多模式多通道的电源实时监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化控制领域，具体地，涉及多模式多通道的电源实时监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]一个电路系统的安全来自很多方面，但是电源安全是所有安全的基石。在质量要求越来越高的今天，能否对电源进行实时的监测并控制，将会对整个电路系统的安全起到至关重要的作用。另外在一些生产过程中要对监测到的电压电流信号进行实时监测，并对监测到的参数进行保存。对于要求保护的监测电源进行断开等处理操作时，需要一个电源实时监测控制系统来辅助控制。因而本发明想要设计一个通用性较好的电源实时监测控制系统，另外系统自有的控制模块可以减少人力的投入以及人为操作带来的安全隐患。
[0003]由于现存市面上的一些电源监测电路主要集中在单通道或者多通道电源监测，如一些对可充电电源充电过程监测的电源监测电路；还有一些工作模式固定的电源监测电路，像对电源通道定时进行通道控制的电源监测电路，对电源参数定时采集保存功能的电源监测电路，对电源参数达到保护参数时进行断开的电源监测电路。同市面上的一些电源监测控制系统相比，本发明电源电路系统的AD采集通道，即模拟信号处理通道模块的数量高达8个通道，并且还可根据需要进一步增加。本发明对所监测的电源的操作模式有三种:定时对采集的电源通道进行断开或者接通；对达到设定保护参数的电源进行断开操作并把断开时的电源参数显示在显示屏幕上；只对达到设定的保护参数的电源参数及时间记录保存在一个固定文件中，等待工作人员考取参数。系统的工作模式以及电源的保护参数可以通过系统的工作模式及保护参数设置模块自由设置，增加了系统的应用灵活性。另外本系统不仅可以应用于对电源的电压、电流参数的监测控制，对于所有涉及到对模拟信号进行监测及控制的领域都具有通用性，工作人员只需将需要监测的模拟信号转换为电压或者电流信号后接入本系统即可，然后根据相应的换算关系计算出监测的模拟信号保护值对应的电压或者电流信号即可。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多模式多通道的电源实时监控系统及方法。
[0005]根据本发明提供的多模式多通道的电源实时监控系统，包括:多路模拟信号处理功能模块、AD采集模块、数字信号处理器、显示屏、工作模式及保护参数设置模块、电源接口控制模块、系统供电电源模块；
[0006]-所述多路模拟信号处理功能模块，用于针对电源采集和监测不同电压通道的信号;
[0007]-所述AD采集模块，用于将输入的电压信号转换成数字信号；
[0008]-所述数字信号处理器，用于处理输入的数字信号；
[0009]-所述显示屏，用于显示所测电源参数和电源发生异常时记录到的电源参数；
[0010]-所述工作模式及保护参数设置模块，用于设置工作模式在定时模式、单次锁存模式、多次采集模式这三种模式之间的切换，并设置电源的保护参数数值；
[0011]-所述电源接口控制模块，用于实现对接入的电源进行通断控制；
[0012]-所述系统供电电源模块，用于提供直流电源。
[0013]优选地，所述多路模拟信号处理功能模块包括多个电压模拟信号处理通道模块，其中所述电压模拟信号处理通道模块包括:电压信号输入接口、分压及限压电路、线性光电隔离模块、OP放大电路模块、限压保护电路模块；不同的电压范围信号依次通过电压信号输入接口、分压及限压电路、线性光电隔离模块、OP放大电路模块、限压保护电路模块后进入AD米集模块。
[0014]优选地，所述多路模拟信号处理功能模块配置了对应于八个电压通道的电压模拟信号处理通道模块；
[0015]这八个电压通道包括:两个低电压通道，采集的电压范围为0-30V;两个中压通道，采集的电压范围为30-100V 个高电压通道，采集的电压范围为100-150V ;三个小信号模拟信号处理通道，电压采集范围为0-15V ;所述三个小信号模拟信号处理通道用于采集电源的电流信号对应的电压值。
[0016]优选地，所述AD采集模块包括:采集芯片、电压参考芯片，多路模拟输入电压信号通过采集芯片转换成相应的数字信号，并以SPI串行接口通讯方式上传至数字信号处理器；所述电压参考芯片将系统供电电源模块的电压提供给采集芯片。
[0017]优选地，所述显示屏包括:屏幕显示芯片，当数字信号处理器接收到各个通道的电源参数值并经过运算比较之后通过并行的数据线XD0-XD7输出给屏幕显示芯片；同时所述屏幕显示芯片还被数字信号处理器通过读写控制线Rd_cnl进行显示控制。
[0018]优选地，所述工作模式及保护参数设置模块包括:定时模式设置模块、单次锁存模式设置模块、多次采集模式设置模块、通道选择模块、参数设置及确认模块、以及通道保护参数设置模块；其中所述参数设置模块包含:参数递增设置模块和参数递减设置模块；所述工作模式及保护参数设置模块的所有模块都能够与数字信号处理器的接口通过高低电平触发脉冲信号电子元器件的方式相连。
[0019]优选地，所述电源接口控制模块包括:继电器驱动电路模块、自恢复熔丝保护电路模块、继电器；其中所述继电器驱动电路模块能够根据工作模式及保护参数设置模块设置的电源的保护参数数值驱动继电器控制接入电源的通断；所述自恢复熔丝保护电路模块用于保护电源接口控制模块。
[0020]优选地，所述系统供电电源模块包括:用于输入48V输出5V、12V的第一电源转换模块和用于输入5V输出1.8V、3.3V的第二电源转换模块；其中12V电源用于供电于继电器驱动电路模块中功放芯片以及模拟信号处理通道模块中的OP放大电路模块；1.8V电源、3.3V电源用于数字信号处理器的供电；且所述系统供电电源模块电源输入均采用自恢复保险丝隔离。
[0021]一种多模式多通道的电源实时监控方法，包括如下步骤:
[0022]步骤1:通电后检测工作模式及保护参数设置模块的工作模式参数，根据不同的工作模式对显示屏进行初始化；所述工作模式及保护参数设置模块，用于设置工作模式在定时模式、单次锁存模式、多次采集模式这三种模式之间的切换，并设置电源的保护参数数值；
[0023]步骤2:在显示屏上提示操作人员进行相应通道的保护参数设置；
[0024]步骤3:当操作人员完成通道的保护参数设置后，进入检测循环流程，并根据相应的工作模式启动继电器动作。
[0025]优选地，所述步骤3包括:
[0026]-当处于定时模式时，每经历一次设定的时间继电器的通断状态会发生一次改变，即采集通道进行定时通断循环；
[0027]-当处于单次锁存模式时，监测采集的电源电压或者电流值是否在工作模式及保护参数设置模块所设置的参数保护范围内；若不在范围内，则继电器控制相应通道的电源通道断开，并将此刻的电源参数显示在显示屏幕上，同时发出警告蜂鸣声；若在范围内，则继续循环检测流程；
[0028]-当处于多次采集模式时，监测采集的电源电压或者电流值是否在工作模式及保护参数设置模块所设置的参数保护范围内；若不在范围内，则将此刻对应