专利名称：智能型配电系统故障报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统报警装置领域，特别涉及一种配电系统供电故障报警器。
背景技术：
目前电力系统大量使用的信号报警系统一般由一些冲击继电器、时间继电器、闪光继电器、信号继电器、中间继电器和光字牌等电气器件组成，简称冲击继电器型报警系统。冲击继电器是利用微分变流器，将回路中持续的电流脉冲变成短时的尖电流脉冲，去驱动启动元件，再驱动出口中间元件动作，以启动声讯报警器及相应的光字牌点亮，完成声音和灯光显示功能。这种报警装置的缺点是当配电室高压保护系统出现故障时，电压信号通过故障继电器的常开接点输入到信号报警器，故障存在时接点闭合，故障消失则接点打开。有故障信号输入时，光字牌发光；故障信号输入解除时，光字牌不发光。这样，光字牌发光一闪即逝，值班人员根本无法查看，所以该装置不能有效处理瞬间脉动的故障信号，不能及时提醒值班人员注意。在高压保护调试时，要针对光字牌的显示来判断保护动作(跳闸)是否相符，试验故障信号时间也是极短的。如光字牌显示不能保持显示，调试人员无法判断故障的对与错。而且，多个故障信号出现时无法区别故障发生的先后顺序，从而不能更好分析故障原因。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种具有故障信号的采集、判断、处理、存储、报警和数据显示功能的智能型配电系统故障报警装置。
本实用新型技术方案是包括光字牌、声讯报警器、括控制器、故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口及电源模块，控制器的不同端口分别与故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口、光字牌和声讯报警器的一端连接，上述各电路的电源由电源模块供给。
所述的控制器由微型计算机组成。
所述的微计算机包括单片机U1、片外地址译码器U7、可编程接口芯片U0、随机存取存储器U3和U4、时钟电路U5、只读存储器U2、地址锁存器U6以及缓冲器U10，U7的输入端A、B、C端与U1的P25～P27连接，U1的P00～P07、P20～P24通过数据总线与U0～U6的数据端连接，U6的输出端通过地址总线与U2～U5的地址端连接。
所述的故障信号输入接口包括光电耦合器、三态缓冲器、收发缓冲器，光电耦合器的输出端与三态缓冲器的输入端连接，三态缓冲器的输出端与收发缓冲器的一端连接，该收发缓冲器的另一端与总线连接。
所述的三态缓冲器的输出端还通过一个光字牌驱动接口电路与所述的光字牌连接，该驱动接口电路包括译码器和反相器，译码器的输入端与所述的三态缓冲器的输出端连接，译码器的输出端与反相器的输入端连接，反相器的输出端与光字牌连接。
所述的通信接口包括串行接口电路RS232和RS485，这两块电路的输入端均与所述的控制器的对应端连接。
在所述的声讯报警器与控制器之间连接有光电耦合器和抗干扰隔离盒，光电耦合器的输入端通过一个反相器与控制器的对应端连接，光电耦合器的输出端连接一个继电器，该继电器的触点与声讯器的电源回路串联，在声讯器的回路中串联抗干扰盒。
所述的抗干扰盒由∏型LC低通电路构成。
本实用新型采用计算机技术，增加了输入接口，实现了故障信号的采集、判断、处理、存储、报警、和数据显示等功能，具有能够处理多种报警故障信号(开关量脉冲量等)、对发生的故障存储记忆、实现数据通信等优点。该装置给设备调试和检修人员带来极大的方便。
图1是本实用新型的电路框图；图2是本实用新型控制器的一个实施例电路图；图3是故障信号输入接口和光字牌驱动接口实施例的电路图；
图4是通信接口实施例的电路图；图5是声讯器的驱动电路图；图6是数码显示器和键盘电路；图7是本实用新型采用的看门狗电路。
具体实施方式
参见图1，本实用新型包括控制器1、故障信号输入接口2、键盘3、数码显示器4、通信接口5、光字牌6、声讯报警器7及电源模块8，控制器1的不同端口分别与故障信号输入接口2的输出端以及键盘3、数码显示器4、通信接口5、光字牌6和声讯报警器7的一端连接，上述各电路的电源由电源模块8供给。
参见图2，所述的控制器1由微型计算机组成，该微计算机包括单片机U1(8031)、片外地址译码器U7(74LS138)、可编程接口芯片U0(8279)、外部随机存取存储器U3(6264)和U4(28C17)、时钟电路U5(58167)、只读存储器U2(2764)、地址锁存器U6(74LS373)以及缓冲器U10(74LS244)，U7的三个输入端A、B、C分别与U1的P25～P27连接，U1的P00～P07、P20～P24通过数据总线与U0～U6的数据端连接，U6的输出端通过地址总线与U2～U5的地址端连接。
参见图3，所述的故障信号输入接口2包括两路光电耦合器O1和O2、三态缓冲器U21、收发缓冲器U22，光电耦合器的输出端与三态缓冲器U21的输入端1A1和1A2连接，其输出端1Y1～1Y4，2Y1～2Y4与收发缓冲器的B0～B7端连接，该收发缓冲器的A0～A7端与总线连接。
三态缓冲器U21的输出端还通过一个光字牌驱动接口电路与所述的光字牌6连接，该驱动接口电路包括译码器U23和反相器U24，译码器U23的输入端与所述的三态缓冲器U21的输出端连接，译码器U23的输出端与反相器U24的输入端连接，反相器U24的输出端与光字牌6的光源(两个LEDL1和L2)连接。
参见图4，所述的通信接口4包括串行接口电路RS232和RS485，RS232和RS485的输入端均分别与单片机U1的RXD和TXD连接。RS232的Q0和Q1端以及RS485的Q0和Q2端分别提供两种通信接口方式，完成与其它设备的数据交换。
参见图5，在所述的声讯报警器7包括扬声器Y以及由光电耦合器U71和抗干扰隔离盒U72组成的驱动电路，光电耦合器U71的输入端通过一个反相器U73(74LS04)与控制器的P1.0端连接，光电耦合器U71的输出端连接一个继电器J，该继电器的触点与声讯器的电源回路串联，在声讯器的扬声器Y与电源回路中串联抗干扰盒。抗干扰盒U72由对称连接的电容C8、电感L1、C10和C9、L2、C11组成的∏型LC低通电路构成。
参见图6，本实用新型的数码显示器4由LED数码显示器D、译码器U61(74LS138)以及反相器U62(75451)组成，译码器U61的输入端与微计算机中U0的SL0、SL1及SL2连接，译码器U61的各输出端分别串联一个反相器与一个LED数码管D的各字段连接。8位数码管D与上述接相同。键盘的连接采用常规方式。
图7示出了本实用新型采用的一种看门狗电路图，由专用集成电路U01和反相器U30以及二极管D1、电阻R15和R18按常规连接。其输出端与单片机U1的RTESET端连接。
本实用新型的特点及工作原理如下1、本实用新型是以InterMCS-51单片机为核心部件的微控器；以6264RAM和28C17E2PRM两种型号存储器兼容设计、配备外围接口。
2、系统控制程序采用模块的设计方法，有数据采集模块、显示模块、时钟控制模块、通讯模块等，这些模块主要担负着主、从机之间的信号交换。
3、采用8279可编程接口芯片，完成键盘的输入和显示控制功能，同时消除按键抖动。通过状态字节来判断键值及输入数据格式的行和列，然后调用散转指令，转入相应的处理子程序。
4、显示方式采用发光二极管(LED)，显示方式为动态扫描，软件译码，8279的扫描线，SL0～SL3在扫描过程中，可将8279芯片内部显示RAM中的单元内容逐个地送到输出数据线A0～A3和B0～B3上，SL0～SL3扫描线译码后，用来对不同的数码管D进行驱动，A0～A3和B0～B3送出的数据对应地驱动每个数码管D的显示段，使数码管轮流驱动发光，动态扫描显示8位数据。
5、输入采集、输出驱动采用光电隔离技术，使输入、输出隔离，通过P0口利用光电耦合器件隔离来驱动继电器。
6、为使微处理器尽快摆脱干扰，配置了WATCHDOG电路。
7、通讯方式为串行方式，采用两种通信方式实现和后台数据交换。
8、通过抗干扰线盒U72串接在报警器(喇叭或铃)的电路中，即可防止对外干扰，又可以防止电源电压的抖动对信号装置的干扰而产生误报。达到抗干扰的目的。
工作过程为如图1单片机U1通过译码器U7实现片外编址，协调各集成电路的工作。参数值通过8279存入外存储器U4中，也可用U0构成的键盘和显示电路修正系统时间，时钟芯片U5可以记忆故障发生的时间，作为以后故障报警查询。
当有故障发生时，故障信号(开关量或脉冲量)从故障信号输入接口2的子输入端IN1，然后经过R9电阻降压，输入到光耦01，光电耦合后由三态缓冲器U21通过收发缓冲器U22(B到A)送入总线，完成故障信号的采集。经程序处理后，分时送入收发缓冲器U22(A到B)，通过U23和反相器U24，点亮光字牌6，同时报警参数(预告或事故的设定值)和报警时间存入微机的外存U4供以后查询。由于光子牌6的电源不依赖故障信号，从而实现了故障信号恢复后，光子牌仍旧保持显示，直到值班人员确认故障原因后按取消键，恢复正常显示。报警音响信号通过P1.0控制多个故障信号。
通信接口5有两种接口方式RS232C和RS485。在软件中设计通信子程序，完成与其他设备的数据交换。
本实用新型以单片机为核心控制器，采用大规模集成电路，配备有外围器件。不仅保留了原有的音响和灯光报警功能，而且增加了8倍数码显示，通过操作键盘，可方便的实现人机对话，不仅能直观的看到故障发生的原因，同时具有存储记忆，便于今后查阅。由于该产品的使用环境与现有的直流屏一致，因此可以直接安装到直流屏上，可作为直流屏的辅助设备。该装置在制作中采用按单元制作，每个单元的电路自成一体，可直接插入底座，各功能模块独立安装，一旦发生故障，可以快速更换，节省维修时间，维修方便。考虑到实际动用中高压柜的数量有多有少，本实用新型提供了32路和64路两种配置供用户选择。
权利要求1.一种智能型配电系统故障报警装置，包括光字牌和声讯报警器，其特征在于还包括控制器、故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口及电源模块，控制器的不同端口分别与故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口、光字牌和声讯报警器的一端连接，上述各电路的电源由电源模块供给。
2.根据权利要求1所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的控制器由微型计算机组成。
3.根据权利要求2所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的微计算机包括单片机U1、片外地址译码器U7、可编程接口芯片U0、随机存取存储器U3和U4、时钟电路U5、只读存储器U2、地址锁存器U6以及缓冲器U10，U7的输入端A、B、C端与U1的P25～P27连接，U1的P00～P07、P20～P24通过数据总线与U0～U6的数据端连接，U6的输出端通过地址总线与U2～U5的地址端连接。
4.根据权利要求1所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的故障信号输入接口包括光电耦合器、三态缓冲器、收发缓冲器，光电耦合器的输出端与三态缓冲器的输入端连接，三态缓冲器的输出端与收发缓冲器的一端连接，该收发缓冲器的另一端与总线连接。
5.根据权利要求4所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的三态缓冲器的输出端还通过一个光字牌驱动接口电路与所述的光字牌连接，该驱动接口电路包括译码器和反相器，译码器的输入端与所述的三态缓冲器的输出端连接，译码器的输出端与反相器的输入端连接，反相器的输出端与光字牌连接。
6.根据权利要求1所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的通信接口包括串行接口电路RS232和RS485，这两块电路的输入端均与所述的控制器的对应端连接。
7.根据权利要求1所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于在所述的声讯报警器与控制器之间连接有光电耦合器和抗干扰隔离盒，光电耦合器的输入端通过一个反相器与控制器的对应端连接，光电耦合器的输出端连接一个继电器，该继电器的触点与声讯器的电源回路串联，在声讯器的回路中串联抗干扰盒。
8.根据权利要求7所述的智能型配电系统故障报警装置，其特征在于所述的抗干扰盒由Π型LC低通电路构成。
专利摘要一种智能型配电系统故障报警装置，包括光字牌和声讯报警器，还包括控制器、故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口及电源模块，控制器的不同端口分别与故障信号输入接口、键盘、数码显示器、通信接口、光字牌和声讯报警器的一端连接，上述各电路的电源由电源模块供给。本实用新型采用计算机技术，增加了输入接口，实现了故障信号的采集、判断、处理、存储、报警、和数据显示等功能，具有能够处理多种报警故障信号(开关量脉冲量等)、对发生的故障存储记忆、实现数据通信等优点。该装置给设备调试和检修人员带来极大的方便。
文档编号G01R31/08GK2700891SQ20032012968
公开日2005年5月18日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者王库, 霍永军, 张志军 申请人:北京合欣机电有限责任公司