一种集成电压型与保护型一体的人机交互面板的制作方法

本实用新型涉及国家电网用电力系统的二次设备控制技术领域，尤其涉及一种使用单片机进行控制的、同时实现电压型与保护型功能投退及定值参数设置的电力智能终端用人机交互面板。

背景技术：

在使用单片机控制的电力设备中，输入设备是必不可少的。人机交互面板作为控制系统的输入设备，可供使用者通过对面板的操作来完成投退的功能，及设置定值参数实现就地参数设置的功能。

拨码开关与拨盘开关结合使用，具有操作方便直观、简单易用等特点，因此在需要少量控制参数和数据的系统中，经常得以采用；特别是在电力系统的某些技术规范中明确要求设备可以在装置不带电的情况下设置系统参数，因此拨码开关与拨盘开关就成为了一种常见的输入设备。

目前，电力系统架空线路馈线自动化终端在国家电网公司标准中分为三遥、二遥动作型分段以及二遥动作型分界等多种装置；但是由于种类较多，分类繁杂，所以最终用户订购设备时往往不知道具体用什么类型，因而导致到了现场安装的时候才发现需要的功能在已发货的设备面板上无法实现。

此外，若一个用户现场订购了多种类型馈线终端，也很容易在安装时搞错设备类型，由此给现场施工及运行维护带来很大的困扰。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：如何加强国家电网电力系统智能终端的普遍实用性，使其同时具备三遥、二遥动作型分段和二遥动作型分界的功能，以降低使用者的维护与操作难度，确保设备安装的准确性，进而加快安装进度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种集成电压型与保护型一体的人机交互面板，装设于电力系统二次设备的智能终端上，电连接至所述智能终端的控制主板，所述控制主板通过接口板电连接至电力系统一次设备的柱上开关；所述人机交互面板包括面板本体以及设于所述面板本体上的：拨盘开关区域、拨码开关区域、指示灯区域和功能区域，其中，

所述拨盘开关区域设有多个功能键和一组拨盘开关，该组拨盘开关包括：数量相等的“+”键和“-”键，以及显示的数值位数与“+”键/“-”键的数量相等的显示单元，所述显示单元上呈现数值的每一位数的上方和下方分别设置“+”键和“-”键；拨盘开关区域的功能键所提供的功能包括：I段保护的限值与时限、II段保护的限值与时限、接地保护的限值与时限、重合闸时限以及X时限中的一种或多种；

所述拨码开关区域设有多个拨码开关，供使用者通过拨动的操作在两项功能中选择一项，以完成功能的投退或切换；拨码开关区域的拨码开关所提供的功能包括：面板参数与远程参数、远方与本地、电压时间型与过流保护型、就地FA投入与退出、选段与选线、分段与联络、保护投入与退出、重合闸投入与退出以及电源开与关中的一种或多种；

所述指示灯区域设有多个指示灯，指示灯指示的信息包括：电源、运行、开关合位、未储能、远方、保护动作、重合动作、闭锁、串口通信和网络通信中的一种或多种；

所述功能区域设有通讯口、遥控压板、参数确认按键以及复位按键。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选地，所述拨盘开关区域还设有拨盘开关保护套，所述拨盘开关保护套包括一体成型的按键帽和透明观察窗，其中，对应于显示单元的位置为透明观察窗，对应于“+”键和“-”键的位置为按键帽。

优选地，所述拨盘开关区域的“+”键和“-”键分别设为八个，显示单元显示八位数字。

优选地，所述功能区域的通讯口为DB9通讯口。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

1、提高了人机交互面板的通用性，一种面板上就可以实现电压型与保护型功能；

2、对于现场安装与运维人员，降低了使用难度，适用性能大幅提升；

3、在拨盘开关上使用保护套提高了静电放电抗扰度与防尘设计，大大提高了系统可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的集成电压型与保护型一体的人机交互面板的结构示意图；

图2为本实用新型的集成电压型与保护型一体的人机交互面板的电气连接图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

100——面板本体；200——拨盘开关区域；300——拨码开关区域；400——指示灯区域；500——功能区域；

10——一次设备；101——柱上开关；

20——二次设备；

201——接口板；202——电压互感器；203——电流互感器；204——继电器控制输出端；205——柱上开关状态量输出端；

206——控制主板；207——电压型逻辑程序单元；208——主程序单元；209——保护型逻辑程序单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1所示，其为本实用新型的集成电压型与保护型一体的人机交互面板的结构示意图。所述集成电压型与保护型一体的人机交互面板包括面板本体100以及设于所述面板本体100上的：拨盘开关区域200、拨码开关区域300、指示灯区域400和功能区域500，其中，

所述拨盘开关区域200设有多个功能键和一组拨盘开关，该组拨盘开关包括：数量相等的“+”键和“-”键，以及显示的数值位数与“+”键/“-”键的数量相等的显示单元，所述显示单元上呈现数值的每一位数的上方和下方分别设置“+”键和“-”键，由此，使用者可按动数值上方或下方的“+”键或“-”键，对数值大小进行调节；优选地，“+”键和“-”键分别设为八个，相应地，显示单元显示八位数字。多个功能键可用于提供的功能例如有：I段保护的限值与时限、II段保护的限值与时限、接地保护的限值与时限、重合闸时限和/或X时限。由此，使用者可先按下功能键，待显示单元显示数值后，按动“+”键或“-”键，以调节数值。需要进行说明的是：上述功能为现阶段国家电网电力系统比较常用的功能参数，仅为列举，并非穷举，本领域技术人员须知在实际应用时可根据需求进行适当的增加或删减。

此外，为了保护拨盘开关、增长其使用年限，本实用新型还增设有拨盘开关保护套。所述拨盘开关保护套包括一体成型的按键帽和透明观察窗，其中，对应于显示单元的位置为透明观察窗，便于观察数值；对应于“+”键和“-”键的位置为按键帽，弹性好，耐撕裂性好，不易损坏。本实用新型的拨盘开关保护套采用气相硅胶材质，具有极好的电气绝缘性能，耐高低温冲击、弹性好、可拉伸形性强、抗拉扯强度高、不易变形损坏，颜色优选为白色，不容易变黄。

所述拨码开关区域300设有多个拨码开关，供使用者通过拨动的操作在两项功能中选择一项，以完成功能的投退或切换；拨码开关可提供的功能例如有：面板参数与远程参数、远方与本地、电压时间型与过流保护型、就地FA投入与退出、选段与选线、分段与联络、保护投入与退出、重合闸投入与退出和/或电源开与关。需要进行说明的是：上述功能为现阶段国家电网电力系统比较常用的功能，仅为列举，并非穷举，本领域技术人员须知在实际应用时可根据需求进行适当的增加或删减。

所述指示灯区域400设有多个指示灯，通过灯的点亮或熄灭、或者灯的不同颜色，来使工作人员直观地了解电力设备的运行状态及通信状态；指示灯可指示的内容包括：电源、运行、开关合位、未储能、远方、保护动作、重合动作、闭锁、串口通信和/或网络通信。需要进行说明的是：上述指示灯可指示的内容为现阶段国家电网电力系统最常见的电力智能终端的指示灯指示内容，仅为列举，并非穷举，本领域技术人员须知在实际应用时可根据需求进行适当的增加或删减。

所述功能区域500设有通讯口、遥控压板、参数确认按键以及复位按键，其中，所述通讯口优选为DB9通讯口，供调试人员连接计算机进行调试或系统参数的设置与修改；

所述遥控压板用于控制柱上开关分合闸回路的通断，其主要作用是防止误操作；在实际运行时，“遥控”是由调度员在电力公司的调度大楼里面进行操作的，如果遥控压板打到退出位置，那么柱上开关分合闸回路被断开，即使调度员误操作，也不会让柱上开关执行分合闸动作，从而保证现场的人身和设备安全；如图1中所示，平时状态下，遥控压板的合闸投入、分闸投入，柱上开关分合闸回路接通，意味着允许调度员遥控执行合闸或分闸的操作；而进行线路检修时，则需要将遥控压板的合闸和分闸都退出来，柱上开关分合闸回路断开，无法进行遥控分合闸，以防止调度员在后台系统误操作；

所述参数确认按键供使用者调节拨盘开关的数值后按动，以确认数值的修改；所述复位按键用于对人机交互面板所在的电力智能终端进行复位操作。

投入使用时，工作人员可进行如下操作：

1)开始使用时，将拨码开关区域300中的电源开关打到“电源开”一侧；

2)如需使用面板参数，将拨码开关区域300中的面板/远程参数打到“面板参数”一侧；

3)如需电压时间型功能，将拨码开关区域300中的电压时间/过流保护打到“电压时间”一侧；然后，可根据需要设置电压型功能的3个拨码开关：就地FA投入与退出、选段与选线、分段与联络；拨盘开关区域200中的“X时限”可用于设定电压型功能需要的X时间，例如可设定延时合闸时限，即从分段器电源侧加电压到该分段器合闸的时间；

4)如需保护型功能，将拨码开关区域300中的电压时间/过流保护打到“过流保护”一侧；然后，可根据需要设置保护型功能的两个拨码开关：保护投入与退出、重合闸投入与退出；

5)如需修改功能参数，可先按下拨盘开关区域200中的功能键，待显示单元显示数值后，按动“+”键或“-”键，以调节数值，最后按下功能区域500中的“参数确认”按键，以确认数值的修改；

6)如需重启终端设备，可按下功能区域500中的“复位”按键，终端设备会重新启动。

众所周知，人机交互面板是无法独立地进行工作的，必须要与相关的装置、设备进行连接，作为某一整体的一部分来完成其功能；接下来，请再参照图2所示，其为本实用新型的集成电压型与保护型一体的人机交互面板的电气连接图；在国家电网电力系统中，设有一次设备10与电连接至所述一次设备10的二次设备20，所述一次设备10为直接用于生产和使用电能的电气设备，例如：发电机、变压器、开关设备等；所述二次设备20是对一次设备进行监察、测量、控制、保护或调节的辅助设备，例如：测量表计(如电压表、电流表、功率表、电能表等)、绝缘监察装置、控制和信号装置、继电保护及自动装置、直流电源设备、备自投装置等；其中，

所述一次设备10包括柱上开关101，所述柱上开关101例如可为：柱上断路器、柱上负荷开关或柱上隔离开关等，但不以此为限；所述二次设备20通过控制电缆连接至所述柱上开关101。

所述二次设备20包括依次进行电连接的接口板201、控制主板206以及本实用新型的人机交互面板，其中，

所述接口板201上设有：电压互感器202、电流互感器203、继电器控制输出端204以及柱上开关状态量输出端205，所述电压互感器202、电流互感器203、继电器控制输出端204及柱上开关状态量输出端205皆通过控制电缆连接至所述柱上开关101，并采集所述柱上开关101的电力运行数据，例如：电压、电流、开关状态等；

所述控制主板206上设有：电压型逻辑程序单元207、主程序单元208以及保护型逻辑程序单元209，所述电压型逻辑程序单元207分别与所述接口板201上的电压互感器202、电流互感器203电连接以传输电压、电流信号，所述主程序单元208与所述接口板201上的继电器控制输出端204电连接以传输控制信号，所述保护型逻辑程序单元209与所述接口板201上的柱上开关状态量输出端205电连接以传输位置信号；此外，所述电压型逻辑程序单元207、保护型逻辑程序单元209亦分别电连接至所述主程序单元208；本实用新型的控制主板优选使用单片机来实现，但不以此为限；

进一步地，所述控制主板206电连接至所述人机交互面板，由此，所述控制主板206将数据信息、地址信息以及片选信号传输至所述人机交互面板。

在实际应用中，二次设备中的控制主板和人机交互面板往往集成于智能终端上，一般置于电厂、变电站或配电所的主控室中，一次设备的运行状态和电力参数通过互感器和继电器传输至控制主板，呈现于人机交互面板上；而后，电力系统的运行人员操作人机交互面板，对相关设备进行控制或参数调节。

本实用新型的集成电压型与保护型一体的人机交互面板将电压型与保护型参数需要的拨码及定值集成到一起，通过投退相应的拨码开关及设定相应的定值，实现一体化设计方案；该方案具有实用范围广、功能分区明显、设置简单、指示清晰的特点，能够适应一种装置应用于不同功能模式，从而避免了一个用户订购多种类型终端容易导致安装时搞错设备类型的问题，同时降低现场施工及运维人员的操作难度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。