专利名称：三相电气参数显示器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气参数显示的装置，具体涉及一种供电设备三相电气参 数显示器装置。
背景技术：
现有的电气参数显示装置功能单一。为了达到测试目的， 一般采用计算机 加数据采集器的方式，但这样却增加了测试成本，提高了测试难度。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，具有对供电设备电气参数(三线 电压、三相相电流、频率)、工作状态及故障、工作时间等进行显示、存储、输 出并对故障时刻前后一定时间内的供电设备电气参数等数据进行记录，提供能 够通过外部计算机读取故障前后电气参数数据的接口的三相电气参数显示器装 置。
为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的包括一个 中央处理器，其本实用新型的改进之处在于中央处理器上依次分别连接有串口 通讯接口、 CAN通讯接口、机组状态/故障数据转换电路、显示器、5V电源，24V 电源分别给5V电源、显示器供电，频率数据信号、电压数据信号、电流数据信
号均输入给中央处理器。
所述中央处理器是由单片机U2、看门狗U5、晶振Y1连接组成中央处理单 元，中央处理单元的外围电路包括光藕07通过U8与光藕08连接，光藕09通 过U10与光藕010将显示器内部电路与显示器外部电路隔离连接。
所述机组状态/故障数据转换电路，由电连接器X1、 X3输入外部故障、状态信号，并通过光藕Ol、 02、 03、 04、 05、 06隔离送入中央处理器。
所述外部电路由三相电压、三相电流和频率数据通过电连接器X2送入中 央处理器，由集成电路U3、 U4连接组成故障存储电路。
采用高速16位单片机作为主控器件，完成对供电设备的相关参数的采集 和显示。状态及故障等信号经光耦隔离后输入单片机，单片机根据不同的输入 信号，对状态及故障进行组合逻辑分析，给出最优的显示。单片机内部集成CAN 总线控制器，通过相应的收发电路支持CAN总线和串口数据读取，方便了供电 设备的故障分析和故障排査。
使用CY62256作为临时存储器，使用大容量铁电存储器作为主存储器，对 故障前后的电气参数进行存储。计时数据也通过铁电存储器进行存储，这样掉 电时时间数据就不会丢失。
本实用新型使用128X64的VFD点阵显示屏进行显示，并使用防窥帖膜阻 挡强光入射。VFD屏是自发光的点阵式显示屏，亮度高，再加上防窥帖膜的防护， 可以有效的解决强光入射问题，使显示组合可以在复杂的光照情况下使用。
本实用新型与现有技术相比，结构简单，具有对供电设备电气参数(三线 电压、三相相电流、频率)、工作状态及故障、工作时间等进行显示、存储、输 出并对故障时刻前后一定时间内的供电设备电气参数等数据进行记录，提供能 够通过外部计算机读取故障前后电气参数数据的接口，采用CAN通讯便于远距 离集中控制和监控，CAN总线的优点——其中有一台设备一旦有故障也不会影响 其他设备正常工作，方便调试和检修。
图1为本实用新型电路结构连接框图2为图1的中央处理器电路连接原理图3为图1的机组状态/故障数据转换电路图4为图1的显示器、频率数据信号、电压数据信号、电流数据信号原理连接图。
具体实施方式
附图为本实用新型的实施例。
以下结合附图对发明内容作进一步说明
参照图1所示，包括一个中央处理器4，其中央处理器4上依次分别连接
有串口通讯接口 1、 CAN通讯接口 2、机组状态/故障数据转换电路3、显示器5、 5V电源6， 24V电源7分别给5V电源6、显示器5供电，频率数据信号8、电压 数据信号9、电流数据信号10均输入给中央处理器4。
图2所示为图1的中央处理器电路外围电路连接原理图，拨码开关sl的7、 8、 9、 10、 11、 12脚接5V电源的地GND， 1脚悬空，2脚接单片机U2的85 脚，3脚接U2的86脚，4脚接U2的49脚，5 J9却接U2的50展口， 6脚接U2 的51脚。电阻R25的脚1接拨码的2脚，R25的2脚接5v的电源VCC。阻 排RP1的2、 4、 6、 8脚接5v电源的VCC， RP1的1、 3、 5、 7脚分别接Sl 的6、 5、 4、 3、 2脚。集成电路U5的1脚和它的S脚相连，U5的2脚接电源 VCC， 3脚接GND， 4、 5脚悬空，6脚接单片机U2的54脚，7脚U2的52 脚和77脚。单片机U2的81脚接GND， U2的80脚接晶振Yl的1脚，接片 式电容C31的1脚；U2的81脚接晶振Y1的2脚，接片式电容C32的1脚。 电容C31、 C32的2脚一同接GND。单片机U2的84脚接电源的VCC， U2 的11脚接5v电源的GND， 23脚接5v电源的VCC， . 27脚片式电容C30的脚 1。 C30的脚2接5v电源的GND。单片机U2的34、 35脚短接， 一同连接与 基准电源4.096v的4.096端。单片机的36、 37脚短接，并一同连接基准电源 4.096v的AGND。单片机U2的42脚接电源5v的GND。光藕07的1脚悬空， 2脚接电阻R2的1脚，3脚接单片机U2的24脚，电阻R2的2脚接电源 的VCC。 07的4脚悬空，5脚接电源5.2v的DGND2， 6脚分别接电阻R14 和集成电路U8的11脚，Q7的7、 8脚短接，同接5.2v电源的D5.2v端。R14的2脚接5.2v电源的5.2v端。片式电容C49的脚1接5.2v电源的DGND2， 它的2脚接5.2v电源的5.2v端。光藕08的脚1、 4悬空，它的2脚接电阻R15 的脚1， R15的2脚接电源5.2v的5.2v端。08的3脚接集成电路U8的12脚， 5脚接5v电源的GND端，6脚接单片机U2的21脚，接电阻R12的1脚。08 的7、 8脚和电阻R12的2脚接5v电源的VCC端，片式电容C49的1脚接5v 电源的GND， 2脚接5v电源的VCC。集成电路U8的1脚接电解电容C50的 1胆P， 3月却接C50的2胆口， 4胆口接C51的1胜P， 5脚接C52的2胆卩，2解P接电解 电容C52的1脚，6月却接电角率电容C53的2胆P， C52的2月却禾口 C53的1胆P同接 5.2v电源的DGND2。U8的14脚接保险PTV1的1脚，U8的13脚接保险PTV2 的1脚，PTV1的2脚接连接器X4的2脚，PTV2的2脚接X4的3展P, U8 的15脚接DGND2， U8的16脚接电源5.2v。连接器X4的7、 8脚短接，4、 6脚短接，5脚接DGND2。光藕09的1、 4脚悬空，2脚接电阻R16的1脚， 3脚单片机U2的73脚，5脚接5.2v电源的DGND2,电阻R16的2脚接5v电 源的VCC。 09的7、 8脚短接，同接5.2v电源的D5.2v端，09的6脚接电阻 R18的1脚和集成电路U10的1胆h R18的2脚接电源D5.2v端，片式电容 C55的1脚接5.2v电源的DGND2， 2脚接电源D5.2v端。光藕09的1、 4脚 悬空，2脚接电阻R16的1脚，3脚单片机U2的73脚，5脚接5.2v电源的 DGND2，电阻R16的2脚接5v电源的VCC。光藕O10的7、 8脚短接，同接 5v电源的VCC端，010的6脚接电阻R17的1脚和单片机U2的74脚；R17 的2脚接电源VCC端，片式电容C54的1脚接5v电源的GND， 2脚接电源 VCC端。光藕OIO的1、 4脚悬空，2脚接电阻R19的1脚，3脚集成电路UIO 的4脚，电阻R19的2脚接5.2v电源的D5.2v。集成电路U10的5脚悬空，2 展P接5.2V电、源的DGND2， 3胆P接5.2v的D5.2V， 6月却接电阻R23的1 J3却接 R24的1脚，接二极管D10的1脚接保险PTV4的1脚。7脚接电阻R20、 R21 的1脚，接二极管D9的1脚接保险PTV3的1脚。电阻R20的2脚和电阻R23的2脚相接，电阻R21和R24，它们的2脚相接。二极管D9、 D10它们的2 脚相接，同接5.2v电源的D5.2v端；二极管D7的2脚接D9的l胆口， 二极管 D8的2脚接D10的1脚，D7、 D8它们的1脚相接，同接5.2v电源的DGND2 端。保险PTV3的2脚接连接器X5的3脚，PTV4的2脚接X5的2脚，X5 的1脚接5.2v电源的DGND2端。
图3为图1的机组状态/故障数据转换电路图，连接器X3的1、 2、 3、 4 脚和排阻RP2的1、 3、 5、 7分别相接，X3的5、 6、 7、 8脚和排阻RP3的1、 3、 5、 7分别相接，X3的9、 10、 11、 12脚和排阻RP4的1、 3、 5、 7分别相 接，X3的13、 14脚和排阻RP5的1、 3分别相接，X3的15脚接24v电源的 DGND端，X3的16脚悬空。RP2的2、 4、 6、 8脚分别和光藕Ol的2、 4、 6、 8脚相接。RP3的2、 4、 6、 8脚分别和光藕02的2、 4、 6、 8脚相接。RP4 的2、 4、 6、 8脚分别和光藕03的2、 4、 6、 8脚相接。RP5的2、 4、 6脚分 别和光藕04的2、 4、 6脚相接，RP5的5脚和连接器XI的15脚相接，RP5 的7脚和XI的16脚相接，RP5的8脚和04的7脚相接。Ol、 02、 03它 们的l、 3、 5、 7脚禾n04的l、 3、 5脚同接24v电源的+24v端，04的8脚接 24v电源的DGND端。Ol的10脚接排阻RP6的7脚，接片式电容Cll的1 脚，接单片机U2的64脚；Ol的12脚接排阻RP6的5脚，接片式电容CIO 的1脚，接单片机U2的63脚；Ol的14脚接排阻RP6的3脚，接片式电容 C9的1脚，接单片机U2的62脚；Ol的16脚接排阻RP6的1脚，接片式电 容C8的1胜口，接单片机U2的61脚。排阻RP6的2、 4、 6、 8脚，电容C8、 C9、 CIO、 Cll它们的2脚同接5v电源的VCC端。02的10脚接排阻RP7的 7脚，接片式电容C15的1脚，接单片机U2的68脚；02的12脚接排阻RP7 的5脚，接片式电容C14的1脚，接单片机U2的67胜卩；02的14脚接排阻 RP7的3脚，接片式电容C13的1脚，接单片机U2的66脚；02的16脚接 排阻RP7的1脚，接片式电容C12的1脚，接单片机U2的65脚。排阻RP7的2、 4、 6、 8脚，电容C12、 C13、 C14、 C15它们的2脚同接5v电源的VCC 端。03的10脚接排阻RPS的7脚，接片式电容C19的1脚，接单片机U2的 72脚；03的12脚接排阻RP8的5脚，接片式电容C18的1脚，接单片机U2 的71脚；03的14脚接排阻RP8的3脚，接片式电容C17的1脚，接单片机 U2的70脚；03的16脚接排阻RP8的1脚，接片式电容C16的1脚，接单 片机U2的69脚。排阻RP8的2、 4、 6、 8脚，电容C16、 C17、 C18、 C19它 们的2脚同接5v电源的VCC端。04的10脚接排阻RP9的7脚，接片式电容 C61的1脚，接单片机U2的88展卩；04的12脚接排阻RP9的5胆口，接片式 电容C60的1展卩，接单片机U2的87展卩；04的14脚接排阻RP9的3胆卩，接 片式电容C21的1脚，接单片机U2的76脚；04的16脚接排阻RP9的1脚， 接片式电容C20的1脚，接单片机U2的75脚。排阻RP9的2、 4、 6、 8脚， 电容C20、 C21、 C60、 C61它们的2脚同接5v电源的VCC端。光藕Ol、 02、 03、 04它们的9、 11、 13、 15脚同接5v电源的GND端。连接器XI的1脚 接24v电源的+24v端，XI的2脚接24v电源的DGND端，它的3脚悬空， XI的4、 5、 6、 7脚分别接排阻RP10的1、 3、 5、 7展P， XI的8、 9、 10、 13 脚分别和排阻RPll的1、 3、 5、 7脚相接，XI的9脚12脚短接，XI的11脚 和13脚短接，XI的14脚接24v电源的+24v端，排阻RP10的脚2、 4、 6、 8 分别和光藕05的1、 3、 5、 7脚相接。光藕05的2、 4、 6、 8脚接24v电源 的DGND端，05的10脚接排阻RP12的7脚，接片式电容C25的1脚，接单 片机U2的55脚；05的12脚接排阻RP12的5脚，接片式电容C24的1脚， 接单片机U2的55脚；05的14脚接排阻RP12的3脚，接片式电容C23的1 脚，接单片机U2的22脚；05的16脚接排阻RP12的1展卩，接片式电容C22 的1脚，接单片机U2的19脚。光藕05的9、 11、 13、 15脚接5v电源的GND 端。光藕06的1、 5脚接24v电源的+24v端，06的4脚8脚接24v电源的 DGND端。光藕06的10脚接排阻RP13的7脚，接片式电容C29的1脚，接单片机U2的60脚;06的12脚接排阻RP13的5展卩，接片式电容C28的1脚， 接单片机U2的59脚；06的14脚接排阻RP13的3展卩，接片式电容C27的1 脚，接单片机U2的58脚；06的16脚接排阻RP13的l脚，接片式电容C26 的1脚，接单片机U2的57脚。光藕06的9、 11、 13、 15脚接5v电源的GND
+山乂而。
图4为图1的显示器、5V电源、24V电源、频率数据信号、电压数据信号、 电流数据信号原理连接图。
电解电容Cl的正极接24V电源+24V端，负极接24V电源的地线DGND端。 电源模块Ul的1脚接24V电源的+24V端，2脚接24V电源的地线DGND端，3 脚接5V电源的VCC端，4脚接5V电源的GND端。电解电容C2、陶瓷C3的正 极接5V电源的VCC端，负极接5V电源的GND端。电阻Rl的脚1接5V电源的 VCC端，2脚接发光二极管Dl的脚1， Dl的2脚接5V电源的GND端。参考电 源U12的1、 3、 6、 7、 8脚悬空，2脚接5V电源的VCC端，4脚接5V电源的 GND端，5脚接参考电压的+4.096端。电解电容C58的正极接U12的5脚，负 极接参考电压的AGND端。连接器X2的1、 2、 3、 4、 5、 6、 7脚分别接电阻R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R44的1脚，X2的8脚接参考电压的AGND， X2的9、 10、 11、 12脚悬空。R3的2脚接电阻R26的1脚，R26的2脚接电阻R32的1脚， 并且接至U2的38脚，R32的2脚接电阻R38的1脚，R38的2脚接参考电压 的AGND; R4的2脚接电阻R27的1脚，R27的2脚接电阻R33的1脚，并且接 至U2的40脚，R33的2脚接电阻R39的1脚，R39的2脚接参考电压的AGND; R5的2脚接电阻R28的1胆卩，R28的2脚接电阻R34的1脚，并且接至U2的 43脚，R34的2脚接电阻R40的1脚，R40的2脚接参考电压的AGND; R6的2 脚接电阻R29的1脚，R29的2脚接电阻R35的1脚，并且接至U2的39脚， R35的2脚接电阻R41的1脚，R41的2脚接参考电压的AGND; R7的2脚接电 阻R30的1脚，R30的2脚接电阻R36的1脚，并且接至U2的41脚，R36的2
9脚接电阻R42的1脚，R42的2脚接参考电压的AGND; R8的2脚接电阻R31 的1脚，R31的2脚接电阻R37的1展口，并且接至U2的44脚，R37的2脚接 电阻R43的1脚，R43的2脚接参考电压的AGND; R44的2脚接光耦011的1 脚，011的2脚接24V电源的DGND端，4脚接5V电源的GND端，5脚接电容 C41、电阻R48的1脚，并且接至U2的第53脚，C41、 R48的2脚接5V电源的 VCC端。电容C33、 C34、 C35、 C36、 C37、 C38的1脚接参考电压的AGND端，2 脚分别接至单片机U2的第38、 40、 43、 39、 41、 44脚。电容C4、 C5、 C6、 C7、 C46、 C47的1脚接5V电源的VCC端，2脚接5V电源的GND端。连接器JP1的 1脚接D5.2V电源的DGND2端，2脚接24V电源的DGND端，3脚接参考电压的 AGND端，4脚接5V电源的GND端。随机存储器U3的1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27脚分别接U2的6、 7、 8、 9、 10、 12、 13、 14、 15、 16、 28、 29、 3031、 32、 33、 47、 48、 90、 1、 26、 2、 3、 4、 5、 25胆P， U3的14脚接5V电源的GND端， 并且接至电容C39的1脚，U3的28脚接5V电源的VCC端，并且接至电容C39 的2脚。铁电存储器U4的1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27脚分别接U2的16、 14、 8、 7、 6、 5、 4、 3、 2、 1、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 47、 48、 89、 12、 26、 13、 10、 9、 15、 25脚，U3的14脚接5V电源的GND端，并且接至电容C40的 1脚，U3的28脚接5V电源的VCC端，并且接至电容C40的2脚。光耦012的 2脚接5. 2V电源的D5. 2V端，3脚接电阻R46的1脚，R46的2脚接U8的9 脚，012的5脚接5V电源的GND端，6脚接U2的20脚，并且接至电阻R45的 1脚，012的7、 8脚接5V电源的VCC端，同时接至R45的2脚和电容C57的1 脚，C57的2脚接5V电源的GND端。光耦013的2脚接5V电源的VCC端，3 脚接电阻R2的1脚，R2的2脚接U2的18脚，013的5脚接5. 2V电源的DGND2 端，6脚接U8的10脚，并且接至电阻R47的1脚，013的7、 8脚接5. 2V电源的D5. 2V端，同时接至R47的2脚和电容C59的1脚，C59的2脚接5. 2V 电源的DGND2端。电源模块U11的7、 8、 14脚悬空，1、 2脚分别接5V电源的 VCC、 GND端，5、 6脚分别接5. 2V电源的D5.2V、 DGND2端，电容C43、 C44、 C45、电阻RIO、 Rll的l脚接5. 2V电源的D5. 2V端，C43、 C44、 C45、电阻R9、 发光二极管D2的2脚接5. 2V电源的DGND2端，R10的2脚接R9的1脚，Rll 的2脚接D2的1脚。连接器X6的1脚接24V电源和5. 2V电源的DGND、 DGND2 端，2脚接24V电源的+24V端，4脚接保险PTV5的1脚，PTV5的2脚接U8的 8脚，X6的7脚接保险PTV6的1脚，PTV6的2脚接U8的7脚，X6的3、 5、 6 脚悬空。
当本实用新型在接于柴油发电机组的状态下，由连接器X1、 X2、 X3输入柴 油发电机设备的状态、故障、三相电压、三相电流和频率，如发生油位低故障 时，显示屏将锁定当时的电压、电流、频率数据，油位低信息提示将在屏的右 侧闪烁；此时，用电脑与本实用新型的串口相连，通过串口终端向本机发送字 母"U"，本机将持续回发故障前30秒和故障后IO秒的电压、电流、频率数据；
按下复位按扭，系统重新进入监控显示状态。
权利要求1、一种三相电气参数显示器装置，包括一个中央处理器(4)，其特征在于中央处理器(4)上依次分别连接有串口通讯接口(1)、CAN通讯接口(2)、机组状态/故障数据转换电路(3)、显示器(5)、5V电源(6)，24V电源(7)分别给5V电源(6)、显示器(5)供电，频率数据信号(8)、电压数据信号(9)、电流数据信号(10)均输入给中央处理器(4)。
2、 根据权利要求1所述的三相电气参数显示器装置，其特征在于所述中 央处理器是由单片机U2、看门狗U5、晶振Yl连接组成中央处理单元，中央处 理单元的外围电路包括光藕07通过U8与光藕08连接，光藕09通过U10与光 藕010将显示器内部电路与显示器外部电路隔离连接。
3、 根据权利要求1所述的三相电气参数显示器装置，其特征在于所述机 组状态/故障数据转换电路，由电连接器X1、 X3输入外部故障、状态信号，并 通过光藕Ol、 02、 03、 04、 05、 06隔离送入中央处理器(4)。
4、 根据权利要求2所述的三相电气参数显示器装置，其特征在于所述外 部电路由三相电压、三相电流和频率数据通过电连接器X2送入中央处理器， 由集成电路U3、 U4连接组成故障存储电路。
专利摘要本实用新型公开了一种供电设备三相电气参数显示器装置。包括一个中央处理器，其中央处理器上依次分别连接有串口通讯接口、CAN通讯接口、机组状态/故障数据转换电路、显示器、5V电源，24V电源分别给5V电源、显示器供电，频率数据信号、电压数据信号、电流数据信号均输入给中央处理器。结构简单，提供能够通过外部计算机读取故障前后电气参数数据，当有故障发生时将在显示屏上锁定供电设备故障发生时的电压、电流、频率和设备的状态、故障信息；并同时储存故障前30秒和故障后10秒的电压、电流、频率数据，方便用户对故障进行分析，其CAN总线方便了集群管理和监控。
文档编号G01R15/12GK201141884SQ200720311499
公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者权 南, 史宝祥, 易英雨, 李振清, 燕 肖 申请人:西安龙德科技发展有限公司