专利名称：智能脱扣器模块化查询方式的通讯装置和方法
技术领域：
本发明属于一种带有通讯功能的智能型断路器的通讯装置和方法，特别是涉及其智能 脱扣器模块化査询方式的通讯装置和方法。
背景技术：
在目前公知的随着低压电器向着智能化、可通讯的方向发展，能够通过某种协议传输 数据，并构成智能控制网络的低压断路器也陆续出现。这些带有通讯功能的低压电器的出 现大大提髙的配电综合自动化的水平，使输配电系统的技术装备和技术水平都发生了质的 变化。断路器是配电系统的关键元件，目前具有先进水平的配电系统都装有带有通讯功能 的智能型断路器。智能型断路器的功能主要靠智能脱扣器实现，智能脱扣器的核心部件是 单片机，单片机的性能在一定程度上影响着智能脱扣器的性能。在现有的带有通讯功能的 低压电器中，通讯功能主要靠单片机的中断服务来实现，当需要进行通讯时由硬件产生中 断，智能脱扣器进行通讯操作实际上是单片机响应中断进行中断服务，来执行相应的软件 程序。除通讯外，智能脱扣器还要进行采样、计算、判断、显示等其他操作以实现保护功 能，这些功能往往也需要单片机进行中断服务来实现。因此这对于以保护功能为主的智能 脱扣器来说，重要的采样和判断操作将受到影响。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可不影响采样和计算精度的智
能脱扣器模块化查询方式的通讯装置和方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题， 一方面提供了一种方法，所采取的技术方
案是它包括有以下步骤
检测采样次数是否满足要求对采样值进行计算，得出线路的实际电流值；按照电流 整定值进行比较，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作
检测是否有数据需要接收/发送；将接收到的数据从专用寄存器中取出或将待发送的 数据装入专用寄存器进行发送；保存接收到或已发送的数据；判断通讯数据是否全部接收 /发送完毕；对通讯数据进行处理，按照通讯内容执行相关指令
检测键盘是否有按键被按下；进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显示；根
据操作人员的操作修改各种设定值；
记录采样次数进行模数转换，获得采样值；对采样值进行初步处理，保存采样数据。 本发明为解决公知技术中存在的技术问题，另一方面提供了一种装置，所采取的技术
方案是它包含有
用于进行检测采样次数是否满足要求对采样值进行计算，得出线路的实际电流值； 按照电流整定值进行比较，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作 的保护模块；
用于检测是否有数据需要接收/发送；将接收到的数据从专用寄存器中取出或将待发 送的数据装入专用寄存器进行发送保存接收到或巳发送的数据判断通讯数据是否全部 接粉发送完毕对通讯数据进行处理，按照通讯内容执行相关指令的通讯模块
用于检测键盘是否有按键被按下；进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显 示；根据操作人员的操作修改各种设定值的人机交互模块；
用于记录采样次数；进行模数转换，获得采样值；对采样值进行初步处理，保存采样 数据的采样模块。
本发明具有的优点和积极效果是第一、不占用单片机中断资源。由于受到技术上 的限制，各种单片机的中断入口都十分有限，尤其是对于低端单片机，开发人员只能将有 限的中断资源用在必需使用中断的情况下，这限制了采用中断方式通讯的加入。而采用査 询方式后，只需要添加相应的通讯程序代码即可，对单片机的硬件资源没有特殊要求，因 此，査询方式通讯可以不受单片机硬件资源的限制，应用范围广泛。
第二、减小程序的复杂程度。单片机本身作为一种低端的可编成器件，不可能同时运 行多条指令，这就需要针对不同情况对中断进行分级，当同时出现多于一个中断请求时使 单片机响应级别最髙的中断，这样增加了程序的复杂程度，也增加了程序的错误几率。采 用査询方式通讯避免了这种中断的可能性，对于大多数应用来说，这极大的简化了程序的 结构，使开发人员易于控制程序运行的流程。
第三、通讯软件模块化，易于移植。采用中断方式通讯，必须在中断入口进行判断， 来进入通讯中断服务程序在主程序中，必须在必要的地方对临时寄存器进行保存以避免 其中的数据被随时可能的中断服务程序改变，这又增加了程序的移植的难度。采用查询方 式进行操作的通讯程序，入口程序比较简单，只需在主程序中加入少量判断指令即可，不 改变程序结构，具体执行通讯操作的指令以子程序的形式可以加入在软件的任意位置，而
且不影响原有的其他子程序。
第四、提高智能脱扣器性能。进行通讯中断服务时，单片机不能进行其他操作，只有 等待中断返回才能运行其他程序，这对于以保护功能为主的智能脱扣器来说，重要的采样 和判断操作将受到影响。采用査询方式的通讯程序，只在单片机的空闲时间进行相关操作， 这样不会影响到采样和计算的精度，使智能脱扣器的性能提高。
图1是本发明的软件与硬件联系示意图 图2是本发明的程序流程图。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说 明如下
智能脱扣器的软件模块与硬件结构之间联系图1所示，其中虚线部分表示软件模块， 实线部分表示硬件电路结构，箭头表示信号、数据等的流向。单片机硬件包括有A/D转换 电路、可寻址的通用异步数据收发器，以及I/0端口等。这些硬件模块分别通过引脚与外 部硬件电子线路相连用于保护的I/0端口与磁通变换器的驱动电路相连，可控制磁通变 换器动作；用于人机交互的I/0端口与操作面板上的按键、数码管、发光二极管等相连， 可对按键进行扫描，并控制各种指示元件的亮灭；可寻址通用异步收发器作为单片机内部 通讯专用的硬件电路可以接收或发送数据，包括有数据缓存器、各种标志位等，收发器外 部与电平转换芯片相连，以方便同其他设备进行电压匹配A/D转换器与电子线路板的滤 波、整流电路相连，用于将电流的模拟信号转换为可用数字表示的数字信号。
可寻址通用异步收发器的数据缓存器用于暂时存储刚接收到或即将发送的数据，每当 完成一个字节的发送或接收时，单片机硬件自动将相应的完成标志位设置为高电平。软件 程序每次进入通讯模块后，先判断接收完成标志位是否为髙电平，如果是髙电平则通讯模 块进行接收数据的操作；如果是低电平则表示没有数据接收，通讯模块判断发送计数器是 否为零，如果计数器为零则退出通讯模块，如果不为零则表示有数据需要发送，通讯模块 判断发送完成标志位是否为高电平，如果为高电平则通讯模块进行发送数据的操作，如果 为低电平则先退出通讯模块，等待下次进入该模块后再进行发送。
当保护模块每次计算出电流值后，便进行各种故障的判断。各种故障的判断标准，即 各种保护动作电流值，包括瞬时保护动作电流、短延时保护动作电流和长延时保护动作电 流等，已预先存入单片机内存中。依次将计算电流值与各种保护动作电流值进行比较，如
果小于某保护电流值则没有此种故障，如果大于某保护电流值则判定为该类故障，同时开
始进行相应的保护动作。如果经过延时时间后故障依然存在，则保护模块通过I/0端口控 制磁通变换器驱动电路使磁通变换器动作，断路器故障跳闸如果在延时时间内故障消失, 并且一段时间内再无故障发生，则保护模块重新按整定值设置延时时间，为下次出现故障 作准备。
如图2所示，本发明的程序流程如下
上电复位，执行初始化操作，对相应的寄存器进行清零操作或对需要的寄存器设置数
值；
判断采样次数是否满足要求，计算采样值，得出实际电流
根据电流值判断是否有故障发生，根据故障类型采取相应的保护动作；
判断是否需要进行通讯，进行接粉发送操作；
保存接收/发送数据数据；
判断通讯是否完成，对通讯数据进行处理；
检测键盘是否有变化
进行默认显示或根据按键操作进行显示，按要求修改设定值； 返回第2步循环执行。
当单片机发生定时中断时，不管主程序执行到哪一步，都会跳转到中断入口，执行 中断服务程序
1、 记录采样次数，将釆样次数进行累加；
2、 模数转换器进行采样操作，获得采样值
3、 对采样值进行初步处理，并保存； 执行完中断服务程序后返回主程序，并继续执行主程序。
权利要求
1.一种智能脱扣器模块化查询方式的通讯方法，它包括有以下步骤检测采样次数是否满足要求；对采样值进行计算，得出线路的实际电流值；按照电流整定值进行比较，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作；检测是否有数据需要接收/发送；将接收到的数据从专用寄存器中取出或将待发送的数据装入专用寄存器进行发送；保存接收到或已发送的数据；判断通讯数据是否全部接收/发送完毕；对通讯数据进行处理，按照通讯内容执行相关指令；检测键盘是否有按键被按下；进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显示；根据操作人员的操作修改各种设定值；记录采样次数；进行模数转换，获得采样值；对采样值进行初步处理，保存采样数据。
2. —种智能脱扣器模块化査询方式的通讯装置，它包含有用于进行检测采样次数是否满足要求对采样值进行计算，得出线路的实际电流值； 按照电流整定值进行比较，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作 的保护模块用于检测是否有数据需要接收/发送；将接收到的数据从专用寄存器中取出或将待发 送的数据装入专用寄存器进行发送；保存接收到或已发送的数据；判断通讯数据是否全部 接l发送完毕对通讯数据进行处理，按照通讯内容执行相关指令的通讯模块；用于检测键盘是否有按键被按下；进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显 示；根据操作人员的操作修改各种设定值的人机交互模块；用于记录采样次数进行模数转换，获得采样值；对采样值进行初步处理，保存釆样 数据的采样模块。
全文摘要
本发明涉及一种智能脱扣器模块化查询方式的通讯装置和方法。包括以下装置用于进行检测采样次数是否满足要求，对采样值进行计算，判断实际电流是否有故障；根据故障类型采取相应的保护动作的保护模块；用于检测是否有数据需要接收/发送；对通讯数据进行处理并执行相关指令的通讯模块；用于检测键盘是否有按键被按下，进行默认显示或根据操作人员的按键操作进行显示，根据操作人员的操作修改各种设定值的人机交互模块；用于记录采样次数进行模数转换，获得采样值，对采样值进行初步处理保存采样数据的采样模块。本发明具有的优点和积极效果是不占用单片机中断资源，减小了程序的复杂程度，通讯软件模块化易于移植和提高了智能脱扣器的性能。
文档编号G05B19/048GK101169632SQ200710150119
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者于振国, 蕾 刘, 莉 张, 燕 梁, 郁 董, 辉 高, 高云旭, 黄艳杰 申请人:天津市百利电气有限公司