专利名称：操作箱的信号灯系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统中的操作箱，尤其是涉及一种操作箱的信号 灯系统，属于电力系统技术领域。
背景技术：
操作箱是电力系统行业重要的二次设备，起着联系断路器等一次设备和保 护测控装置等二次设备的作用。考虑到运行和维护的方便，操作箱一般需要有 较多的灯光信号指示，如用以指示"保护跳闸"，"断路器位置"等信息。特别 是高电压等级的主变压器，具有变压器非电量保护功能的非电量操作箱装置需
要的信号灯数量更是非常之多，可达到50个以上。
目前，国内操作箱设计的信号指示灯多选用电流型发光二极管，电路接线 一般为继电器一 副触点串接 一个或多个功率电阻再串接指示灯本身，工作电源 一般直接釆用控制电源，多为DC220V或DC110V，但二极管一般压降仅为0. 7V左 右，只需几个毫安电流就足以保证亮度，所以基本上所有的压降都落在功率电 阻上，且为了保证回路的长期带电可靠性，信号灯印制板线的布置和线径等都 需要加以考虑。
以上方法存在以下问题l.需要专门留出继电器节点串接在回路中，常用 继电器一般只有1副或2副触点，所以需要专门增加继电器以满足触点需求， 这就造成了成本的增加，特别是在需要较多信号灯的情况下，装置成本将明显上 升；2.匹配的功率电阻长期发热，如某种情况下多个信号灯常亮，则发热更为 严重，不利于装置的稳定运行；3.硬件设计确定后，灯的数量已经固定，具体某 个灯的用途也已经固定，某个指示灯只能指示具体某个信号，如额外的信息也 需要指示灯，只有改动硬件，不利于满足各地用户差异性要求；4.特定灯的保 持回路更是增加了成本，按电力系统运行规程要求，有些信号灯要求故障事件 消失后仍然保持常亮，即使装置失去工作电源再重新上电，该信号灯需要再次 保持常亮，除非人为复归，以此来确保对故障的处理，此时，设计上就需要增加双线圈磁保持继电器，用磁保持继电器的一副触点串接二极管，而不能选用常 规继电器，此时成本更为昂贵，特别是复归该信号灯回路需导通双线圈磁保持 继电器的复位线圈，也增加了印制电路板设计和扎线的复杂性。
总之，目前国内外大多釆用的继电器触点串接的方式驱动信号指示灯方法， 存在着成本高，发热大，灵活性差，接线复杂等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低、发热量低、易于扩充 多数量信号灯，事件源与信号灯任意关联的智能搡作箱信号灯系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种操作箱的信号灯系统，包括信
号灯，其特征在于还包括与外部事件数据源相连的单片机CPU系统，所述单片 机CPU系统还包括与设置有信号灯配置工具软件的PC机的通讯接口 ，所述CPU 系统同时与MAX7325芯片和掉电存储器FRAM相连，所述MAX7325芯片与各信号 灯相连。
所述MAX7325芯片设置有复位按钮。 所述CPU系统包括以下模块
信号灯配置模块，用于从在PC机界面对信号灯与事件源进行配置；
外部数据读取模块，用于从外部数据源读取并写入数据单元；
与MAX7325芯片通讯模块，用于CPU系统与MAX7325芯片握手及进行数据
通讯；
与掉电存储器FRAM通讯模块，用于将CPU系统的配置信息存储至掉电存储 器FRAM中进行刷新以及在掉电后的重新上电时从掉电存储器FRAM读取配置信
息；
系统自检模块，用于检测CPU系统是否与MAX7325芯片握手出错、CPU系统 从掉电存储器FRAM读取配置信息是否出错、与MAX7 32 5芯片通讯是否出错以及 将CPU系统的配置信息存储至掉电存储器FRAM过程是否出错，如果各项检测结 果出错，则发出命令重新进行相应的操作。
本实用新型所达到的有益效果本实用新型的操作箱的信号灯系统，利用 CPU+FRAM+MAX7325+信号灯的组合，以及在CPU系统上设置的各种功能模块，方便地实现了点灯方法，硬回路上节省了继电器和功率电阻，同时避免了电阻发 热；通过配置工具信号灯可根据需要定制为某个事件服务，不需要改线或重新
设计印制板，节约了成本；并且灯的数量易于扩展，只要在设计PCB板时留好
焊位，最多可扩展至256个灯；另外，保持和复位方法成本较低，简单方便，
省去高成本的双线圈磁保持继电器。
图l为本实用新型的搡作箱信号灯系统的硬件连接示意图； 图2为本实用新型的搡作箱信号灯系统的CPU系统工作流程图。
具体实施方式
本实用新型提供一种操作箱的信号灯系统，包括信号灯,其特征在于还包 括与外部事件数据源相连的单片机CPU系统，所述单片机CPU系统还包括与设置 有信号灯配置工具软件的PC机的通讯接口 ，所述CPU系统同时与MAX7 325芯片 和掉电存储器FRAM相连，所述MAX7325芯片与各信号灯相连。
所述MAX7325芯片设置有复位按钮。 ' 所述信号灯为红色、绿色或红色与绿色的组合。
所述CPU系统包括以下模块
信号灯配置模块，用于从在PC机界面对信号灯与事件源进行配置； 外部数据读取模块，用于从外部数据源读取并写入数据单元； 与MAX7325芯片通讯模块，用于CPU系统与MAX7325芯片握手及进行数据 通讯；
与掉电存储器FRAM通讯模块，用于将CPU系统的配置信息存储至掉电存储 器FRAM中进行刷新以及在掉电后的重新上电时从掉电存储器FRAM读取配置信 息；
系统自检模块，用于检测CPU系统是否与MAX7325芯片握手出错、CPU系统 从掉电存储器FRAM读取配置信息是否出错、与MAX7325芯片通讯是否出错以及 将CPU系统的配置信息存储至掉电存储器FRAM过程是否出错，如果各项检测结 果出错，则发出命令重新进行相应的搡作。
本实用新型中的操作箱信号灯系统，硬件采用主CPU+FRAM+MAX7325+信号灯的组合，软件上通过基于PC机的信号灯配置模块和其它功能模块实现。供电电 源只需5V即可，不需要匹配功率电阻。还设计一个复位按键，直接挂接在MAX7325 1/0管脚上，省去成本较高的双线圈磁保持继电器。
所述MAX7325是美信公司的一款2线串行外设，每个芯片具有16个1/0管 脚，使用带有4电平逻辑的两个地址输入，以支持16个I C从地址，这样操 作箱在信号灯印制板设计时可方便的预留灯的数量，按每个I/O管脚驱动一个 信号灯计，最多可支持256个灯(不含复位管脚)。
在和主CPU系统的I2C通讯中， 一个信号灯为一个数据单元，数据单元可 方便利用CPU系统的信号灯配置模块，通过PC机的逻辑图配置工具进行配置。 如果某个灯需要掉电保持，那么在进行配置时需进行掉电保持配置。外部事件 触发CPU系统，CPU系统的外部数据读取模块根据配置工具已经设定好的方法写 入该数据单元，数据单元通过与MAX7325芯片通讯模块发送到MAX7325后驱动 信号灯亮、灭或保持，利用与掉电存储器FRAM通讯模块，将CPU系统的配置信 息存储至掉电存储器FRAM中进行刷新以及在掉电后的重新上电时从掉电存储器 FRAM读取配置信息，掉电存储器FRAM可相当于双线圈磁保持继电器。另外，CPU 系统自检模块，可实现检测CPU系统是否与MAX7325芯片握手出错、CPU系统从 掉电存储器FRAM读取配置信息是否出错、与MAX7325芯片通讯是否出错以及将 CPU系统的配置信息存储至掉电存储器FRAM中过程是否出错，如果各项检测结 果出错，则发出命令重新进行相应的操作。
总体上，信号灯被软件抽象为一个单个可识别可控制的矩阵；触发事件源， 如保护跳闸，断路器分位等信号也被抽象为一个可识别可控制的矩阵，某个源 触发某个信号灯，可任意的在PC机逻辑图可配置工具上画线连接在一起即可， 模拟传统的外部硬接线触发继电器线圈，继电器触点动作贯通信号灯回路全过 程。
本实用新型的操作箱的信号灯系统，利用CPU+FRAM+MAX7 325+信号灯的组 合，以及在CPU系统上设置的各种功能模块，方便地实现了点灯方法，硬回路 上节省了继电器和功率电阻，同时避免了电阻发热；通过配置工具信号灯可根
据需要定制为某个事件服务，不需要改线或重新设计印制板，节约了成本；并且灯的数量易于扩展，只要在设计PCB板时留好焊位，最多可扩展至256个灯；
另外，保持和复位方法成本较低，简单方便，省去高成本的双线圈磁保持继电器。
权利要求1.一种操作箱的信号灯系统，包括信号灯，其特征在于还包括与外部事件数据源相连的单片机CPU系统，所述单片机CPU系统包括与设置有信号灯配置工具软件的PC机的通讯接口，所述CPU系统同时与MAX7325芯片和掉电存储器FRAM相连，所述MAX7325芯片与各信号灯相连。
2. 根据权利要求1所述的操作箱的信号灯系统，其特征在于所述MAX7325芯片设置有复位按钮。
3. 根据权利要求1或2所述的操作箱的信号灯系统，其特征在于所述信号灯为红色、绿色或红色与绿色的组合。
4. 根据权利要求1或2所述的操作箱的信号灯系统，其特征在于所述CPU 系统包括以下模块信号灯配置模块，用于从在PC机界面对信号灯与事件源进行关联配置；外部数据读取模块，用于从外部数据源读取并写入数据单元；'与MAX7325芯片通讯模块，用于CPU系统与MAX7325芯片握手及进行数据通讯；与掉电存储器FRAM通讯模块，用于将CPU系统的配置信息存储至掉电存储 器FRAM中进行刷新以及在掉电后的重新上电时从掉电存储器FRAM读取配置信 白.巧、5系统自检模块，用于检测CPU系统是否与MAX7^25芯片握手出错、CPU系统 从掉电存储器FRAM读取配置信息是否出错、与MAX7325芯片通讯是否出错以及 将CPU系统的配置信息存储至掉电存储器FRAM过程是否出错，如果各项检测结 果出错，则发出命令重新进行相应的操作。
专利摘要本实用新型公开了一种操作箱的信号灯系统，包括信号灯，其特征在于还包括与外部事件数据源相连的单片机CPU系统，所述单片机CPU系统还包括与设置有信号灯配置工具软件的PC机的通讯接口，所述CPU系统同时与MAX7325芯片和掉电存储器FRAM相连，所述MAX7325芯片与各信号灯相连。本实用新型的操作箱的信号灯系统，硬回路上节省了继电器和功率电阻，同时避免了电阻发热；通过配置工具信号灯可根据需要定制为某个事件服务，不需要改线或重新设计印制板，节约了成本；并且灯的数量易于扩展，只要在设计PCB板时留好焊位，最多可扩展至256个灯；另外，保持和复位方法成本较低，简单方便，省去高成本的双线圈磁保持继电器。
文档编号F21Y101/02GK201382288SQ200920035710
公开日2010年1月13日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者乔建光, 孙蓓俊, 云 张, 郑小军, 郭立煌, 磊 陈, 陈新之, 韩春江 申请人:国电南京自动化股份有限公司