一种新型中央信号装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型中央信号装置，包括模数转换芯片、单片机、显示报警单元和门磁电流互感器，所述的门磁电流互感器通过所述的模数转换芯片将其转换成数字信号传送到所述的单片机，所述的单片机控制所述的显示报警单元，其特点是由于采用的是电磁感应，无论外部事故与预告信号回路出现任何异常，都不会损坏采用的磁通门式电流传感器.并当出现电阻短路大电流异常时报警。
【专利说明】一种新型中央信号装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于检测领域，尤其是一种用于电路故障的检测装置。
【背景技术】
[0002]目前在国内范围，中央信号装置的组成为:冲击继电器，延时继电器，中间继电器，闪光继电器，光子牌，蜂鸣器，电铃等组成.存在问题:功耗大，体积大，接线环节多，施工复杂等缺点.按电流微分(积分)原理工作的冲击的继电器，当事故与预告信号回路启动时，光子牌，或者电阻的接通或断开引起信号电力路瞬时值的突变，造成冲击继电器误动作.或电阻的误未接入或电阻阻值的变小，造成冲击继电器永久性损坏，并无法知道当前发生故障和预告的个数。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决中央信号装置遭受大电流冲击，易损坏、故障个数无法计量等问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:本发明一种新型中央信号装置，包括模数转换芯片、单片机、显示报警单元和门磁电流互感器，所述的门磁电流互感器通过所述的模数转换芯片将其转换成数字信号传送到所述的单片机，所述的单片机控制所述的显示报警单元。
[0005]进一步的，所述的门磁电流互感器包括电阻、电流互感器和继电器，所述的电流互感器绕装在所述的电阻和继电器之间的电路上，所述的电流互感器与所述的单片机连接。
[0006]进一步的，所述的门磁电流互感器还包括保险丝，所述的保险丝设置在所述的电阻和电流互感器之间。
[0007]进一步的，所述的门磁电流互感器的电阻有18个。
[0008]进一步的，所述的门磁电流互感器有两个，一个用于预告信号，一个用于事故信号。
[0009]本发明在原有技术之上，舍弃冲击继电器、延时继电器、中间继电器和闪光继电器等笨重易损坏部件，采用磁通门式电流传感器。由于采用的是电磁感应，无论外部事故与预告信号回路出现任何异常，都不会损坏采用的磁通门式电流传感器.并当出现电阻短路大电流异常时报警，通过该磁通门式电流传感器，将采集的电流转换为电压输出，此电压通过模数转换芯片采样将模拟量变为数字量，单片机将这些数据进行处理，当本次比前一次数据大一定数值时，就会响铃、灯闪，并通过数字量的处理计算出预告和事故的个数并输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1:本发明工作原理图。
[0011]图2:本发明门磁电流互感器结构图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明一种新型中央信号装置，包括门磁电流互感器(I)、模数转换芯片(2)、单片机(3)和显示报警单元(4)，所述的门磁电流互感器(I)通过所述的模数转换芯片(2)将其转换成数字信号传送到所述的单片机(3)，所述的单片机(3)控制所述的显示报警单元(4)。
[0013]如图2所示，门磁电流互感器(I)包括电阻R、电流互感器T和继电器，所述的电流互感器T绕装在所述的电阻R和继电器之间的电路上，所述的电流互感器(T)与所述的单片机(3)连接，所述的门磁电流互感器(I)还包括保险丝F，所述的保险丝F设置在所述的电阻R和电流互感器T之间，所述的门磁电流互感器的电阻R有18个，所述的门磁电流互感器T有两个，一个用于预告信号，一个用于事故信号。
[0014]实施例
本发明的基本内容是输入为电阻15K/20W，加电压220VDC，产生的电流，共为36路，其中18路为预告信号，另外18路为事故信号，将18路预告信号和18路事故信号穿过各自的门磁式电流传感器，将变化的电流通过电磁感应转换为对应的线性电压，模数转换芯片MAX187将线性电压转换为数字量，再由ATMEGA128单片机通过其中断模式采集其数字量，然后根据当前采集的数字量与前一次的数字量比较。如若大于一定的范围，运行指示灯灭，通过比较计算出故障的个数，通过显示设备显示，蜂鸣器响、故障指示灯亮，按下解除故障按钮后；蜂鸣器停止声响，故障未排除时，指示灯依旧亮；当再有故障信号产生时(本次数字量大于前次数字量一定范围时)蜂鸣器继续声响，故障指示灯依旧亮，直至故障完全排除后(本次数字量不大于前次数字量一定范围时)蜂鸣器停止声响，故障指示灯灭，运行指示灯亮。
[0015]如若出现某一路短路现象，电流突然增大，由于此电流互感器的输入电流范围为0-300MA，增大程度为:(220/15) *18=264MA，留一定余量，以便当输入电流大于280MA时，可判断为某路出现限流电阻异常，蜂鸣器发出最急迫的声响，并由单片机控制的继电器断开，(正常工作状况下，继电器一直闭合，继电器控制通过门磁式互感器的电流)。
[0016]工作状态分为正常工作、预告事故和大电流故障三种情况。
[0017]正常工作时输入电流为0，当电流为O时通过门磁电流互感器CSOl-P的输出电压为2.50+/-0.05V，通过模数转换芯片转换后，数字量为2500+/-50，，接通电源后使用控制继电器先断开门磁电流互感器的电流，测出未接通电流的初始值存储起来，然后再使继电器保持闭合状态，状态运行灯灯保持亮。
[0018]预告事故报警时，通过门磁电流互感器的电流为220/15 mA倍数增长，对应的电压0.0586V倍数增长，对应数字量以58倍数增长。通过中断程序采集，如果本次采集数字量大于上次采集50，相应的预告或事故灯亮，蜂鸣器响，运行灯灭。用其AD总增量与58的比值即为故障数，将此数值传输到LCD12864上，，然后按动解除预告/事故按键，取消声音，再未解除故障时，预告/事故灯依旧亮，只有当采集的数据值与未通电流的初始AD值持平时，所有的预告/事故灯灭，蜂鸣器停止响。
[0019]大电流故障，当通过门磁电流互感器的电流大于280MA时，对应AD增量为1120。当检测到本次比初次的AD增量大于1120，即判断为大电流故障，此时蜂鸣器响，继电器控制对应通过门磁电流互感器的电流导线使其断开，按解除大电流按键，蜂鸣器停止响，然后查找造成大电流的线路，修复好回路后继电器会自动恢复到初始的闭合状态。
[0020]T为电流互感器，绕过线路，通过保险丝，继电器，接入电压220V与保护开关电阻的下节点。当开关有异常闭合后，引起穿过线圈的线路电流变化，输出电压随之变化，MAX187将电压转换为数字信号，传输给单片机单片机将数据进行处理，先记录初始值，然后将本次与前一次的记录进行比较。若本次大于前次一定数值，引起蜂鸣器，指示灯亮；(运行灯灭)若有大电流故障的状况下，保险丝F首先会对继电器进行保护，单片机采集的数据比初次大于1120时，即为大电流故障，单片机控制继电器开，查电路并恢复好，待单片机检测完成后会自动闭合继电器。
[0021]当要检测的外部支路超过18路时，一方面，可改变外部串入电阻阻值的方式，来改变输入的最大路数，经过试验最大可使用外部接入电阻为100K/5W时，能够可靠的响应，当外部电阻为100K/5W时，其外部可接最多路数为:130路，(300/(220/100)=136),此时AD的分辨率为1200/136=8，数字量完全可检测出，并留有一定的余量，每次出现的都是本次与上次的比较值，做为相对量，极大的消除纹波影响.若预告和事故各超过130路时，一方面可增大AD的分辨率(16位AD米样)，另一方面可增大门磁电流互感器的输入范围，本次输入范围为300mA，可增大到2000MA，输出为0-5V，这样就可以提高输入报警和预告的路数.采用门磁电流优点:内部方波震荡器产生的补偿电流对原边电流进行补偿，达到磁场平衡，此时输出值精确反映原边电流，主要用于直流小电流及差值电流检测。
2、一体式设计，直流漏电流传感器采取一体式设计，取代传统的分流器+变送器的方式，其他元器件的检测方式，体积小，安装方便，避免在因为空间结构过小而出现使用上的问题。
[0022]当要同时检测多个设备时，可通过RS485接口，将多个设备进行级联，各个设备利用4位拨码开关，进行地址选用共可有0-15，每个地址可检测预告和事故各18路，那么一个监控最多可检测到的预告，事故路数各为:18*15=288路，即检测预告和事故的总路数为288*2=576.如此多的总数，可满足局部检测要求。
[0023]电源部分采用金升阳，电力行业专用模块电源，LH05-10D0512-01模块具有全球通用输入电压范围(90-264AC，120-370DC)，交直流两用，高可靠性低功耗，安全可靠隔离抗干扰能力强，高电磁兼容性，输出以5V为主输出，12V为辅输出，高稳定性的电源保证了本系统可靠的工作。
[0024]软件方面，ATMEGA128是一款高性能、低功耗的AVR 8位微处理器，集成的指令功能非常丰富，内存等资源也都比较丰富，为了提高代码的可读性、可移植性、可维护性和编程效率，本系统使用C语言开发系统软件。采用的编程软件为ICC AVR6.25A，仿真环境为 AVR Stud1 4.10。
[0025]先进的RISC结构
-133条指令-大多数可以在一个时钟周期内完成 -32 X 8通用工作寄存器+外设控制寄存器 -全静态工作
-工作于16 MHz时性能高达16 MIPS -只需两个时钟周期的硬件乘法器非易失性的程序和数据存储器 -128K字节的系统内可编程Flash 寿命:10，OOO次写/擦除周期 -具有独立锁定位、可选择的启动代码区通过片内的启动程序实现系统内编程真正的读-修改-写操作 -4K字节的EEPROM 寿命:100,000次写/擦除周期 -4K字节的内部SRAM -多达64K字节的优化的外部存储器空间 -可以对锁定位进行编程以实现软件加密 -可以通过ISP实现系统内编程 ? JTAG接口(与IEEE 1149.1标准兼容)
-遵循JTAG标准的边界扫描功能 -支持扩展的片内调试
-通过JTAG接口实现对Flash, EEPR0M,熔丝位和锁定位的编程定时器I初始化主要程序如下:
定时器I初始化
void timerl_init(void) { TCCRlB = 0x00; //stop TCNTlH = OxFB; //setup TCNTlL = OxlE; OCRlAH = 0x04; OCRlAL = 0xE2; OCRlBH = 0x04;OCRlBL = 0xE2; ICRlH = 0x04; ICRlL = 0xE2; TCCRlA = 0x00; TCCRlB=0x03; //start Timer TIMSK = 0x04; //timer interrupt sources; }
程序主要比较部分在中断I中进行，具体程序如下:void timerl_ovf_isr (void) { TCNTlH = OxFB; //载入计数器高位初始值 TCNTlL=OxlE; //载入计数器低位初始值 uc_Led++; //累加次数if( uc_Led==50) //到50次时(做到大于上升沿发生的时间，防止误动作) {uc_Led=0;{
spiAdc_Handler O ;//外部SPI采集电流电压数据函数rusultl=SPI_adRes[0] ; //前一次采集电流数据}
{spiAdc_Handler O ;//外部SPI采集电流电压数据函数rusult3=SPI_adRes[0] ; //后一次采集电流数据}
if(rusultl>0x05FF) //防止刚上点瞬间，电压由无到有的变化，误动作{
if (rusult3>= (rusultl+0x0008)) //本次大于前一次 0X0008{
PORTFI =0X08; //控制外部指示灯PORTFI =0X01; //控制外部音响}
}if(rusult3<0x081A) //为初始值。由初次输入电压/AD芯片基准电压*4096加
0X000F;{ P0RTF&=0xFE; //控制外部音响停止P0RTF&=0xF7;
//控制外部指示灯灭。}} }
【权利要求】
1.一种新型中央信号装置，包括模数转换芯片、单片机和显示报警单元，其特征是，还包括门磁电流互感器，所述的门磁电流互感器通过所述的模数转换芯片将其转换成数字信号传送到所述的单片机，所述的单片机控制所述的显示报警单元。
2.根据权利要求1所述的一种新型中央信号装置，其特征是，所述的门磁电流互感器包括电阻、电流互感器和继电器，所述的电流互感器绕装在所述的电阻和继电器之间的电路上，所述的电流互感器与所述的单片机连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型中央信号装置，其特征是，所述的门磁电流互感器还包括保险丝，所述的保险丝设置在所述的电阻和电流互感器之间。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型中央信号装置，其特征是，所述的门磁电流互感器的电阻有18个。
5.根据权利要求4所述的一种新型中央信号装置，其特征是，所述的门磁电流互感器有两个，一个用于预告信号，一个用于事故信号。
【文档编号】G01R31/28GK104251967SQ201410439515
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】李争干, 周永仓, 杨军强, 米龙江, 杨芳琼 申请人:陕西欧瑞特电气有限公司