基于lpc单片机的低压断路器智能控制装置的制造方法

文档序号:8716622阅读:373来源:国知局
基于lpc单片机的低压断路器智能控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于以太网通信技术领域,涉及低压配电系统应用的智能化、网络化。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的飞速发展,电力在工业生产和人们的生活中发挥着十分重要的作用。如何有效地保障电力系统的稳定运行,提高供电质量,保护用电设备及人身安全,己成为人们普遍关心的话题。断路器俗称自动开关是低压配电系统中的重要电器元件,其作用是保护电气配电网络和工业设备免受破坏。因此,断路器广泛应用于配电系统、电力输送系统以及用电设备中,如各类电站、变电站、车载系统(包括空调机车、电力抢修车)、船用系统等等。有必要加强配电系统智能控制管理,达到可以在正常工作情况下接通或断开负载电流,而且允许在不正常情况下(过载、短路、欠电压等)自动切断电路,从而保护用电设备和电缆等;故障排除后,可迅速恢复供电。断路器可以就地操作,还可以远距离操作,且安全、方便。

【发明内容】

[0003]发明目的:针对上述存在的问题和缺陷,利用智能控制优势开发一种基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置,实现低压配电系统中断路器保护功能,实现配电自动化的低功耗、低成本、网络化、智能化。
[0004]技术方案:为达到上述发明目的,本实用新型采用以下技术方案:基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置包含主控处理模块、电能计量模块、以太网通信模块和数据采集模块。其中:所述数据采集模块,由电流互感器采集电流信号,通过采集端口传输至ATT7022B ;所述电能计量模块,由ATT7022B采集端口获取采集信号,实现有功功率和无功功率参数测量,通过SPI总线实现计量参数向主控处理模块的传输;所述主控处理模块,对接收数据进行分析存储,对预存在FLASH中各种故障保护的电流值和动作时间阀值进行比较,输出各种控制命令和报警信号,若判断到电路发生故障,则发出脱扣信号,由执行电路来完成;所述以太网通信模块,经以太网将汇总参数信息数据发送至上位机监控中心,监控中心根据监测数据进行存储和分析,从而提高智能控制器稳定性和可靠性。
[0005]进一步改进,所述LPC1788芯片通过AO?A14与FLASH地址线相连,DO?D31与之数据线相连。
[0006]作为优选,ATT7022B芯片的SPI总线引脚与LPC1788芯片SPI接口相连,实现电能参数传递。
[0007]有益效果:与现有技术相比,本实用新型融合了传感器技术、电子技术、仪器仪表、IIC总线、无线通信技术等领域最新技术的智能控制装置,本实用新型采用串行和以太网通信方式,具有成本低、维护方便、自动化、智能化程度高等优点,非常适用于低压配电系统管理,对于提升自动化管理水平、节约人力和脱扣预警具有明显的效果,具有较高的工程应用价值和市场推广价值,有十分广阔的应用前景。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型原理框图。
[0009]图2是本实用新型主控处理模块原理图。
[0010]图3是本实用新型以太网通信模块原理图。
[0011]图4是本实用新型电能计量模块原理图。
[0012]图5是本实用新型数据采集模块原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本实用新型,应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围,在阅读了本实用新型之后,本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0014]参照图1,图1表示本实用新型原理框图。数据采集模块采集到电流信号,发送到电能计量模块,对各参数进行测量,由SPI接口传输至主控处理模块,主控处理模块进行分析存储,作出各种控制指令和报警信号,经以太网与上位机取得通信,将参数和操作内容发送至监控中心,监控中心获取数据后进行存储,并进行进一步处理,并通过以太网网向主控模块传输指令。
[0015]参照图2,图2表示本实用新型主控处理模块原理图。核心芯片是以Cortex_M3为内核的LPCl788,它包含有LCD控制器,USB全速Device/Host/OTG控制器,CAN总线控制器,SPI, SSP, IIC, IIS以及外部存储控制器EMC等资源,中央处理单元通过SPI总线获取计量数据,以太网通信实现数据的有线传输。主控处理模块的外部存储包括IIC总线的AT24C16存储单元和MCI接口的SD卡读取。
[0016]参照图3,图3表示本实用新型终端太网通信模块原理图。核心芯片是RTL8019AS以太网控制器,它是由Realtek公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,具有8/16位总线模式,集成了 IEEE802.3协议标准的介质访问控制子层(MAC)和物理层的性能,与NE2000相兼容,支持以太网全双工通信方式,支持UTP,An和BNC自动检测。以太网通信模块实现主控处理模块与上位机双向通信,实现参数传输和指令下达。
[0017]参照图4,图4表示本实用新型终端电能计量模块原理图。核心芯片是ΑΤΤ7022Β,它是一片高精度三相电能专用计量芯片,适用于三相三线和三相四线应用。集成了六路二阶sigma-delta ADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量,同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率参数,充分满足三相复费率多功能电能表的需求。该模块提供一个SPI接口,方便与主控处理模块之间进行计量参数以及校表参数的传递。
[0018]参照图5,图5表示本实用新型终端数据采集模块原理图。核心芯片是电流互感器ZMCT102,电流互感器是依据电磁感应原理,由闭合的铁心和绕组组成,它可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。数据采集模块将采集到的电流参数信号发送至电能计量模块采集接口,由电能计量模块进行各参数测量。
[0019]本实用新型基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置,涉及一种通过电流互感器采集电流参数信息,将获取数据传输至电能计量模块,经SPI接口发送至主控处理模块,主控处理模块对采集数据进行分析存储,输出各种控制和报警信号,并通过以太网接口与上位机进行通信,具有良好的人机交互功能。
【主权项】
1.基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置,其特征在于:包括主控处理模块、电能计量模块、以太网通信模块、数据采集模块,其中: 所述数据采集模块,实现电流信号采集,将数据发送至电能计量模块; 所述电能计量模块,收到数据采集模块采集信号,实现有功功率和无功功率参数测量; 所述主控处理模块,接收ATT7022B处理后的电流信号; 所述以太网通信模块,实现数据向监控中心的有线传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置,其特征在于:所述主控处理模块采用ARM芯片LPC1788 ;所述电能计量模块,采用芯片ATT7022B,与主控处理模块之间采用SPI总线通信方式连接;所述数据采集模块,采用芯片ZMCT102,与电能计量模块之间通过ADC接口相连;所述以太网通信模块,采用RTL8019AS控制器,与主控处理模块之间通过以太网接口实现数据传输。
【专利摘要】本实用新型基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置,主要包括主控处理模块、电能计量模块、以太网通信模块、数据采集模块。断路器智能控制装置由采集模块采集电流参数信息,将采集的数据发送至电能计量模块,对各参数进行测量,将计量结果经SPI总线传输主控处理模块,对获取数据进行存储解析,发出控制指令和报警信号,主控处理模块通过以太网通信模块与上位机实现通信,将数据发送至监控中心,方便管理人员在监控中心进行数据处理、分析以及直接观测。本实用新型基于LPC单片机的低压断路器智能控制装置具有低成本、高精度、智能化等优势。
【IPC分类】H02J13-00
【公开号】CN204425050
【申请号】CN201520094270
【发明人】邵鹤帅, 孙成富, 庄军
【申请人】淮阴工学院, 淮安纷云软件有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月11日
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