路所组成，用户电压测量(8)采用电压/频率转换器，时钟发生器(7)中以独立的秒发生器作产生基准时间的元件。
2.根据权利要求1所述的无线电力负荷控制双向终端机，其特征在于自启动和自复位电路(6)由一个单稳电路和微分电路构成，微分电路由电阻R1和电容C1所组成，其单稳电路的触发输出端Q与该微分电路相连接，其微分信号的输出端接在正与门电路的输入端A上。
3.根据权利要求1所述的无线电力负荷控制双向终端机，其特征在于所述的输出控制电路(9)由继电器J1和继电器J2以及每一条控制线路上的继电器JX1和JX2加上驱动电路所构成，计算机的并行输出口PIO的两位通过光耦合器及驱动电路，与继电器J1和继电器J2的线圈相连，这两只继电器的控制触点相串联，其一头接电源正12伏，另一头接控制继电器JX1的线圈端，控制继电器JX2的线圈端与计算机的另一片PIOA口相连接，其控制触点的第一组接至合闸回路，控制触点的第二组接至指示回路，控制触点的第三组接至继电器JX1的驱动电路。
4.根据权利要求1所述的无线电力负荷控制双向终端机，其特征在于所述的主机电源控制电路(11)由一只运算放大器担任正5伏电压失电时的电压比较器，其同相端接在正12伏电压与地之间的电压采样电阻上，其反相端接在正5伏电源上，其输出端接光电耦合器，光电耦合器的输出端接由晶体管组成的电源开关。
5.根据权利要求1所述的无线电力负荷控制双向终端机，其特征在于该设备全部安装于一块控制面板上，其结构为分箱式，各部分可以单独拉出，第一层为电源单元，第二层为控制单元，第三层为输出单元，第四层为通道单元，有功电表和无功电表安装于下部。
专利摘要无线电力负荷控制双向终端机是一种可以实时控制各用户用电状况的设备，它可以实现限电不拉闸的目的，保证重点用户的用电。该设备主要由计算机、通信接口、自启动和自复位电路。时钟发生器、用户电压测量、输出控制、开关状态输入口和主机电源控制电路组成，输出控制包括用电峰谷控制和开关控制，通信接口包括与上级机的接口和与下级机的接口。该设备广泛适用于各供电部门对用户的管理。
文档编号H02J13/00GK2048635SQ8921125
公开日1989年11月29日 申请日期1989年4月1日 优先权日1989年4月1日
发明者李平, 施文冲, 杨志秦, 仉士生 申请人:南通市通明电力技术开发公司