专利名称：智能锁控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能锁控器，特别是用于电力系统中防止电气误操作的智能锁控器。
电力系统的电气操作是电能生产值班人员的一项主要的、经常性的任务。然而，错误的电气操作，在大多数情况下，要危及电力系统的安全运行和操作人员的生命安全。
本实用新型的目的就是提供一种防止电气误操作的智能锁控器。
本实用新型的技术方案是一种智能锁控器，它设有单片机及与单片机相接的数据通信接口电路、地址编码输入电路和执行电路。
而且，数据通信接口电路为RS-485异步通信接口。
而且，还设有红外线发射器，红外线发射器输入端与单片机相接。
而且，还设有接收红外信号的引导器，引导器由红外线接收器、单片机、液晶显示模块构成，单片机的输入口与红外线接收器的输出口相接，单片机的输出口与液晶显示模块的输入口相接。
而且，智能锁控器的单片机为PIC16C57型单片机，单片机I/O口的A口与数据通信接口电路的数据接收端、发送使能端、发送数据端相接，B口接地址编码输入信号，C口与执行电路相接。
而且，执行电路设有步进电机和控制步进电机运转的解锁继电器和上锁继电器，单片机I/O口的C口输出端与解锁继电器和上锁继电器相接。
而且，单片机I/O口的C口输入端分别接解锁请求信号、被控设备状态信号、闭锁恢复信号。
而且，所述步进电机为交流电源驱动的二相步进电机，步进电机与解锁继电器和上锁继电器之间设有使步进电机移相的电容。
本实用新型通过自动识别并执行与自身地址码相符的编码命令，启动执行机构进行解锁，从而防止电气误操作的发生。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的电路方框图；图2为本实用新型所用单片机ICO[PIC16C15]及其外围接口电路图；图3为本实用新型的引导器的电路图。
参见
图1、图2，本实用新型单片机ICO选用PIC16C57型单片机，它有三个I/O口，其中A口有RA0、RA1、RA2、RA3四根线，对应于引脚6、7、8、9；B口有RB0、RB1、RB2……RB7八根线，对应于引脚10、11、12…17；C口有RC0、RC1、RC2、……RC7八根线，对应于引脚18、19、20、……25。单片机的其它引脚2脚接+5V电源、4脚接0V，3、5脚为空脚，1脚接外部定时/计数脉冲输入RTCC，28脚为外部复位引脚MCLR，27脚为振荡输入OSC1，26脚为振荡输出OSC2。
本实用新型的锁控器通过RS-485接口与上位机通信，IC1是RS-485异步通信口接口芯片，选用MAX1483，它为1/8单位负载型，因而，一个标准的RS-485接口可同时驱动256个本实用新型的智能锁控器。该芯片8脚为+5V，5脚为0V，1脚为数据接收端RO，2脚为接收使能端RE(本方案接0V)，3脚为发送使能端DE，4脚为发送数据端DI，6、7脚与信道相连分别为正相输入/输出和倒相输入/输出。RS-485芯片的DI、DE、RO脚分别与单片机ICO的I/O口A的6、7、8脚相接。
单片机ICO的I/O口8为地址编码输入，其10～17脚分别与拨码开关K的输出端相接，同时还分别与排阻PR2的2～9八个引脚相接，PR2的公共端(引脚1)接地；拨码开关K的输入端还分别与排阻PR1的2～9八个引脚相接，PR1的公共端(引脚1)接+5V电源。这样，通过拨码开关各位的不同组合，就可以设置256种不同的地址编码。
单片机ICO的I/O口C的低4位设置RC0、RC1、RC2、RC3为输入，用于采集四个开关量(QA、SA、FW、HW)，其中RC0、RC1接被控设备状态信号，RC2用于采集解锁请求，RC3用于判断是否恢复闭锁。I/O口C的高四位设置RC4～RC7为输出，其中RC4、RCS分别驱动继电器J1和J2，输出解锁及上锁信号。RC6用于点亮工作指示灯XD。RC7与OSC2之间串接有放大器T2及红外线发射管YD，用于发射红外线编码信号，其工作原理为OSC2输出1/4振荡频率的方波脉冲，该脉冲信号通过T2放大用于调制，RC7输出编码信号，这样加在红外发射管YD上的电平为经过调制的编码信号，再经红外线发射管的二次调制向外发射。ICO的OSC1接由REXT、CEXT构成的振荡器。ICO的28脚接由T1、R1、R2、R3、WY1组成的上电复位电路。
本实用新型的执行电路根据不同的被控对象有所不同。如用于断路器控制回路或电磁执行机构的闭锁，可以用J1或J2的接点去启动一个小中间继电器，再让小中间继电器的接点去闭锁操作回路。对上述情况，ICO的1脚RTCC均接电源的0V。对于诸如隔离开关等手动操作机构的闭锁，可采用如图2所示的执行电路，图中D为二相步进电机，驱动电源采用交流，电容C1、C2用于移相，J1闭合使D正转，J2闭合使D反转；WY2、R4、IC3、R5、R6构成步进电机步数的采集电路，其输出送入单片机ICO的RTCC引脚，可实现定位。
参见图3，本实用新型的引导器由红外线接收器JC、单片机IC2[PIC16C15]及液晶显示模块YJ组成。JC为一体化红外线接收器，其1脚接+5V电源，2脚为信号输出，3脚接0V。JC内部包括了红外线光敏管、信号放大、滤波、检波、整形等电路，把接收到的红外信号变换成方波信号输出。该一体化红外线接收器，可以采用诸如NJL51H/V000系列等型号。JC的输出送到单片机IC2的I/O口的A口的RA0(6脚)。IC2的7～14引脚通过排阻PR4接0V以提供固定的电平。IC2的RB5～RB7(15～17脚)和I/O口的八根线(对应18～25脚)用于驱动液晶显示模块YJ。液晶显示模块可以是点阵字符式，也可以是点阵图形式。图3中采用的是MDLS16265B型点阵字符液晶显示模块，其中RB5接液晶显示模块YJ的寄存器选择脚RS(4脚)，RB6接读写脚R/W(5脚)，RB7接使能脚E(6脚)，RC口接液晶显示模块的数据总线(7～14脚)。液晶显示模块的1脚接0V、2脚接+5V电源、3脚接调整液晶驱动电源电压的电位器W的2脚、15脚接0V、16脚接液晶显示背光电源开关GK。单片机IC2振荡器采用晶体振荡器，它们由XTAL、C3、C4构成，接于IC2的26、27脚之间，由于引导器采用电池供电，单片机IC2内复位已满足要求，故单片机IC2外部复位引脚28通过R7接+5V。
本实用新型通过信道与上位机相连可构成防误操作闭锁系统。上位机安装在发电厂或变电站的中央控制室内，智能锁控器安装在被控设备处。引导器由操作人员随身携带。整个系统只有一台系统主机(即上位机)，引导器可以只有一个或几个(根据现场需要而定，譬如需要备用、监视等)，智能锁控器的数量与被控设备的数量一致。在不加转发扩展器的情况下，本系统可挂接多至249台智能锁控器(特指上位机通信接口为标准RS-485接口)，智能锁控器离系统主机的距离可达1.2公里。如果系统加转发扩展器，则可挂接更多的智能锁控器，并且锁控器离系统主机的最长距离可达13.2公里。
本实用新型工作过程如下，当要进行电气操作时，操作人员将要执行的操作票输入系统主机(即上位机)，系统主机对该操作票进行检查，如果操作票正确，则允许做下一步，如果不正确，则要求修改直至正确为止。当操作票检查通过后，系统主机根据操作票的步骤通过RS-485异步串行通信口逐一下达相应的解锁命令，解锁命令包中含有地址信息，并通过信道传送至各个智能锁控器。当系统主机下达命令时，系统中的所有智能锁控器都能接收到，并通过其红外线信号发射管将接收信号发射出去，但只有地址编码与命令中的地址码一致的锁控器执行解锁命令，启动执行机构进行解锁，而其它锁控器都不解锁，如此，只要操作人员走过任何安装有智能锁控器的地方，并将引导器的红外信号接收器朝向红外信号发射管时，就能接收到当前系统主机要解锁的被控设备并显示出来，因而能够告知操作人员当前要操作的设备，并可使其与所持操作票核对。从而达到防止误操作的目的。当操作人员按操作票要求对被控设备操作完毕，锁控器会将设备的状态和执行命令的情况等通过RS-485接口把信息送至系统主机，以便系统主机下达下一步命令。除此之外，系统主机可以根据请求下达报告设备状态的命令，从而可随时查询被控设备的实际状态。
本实用新型不仅能防止电气误操作，而且由于通信采用RS-485接口和红外线技术使由本实用新型构成的防误操作系统具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力并且不影响环境和其它设备。另外引导器的采用使整个系统的实际工作过程可视化，即具备很高的透明度。
权利要求1.一种智能锁控器，其特征是，设有单片机及与单片机相接的数据通信接口电路、地址编码输入电路和执行电路。
2.根据权利要求1所述的锁控器，共特征是数据通信接口电路为RS-485异步通信接口。
3.根据权利要求1或2所述的锁控器，其特征是设有红外线发射器，红外线发射器输入端与单片机相接。
4.根据权利要求3所述的锁控器，其特征是设有接收红外线信号的引导器，引导器由红外线接收器、单片机、液晶显示模块构成，单片机的输入口与红外线接收器的输出口相接，单片机的输出口与液晶显示模块的输入口相接。
5.根据权利要求1或2所述的锁控器，其特征是所述单片机为PIC16C57型单片机，单片机I/O口的A口与数据通信接口电路的数据接收端、发送使能端、发送数据端相接，B口接地址编码输入信号，C口与执行电路相接。
6.根据权利要求5所述的锁控器，其特征是执行电路设有步进电机和控制步进电机运转的解锁继电器和上锁继电器，单片机I/O口的C口输出端与解锁继电器和上锁继电器相接。
7.根据权利要求6所述的锁控器，其特征是单片机I/O口的C口输入端分别接解锁请求信号、被控设备状态信号、闭锁恢复信号。
8.根据权利要求6所述的锁控器，其特征是步进电机为交流电源驱动的二相步进电机，步进电机与解锁继电器和上锁继电器之间设有使步进机移相的电容。
专利摘要本实用新型涉及一种智能锁控器，它包括单片机及与单片机相接的数据通信接口电路、地址编码输入电路和执行电路。本实用新型不仅能防止电气误操作，而且由本实用新型构成的防误操作系统具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力并且不影响环境和其它设备，另外本实用新型中引导器的采用使整个系统的实际工作过程可视化。
文档编号E05B15/00GK2254462SQ9622015
公开日1997年5月21日 申请日期1996年8月8日 优先权日1996年8月8日
发明者王少荣, 程时杰, 孙继强, 邢然, 田莉芬 申请人:华中理工大学, 机械工业部许昌继电器研究所