一种智能断路器控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及断路器及单片机控制【技术领域】，具体来说是一种智能断路器控制系统，包括断路器壳体及控制回路，所述的控制回路由MCU微控制器、防串扰电路、电源模块、显示模块、操作键盘、执行单元、继电器输出模块、电流滤波放大模块、电压滤波放大模块、电压基准电路、电流互感器CT及电压互感器PT组成，电流滤波放大模块及电压滤波放大模块连接MCU微控制器内的AD模数转换接口，MCU微控制器的Uart串口连接通信模块，MCU微控制器的GPIO端口分别连接执行单元、继电器输出模块及防串扰电路。本实用新型优点在于：智能断路器设有多个按键并联防串扰电路，控制IO口电平互不干扰，避免了多个按键同时按下时导致单片机信号处理错乱，实现方式简单，扩展灵活值。
【专利说明】 一种智能断路器控制系统
[【技术领域】]
[0001]本实用新型涉及断路器及单片机控制【技术领域】，具体来说是一种智能断路器控制系统。
[【背景技术】]
[0002]智能控制器是断路器的实现智能化的核心部件，智能断路器是用微电子建立新的断路器二次系统，其主要特点是由电力电子技术、数字化控制装置组成执行单元，代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器，除了传统的三段保护功能外，还提供多种可选择的保护功能、丰富的测量及维护功能，同时配置不同的功能模块可实现通信功能及其它扩展功能等。但现有技术的智能控制器的功能扩展性较弱，具有不同保护功能、测量功能的需配置不同的智能控制器。
[0003]智能断路器中的微电子实现单元是通过单片机实现的，单片机(Single chipmicrocomputer)广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来，是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O端口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
[0004]但单片机的1接口资源有限，在实际应用到智能断路器的过程中，如果光提高单片机1接口将造成智能断路器的价格上升；如果在多个并联按键之间对于复用的1 口不加防串扰电路，则一旦出现需要多个按键同时按下时，将导致单片机信号处理错乱，情况严重将导致断路器损坏，不能使用，需要更换。
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【发明内容】
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[0005]本实用新型的目的是为了解决现有的智能控制器功能扩展性较弱、且单片机接口资源有限，满足不了应用需求的问题，提供一种带有单片机1 口防串扰电路的智能断路器控制系统。
[0006]为了实现上述目的，设计一种智能断路器控制系统，包括断路器壳体及控制回路，所述的控制回路由MCU微控制器、防串扰电路、电源模块、显示模块、操作键盘、执行单元、继电器输出模块、电流滤波放大模块、电压滤波放大模块、电压基准电路、电流互感器CT及电压互感器PT组成，所述的电压基准电路分别连接电流滤波放大模块、电压滤波放大模块及MCU微控制器，电流互感器CT连接至电流滤波放大模块，电压互感器PT连接至电压滤波放大模块，电流滤波放大模块及电压滤波放大模块连接MCU微控制器内的AD模数转换接口，电源模块连接MCU微控制器的电源输入端，MCU微控制器的Uart串口连接通信模块，MCU微控制器的GP1端口分别连接执行单元、继电器输出模块及防串扰电路，防串扰电路连接显示模块和操作键盘，所述的防串扰电路包括发光二极管D2、D3，芯片D1、限流电阻R2、R3，按键K1、K2及上拉电阻Rl，所述的限流电阻R2 —端连接电源，一端串联发光二极管D2及按键Kl后连接至芯片Dl的2号引脚，限流电阻R3 —端与R2并联，另一端串联发光二极管D3及按键K2后连接至芯片Dl的3号引脚，芯片Dl的I号管脚连接至上拉电阻Rl，上拉电阻Rl另一端接电源。
[0007]所述的芯片Dl包含两个二极管，共阳极的引脚接出两根线，一端通过上拉电阻Rl连接电源Vcc，另一端连接单片机I/O 口。
[0008]所述的MCU微控制器可替换为DSP数字信号处理器。
[0009]所述的电流互感器CT安装在断路器壳体的母排上。
[0010]继电器输出模块为可编程方式，通过按键操作，自主选择继电器输出功能。
[0011]通信模块采用M0DBUS-RTU协议。
[0012]本实用新型优点在于:智能断路器通过单片机运算处理并通过显示电路直观的显示，方便监控；其中的通信模块采用M0DBUS-RTU协议，提供用户通信组网；设有多个按键并联防串扰电路，多个按键之间的控制1 口电平互不干扰，避免了多个按键同时按下时导致单片机信号处理错乱，电路出现显示串扰现象问题，实现方式简单，扩展灵活，具有广泛利用价值。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0013]图1是本实用新型的结构组成示意图；
[0014]图2是本实用新型中防串扰电路的电路连接不意图；
[0015]图3是本实用新型中按键扫描程序框图；
[0016]指定图1作为本实用新型的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]智能断路器控制系统包括断路器壳体及控制回路，如图1所示，控制回路由MCU微控制器、防串扰电路、电源模块、显示模块、操作键盘、执行单元、继电器输出模块、电流滤波放大模块、电压滤波放大模块、电压基准电路、电流互感器CT及电压互感器PT组成，电压基准电路分别连接电流滤波放大模块、电压滤波放大模块及MCU微控制器，电流互感器CT连接至电流滤波放大模块，电流互感器CT安装在智能断路器的母排上，为控制器获取回路电流信息提供信号源，电压互感器PT连接至电压滤波放大模块，电流滤波放大模块及电压滤波放大模块连接MCU微控制器内的AD模数转换接口，输出的电流及电压信号由MCU自带的AD模块转换成数字信号，电源模块连接MCU微控制器的电源输入端，MCU微控制器的Uart串口连接通信模块，MCU微控制器的GP1端口分别连接执行单元、继电器输出模块及防串扰电路。
[0019]当检测得到的回路电流或者电压值出现异常，MCU根据低压电器回路保护机制，发出执行单元控制信号或者继电器输出信号。继电器输出模块为可编程方式，用户可以通过按键操作，自组选择继电器输出功能。通信模块采用M0DBUS-RTU协议，提供用户通信组网。
[0020]本硬件系统当中提供带有单片机1 口防串扰电路，增加在显示模块和按键操作模块与单片机1交互之间，解决以往在需要两个或者多个组合键存在时，电路出现显示串扰现象问题。如图2所示，是本实用新型中防串扰电路的电路连接示意图，包括发光二极管D2、D3，芯片D1、限流电阻R2、R3，按键Kl、K2及上拉电阻R1，限流电阻R2 —端连接电源，一端串联发光二极管D2及按键Kl后连接至芯片Dl的2号引脚，限流电阻R3 —端与R2并联，另一端串联发光二极管D3及按键K2后连接至芯片Dl的3号引脚，芯片Dl的I号管脚连接至上拉电阻R1，上拉电阻Rl另一端接电源，主要是在按键控制端增加电路，以实现多个按键同时按下，多个按键之间的控制1 口电平互不干扰，其中芯片Dl包含两个二极管，共阳极的引脚接出两根线，一根通过上拉电阻R3接VCC，另一根接单片机1 口。
[0021]其中限流电阻Rl、R2的阻值根据实际的电路工作电压，根据LED所需的工作电流所计算出来的。结合图2及图3，当按键没有按下时，阳极和阴极之间没有电流流过，Dl的I和2，1和3不通，此时Dl的I脚为高电平。当按键按下，Dl的2变为低电平，3为高电平，I和2导通，I引脚的电平就由高电平变为低电平，送给单片机检测I/O 口。Dl的I和2脚电平转换由单片机控制I/O送出。
【权利要求】
1.一种智能断路器控制系统，包括断路器壳体及控制回路，其特征在于所述的控制回路由MCU微控制器、防串扰电路、电源模块、显示模块、操作键盘、执行单元、继电器输出模块、电流滤波放大模块、电压滤波放大模块、电压基准电路、电流互感器CT及电压互感器PT组成，所述的电压基准电路分别连接电流滤波放大模块、电压滤波放大模块及MCU微控制器，电流互感器CT连接至电流滤波放大模块，电压互感器PT连接至电压滤波放大模块，电流滤波放大模块及电压滤波放大模块连接MCU微控制器内的AD模数转换接口，电源模块连接MCU微控制器的电源输入端，MCU微控制器的Uart串口连接通信模块，MCU微控制器的GP1端口分别连接执行单元、继电器输出模块及防串扰电路，防串扰电路连接显示模块和操作键盘，所述的防串扰电路包括发光二极管D2、D3，芯片D1、限流电阻R2、R3，按键Kl、K2及上拉电阻R1，所述的限流电阻R2 —端连接电源，一端串联发光二极管D2及按键Kl后连接至芯片Dl的2号引脚，限流电阻R3 —端与R2并联，另一端串联发光二极管D3及按键K2后连接至芯片Dl的3号引脚，芯片Dl的I号管脚连接至上拉电阻R1，上拉电阻Rl另一端接电源。
2.如权利要求1所述的一种智能断路器控制系统，其特征在于所述的芯片Dl包含两个二极管，共阳极的引脚接出两根线，一端通过上拉电阻Rl连接电源Vcc，另一端连接单片机I/O 口。
3.如权利要求1所述的一种智能断路器控制系统，其特征在于所述的MCU微控制器可替换为DSP数字信号处理器。
4.如权利要求1所述的一种智能断路器控制系统，其特征在于所述的电流互感器CT安装在断路器壳体的母排上。
5.如权利要求1所述的一种智能断路器控制系统，其特征在于继电器输出模块为可编程方式，通过按键操作，自主选择继电器输出功能。
6.如权利要求1所述的一种智能断路器控制系统，其特征在于通信模块采用M0DBUS-RTU 协议。
【文档编号】G05B19/042GK204166335SQ201420660270
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】吴春, 钱炳军, 尚晓冬 申请人:上海亿盟电气自动化技术有限公司