供电动力环路控制监控系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种供电动力环路控制监控系统，将三路400Hz、220V外输入三相交流电源以四种模式通过供电动力环路系统转供到用电设备。本发明对外部中频发电设备外输入电源进行整流，为本系统提供27V直流电源，同时监控系统的三相电源指标和经过整流的直流电压指标。适用于多个中频发电设备的近程或远程的不间断转供电控制；能够近程或远程连锁控制任意一种中频发电设备的供电控制和供电工作状态，同时切断供电出现故障的外部中频发电设备的控制。最终由显示设备显示外部中频发电设备故障指示，同时，系统具有测量外部中频发电设备的交流电压值和频率值，测量本系统内部总控制电源的直流电压值。
【专利说明】供电动力环路控制监控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供电监控系统，尤其涉及一种供电动力环路控制监控系统，适用于中频发电领域供电系统的控制监控。
【背景技术】
[0002]供电控制监控系统是独立于三路400Hz、220V外输入三相交流电源的设备，以其体积小、重量轻等优势在国内主要应用于地面设备。但现有技术中，无法实现三路中频发电设备转供到用电设备的控制与监控，外部中频发电设备及其馈电线路的运行存在安全隐患。并且，不能实时监控外部中频发电设备的各项指标。使用过程中，干扰信号强，可靠性差、数据易丢失。
【发明内容】
[0003]本发明针对三路中频发电设备转供到用电设备的控制与监控的需求，提供了一种集控制电源转换、控制电源的分配与保护、外部中频发电设备电源的测量与监控的供电动力环路控制监控系统。解决了现有技术中无法实现三路中频发电设备转供到用电设备的控制与监控的问题。
[0004]本发明的技术方案如下:
包括一次电源、二次电源、转供电控制单元、检测单元、逻辑控制单元、电流分配与保护单元及测量单元；一次电源、二次电源给各个单元供电；测量单元的输入端连接外部中频发电设备的输出端，测量单元的输出端连接检测单元，检测单元的输出端连接转供电控制单元；转供电控制单元接收检测单元、电流分配与保护单元的信息，并将控制信息输送至动力环路控制执行机构、显示控制台、逻辑控制单元，转供电控制单元同时接受来自显示控制台的控制信息；测量单元、逻辑控制单元及转供电单元连接显示控制台。
[0005]所述的一次电源将外部中频发电设备的三路400Hz，220V电源整流成27V直流并与外部输入的24V直流电源互为热备份给系统供电，二次电源是将一次电源转换成内部电路所需的5V、±12V、27V稳定电源。
[0006]所述的转供电控制单元包括供电转换控制电路和数据处理电路，转供电控制单元完成三路中频发电设备的不间断转供电控制；转供电控制单元完成三路中频发电设备以四种模式通过供电动力环路系统转供到用电设备的转供电控制。
[0007]所述的四种模式包括针对三路中频发电设备中单一一路的转供电控制，共计三种模式；第四种模式为三路中频发电设备中的固定唯一两种设备的并行工作的转供电控制；所述四种模式均存在远程控制模式和近程控制模式，并且两种模式互为连锁。
[0008]所述的转供电控制单元包括主微处理器和备用微处理器，主微处理器的输入端连接电平转换隔离电路I，主微处理器的输出端连接译码电路I和输出驱动电路；备用微处理器的输入端连接电平转换隔离电路II，备用微处理器的输出端连接译码电路II和输出驱动电路；译码电路I和译码电路II的输出端连接通讯电路；通讯检查模块分别连接主微处理器和备用微处理器。
[0009]所述的检测单元完成外部中频发电设备输出端的电压、频率、相序、绝缘的在线检测，实时对任意一路外部中频发电设备供电中出现的异常信号发出相应的故障指示，同时切断异常的控制信号。
[0010]所述的逻辑控制单元集成于故障警示信息处理电路，逻辑控制单元采用具有监控电路的微处理芯片，微处理芯片包括看门狗电路、电源故障监控和复位电路；逻辑控制单元完成系统的上电自检；逻辑控制单元完成对外部中频发电设备故障信号进行数据采集、数据译码、数据通讯及故障代码数据传送；逻辑控制单元完成外部中频发电设备供电转换控制指令的采集、电平转换与光电隔离、数据传送、按输出驱动要求放大与传送；逻辑控制单元在信号采集部分设有光电耦合器。
[0011]所述的逻辑控制单元采用AC/DC、F/V、DC/DC变换电路，基准电压源采用串联型稳压电路，实时监控外部中频发电设备的交流电压、频率和系统内部控制总电源的直流电压，同时监控外部中频发电设备的电源指标和系统内部的电源指标，及时反馈系统内外的电源质量。
[0012]所述的电流分配与保护单元采用二级直流电源双向保护，反流保护电路对第一级总控制电源进行反流保护，过流保护电路根据系统控制电源的需求，实现第二级控制电源的过流保护。
[0013]所述测量单元采用测量电路来测量外部中频发电设备的交流电压值和频率值，并测量系统内部控制电源的直流电压值；所述的控制电源的直流电压为外部直流电源24V或整流电路整流的直流27V电源。
[0014]本实用发明的优点效果如下:
1、采用二级保护的方式，保护控制系统的总电源和各支路控制电源，本发明实现了控制电源在系统内的分级保护，电源保护考虑更加周到、完善。
[0015]2、采用并行接收外部中频发电设备的电压、频率、相序、绝缘、过载的故障信息的控制方式，本发明实现外部中频发电设备故障信息的实时在线并行测量，双处理器实时互为备份存储，更有效地保证了外部中频发电设备及其馈电线路的安全运行。
[0016]3、采用精密AC/DC、F/V、DC/DC变换电路，实时监控外部中频发电设备的交流电压、频率和系统内部控制总电源的直流电压，有效监控外部中频发电设备的主要电源指标和系统内部的电源指标，及时反馈系统内外的电源质量。
[0017]4、采用具有监控电路的微处理芯片，本发明使用单片微型计算机系统的看门狗电路、电源故障监控和复位电路，使系统更加紧凑，有效克服了干扰信号，提高了系统的可靠性。
[0018]5、采用在信号采集部分增加光电耦合器滤掉尖峰脉冲，本发明利用监控电路的微处理芯片排除程序跑飞和掉电问题，防止掉电后重要数据易丢失现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构原理示意框图。
[0020]图2为本发明的转供电控制单元的结构原理示意框图。【具体实施方式】
[0021]本发明参照附图，结合具体实施例，进行详细描述如下。
实施例
[0022]包括一次电源、二次电源、转供电控制单元、检测单元、逻辑控制单元、电流分配与保护单元及测量单元；一次电源、二次电源给各个单元供电；测量单元的输入端连接外部中频发电设备的输出端，测量单元的输出端连接检测单元，检测单元的输出端连接转供电控制单元；转供电控制单元接收检测单元、电流分配与保护单元的信息，并将控制信息输送至动力环路控制执行机构、显示控制台、逻辑控制单元，转供电控制单元同时接受来自显示控制台的控制信息；测量单元、逻辑控制单元及转供电单元连接显示控制台。
[0023]所述的一次电源将来自外部中频发电设备的三路400Hz、220V外输入三相交流电源整流成27V直流并与外部输入的24V直流电源互为热备份给设备供电，二次电源是将一次电源转换成内部电路所需的5V、±12V、27V稳定电源。
[0024]所述外部中频发电设备的转供电控制单元，用数据处理电路处理动力环路系统的控制执行机构的供电状态执行的数据信息，用供电转换控制电路完成三路中频发电设备的不间断转供电控制；完成三路中频发电设备以四种模式通过供电动力环路系统转供到用电设备的转供电控制，包括近程控制和远程控制，两种控制互为连锁；完成近程或远程监控任意一种中频发电设备的供电工作状态的监控，包含供电指令接通、供电指令断开、供电工作状态故障，随时切断供电出现故障的设备。
[0025]所述的四种模式包括针对三路中频发电设备中单一一路的转供电控制，共计三种模式；第四种模式为三路中频发电设备中的固定唯一两种设备的并行工作的转供电控制。所述四种模式均存在远程控制模式和近程控制模式，并且两种模式互为连锁。
[0026]所述的转供电控制单元包括主微处理器和备用微处理器，主微处理器的输入端连接电平转换隔离电路I，主微处理器的输出端连接译码电路I和输出驱动电路；备用微处理器的输入端连接电平转换隔离电路II，备用微处理器的输出端连接译码电路II和输出驱动电路；译码电路I和译码电路II的输出端连接通讯电路；通讯检查模块分别连接主微处理器和备用微处理器。
[0027]所述的检测单元完成外部中频发电设备输出端的电压、频率、相序、绝缘的在线检测，实时对任意一路外部中频发电设备供电中出现的异常信号发出相应的故障指示，同时切断异常的控制信号。
[0028]在外部中频发电设备输出端设置三相电压检测单元，用于判断中频发电设备输出电压的电压指标，动力环路系统提供电压超标保护，数据处理电路自动切断电源质量不合格的供电设备的转供电控制；外部中频发电设备输出端设置频率检测单元用于外部中频发电设备频率检测，动力环路系统提供频率超标保护；外部中频发电设备输出端设置相序检测单元用于外部中频发电设备馈线电压相序的检测，动力环路系统提供相序断路保护；夕卜部中频发电设备输出端设置绝缘电阻检测单元实现外部中频发电设备馈线对地绝缘电阻的检测，动力环路系统提供绝缘超标保护。
[0029]所述的逻辑控制单元集成于故障警示信息处理电路，逻辑控制单元采用具有监控电路的微处理芯片，微处理芯片包括看门狗电路、电源故障监控和复位电路；逻辑控制单元完成系统的上电自检(包括二次电源及各检测单元是否正常工作)；逻辑控制单元完成对外部中频发电设备故障信号进行数据采集、数据译码、数据通讯及故障代码数据传送；逻辑控制单元完成外部中频发电设备供电转换控制指令的采集、电平转换与光电隔离、数据传送、按输出驱动要求放大与传送；逻辑控制单元在信号采集部分设有光电耦合器。
[0030]所述的逻辑控制单元采用AC/DC、F/V、DC/DC变换电路，基准电压源采用串联型稳压电路，实时监控外部中频发电设备的交流电压、频率和系统内部控制总电源的直流电压，同时监控外部中频发电设备的电源指标和系统内部的电源指标，及时反馈系统内外的电源质量
所述的电流分配与保护单元采用二级直流电源双向保护，反流保护电路对第一级总控制电源进行反流保护，过流保护电路根据系统控制电源的需求，实现第二级控制电源的过流保护。第一级总控制电源的总电流有反流保护，总控制电源分配电流时，通过电流断路保护器实现第二级总电源在电流分配中的过流保护。
[0031]所述测量单元采用测量电路来测量外部中频发电设备的交流电压值和频率值，并测量系统内部控制电源的直流电压值；所述的控制电源的直流电压为外部直流电源24V或整流电路整流的直流27V电源，两种电源互为热备份。
[0032]输出系统直流控制电源指标:额定功率:3kW ;额定电压:27V ;直流输出电压范围:24.5V ?28.5V。
[0033]本实用发明的保护范围以权利要求为准，不受具体实施例所限制。
【权利要求】
1.供电动力环路控制监控系统，其特征在于包括一次电源、二次电源、转供电控制单元、检测单元、逻辑控制单元、电流分配与保护单元及测量单元；一次电源、二次电源给各个单元供电；测量单元的输入端连接外部中频发电设备的输出端，测量单元的输出端连接检测单元，检测单元的输出端连接转供电控制单元；转供电控制单元接收检测单元、电流分配与保护单元的信息，并将控制信息输送至动力环路控制执行机构、显示控制台、逻辑控制单元，转供电控制单元同时接受来自显示控制台的控制信息；测量单元、逻辑控制单元及转供电单元连接显示控制台。
2.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的一次电源将外部中频发电设备的400Hz，220V电源整流成27V直流并与外部输入的24V直流电源互为热备份给系统供电，二次电源是将一次电源转换成内部电路所需的5V、±12V、27V稳定电源。
3.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的转供电控制单元包括供电转换控制电路和数据处理电路，转供电控制单元完成三路中频发电设备的不间断转供电控制；转供电控制单元完成三路中频发电设备以四种模式通过供电动力环路系统转供到用电设备的转供电控制。
4.根据权利要求3所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的四种模式中的三种模式为，针对三路中频发电设备中单一一路的转供电控制，共计三种；第四种模式为三路中频发电设备中的固定唯一两种设备的并行工作的转供电控制；上述四种模式均存在远程控制模式和近程控制模式，并且两种模式互为连锁。
5.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的转供电控制单元包括主微处理器和备用微处理器，主微处理器的输入端连接电平转换隔离电路I，主微处理器的输出端连接译码电路I和输出驱动电路；备用微处理器的输入端连接电平转换隔离电路II，备用微处理器的输出端连接译码电路II和输出驱动电路；译码电路I和译码电路II的输出端连接通讯电路；通讯检查模块分别连接主微处理器和备用微处理器。`
6.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的检测单元完成外部中频发电设备输出端的电压、频率、相序、绝缘的在线检测，实时对任意一路外部中频发电设备供电中出现的异常信号发出相应的故障指示，同时切断异常的控制信号。
7.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的逻辑控制单元集成于故障警示信息处理电路，逻辑控制单元采用具有监控电路的微处理芯片，微处理芯片包括看门狗电路、电源故障监控和复位电路；逻辑控制单元完成系统的上电自检；逻辑控制单元完成对外部中频发电设备故障信号进行数据采集、数据译码、数据通讯及故障代码数据传送；逻辑控制单元完成外部中频发电设备供电转换控制指令的采集、电平转换与光电隔离、数据传送、按输出驱动要求放大与传送；逻辑控制单元在信号采集部分设有光电率禹合器。
8.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的逻辑控制单元采用AC/DC、F/V、DC/DC变换电路，基准电压源采用串联型稳压电路，实时监控外部中频发电设备的交流电压、频率和系统内部控制总电源的直流电压，同时监控外部中频发电设备的电源指标和系统内部的电源指标，及时反馈系统内外的电源质量。
9.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述的电流分配与保护单元采用二级直流电源双向保护，反流保护电路对第一级总控制电源进行反流保护，过流保护电路根据系统控制电源的需求，实现第二级控制电源的过流保护。
10.根据权利要求1所述的供电动力环路控制监控系统，其特征在于所述测量单元采用测量电路来测量外部中频发电设备的交流电压值和频率值，并测量系统内部控制电源的直流电压值；所述的控制电源的直流电压为外部直流电源24V或整流电路整流的直流27V电源。
【文档编号】G05B19/048GK103872758SQ201410113081
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】刘钰琼, 景月, 祝贺利, 陈海军, 王宝新 申请人:沈阳航天新光集团有限公司