流电源。为了提高电源的安全可靠性，在电源的输入端并有压敏电阻RV2。
[0020]图2 (b)是电源模块的开关电源模块部分，主要是向电机控制模块、电机电流检测模块、信号输入模块、CPU模块和通讯模块等模块提供弱电电源，图中U13是AC-DC模块，其输入端接交流220V电源，输出为两路直流电源，分别是+5V和+24V。图中U12是电源滤波器，其作用是提高电源质量和电源的安全可靠性。
[0021]图3(a)和图3(b)是本实用新型的中压智能开关柜电动手车/接地刀自动控制装置的电机控制模块的电路原理图；图中Kl和K2是两个转换型直流24V继电器，用于控制电机的正反转，当Kl和K2同时处于通电状态或断电状态时，Kl和K2的出点同时打在常开点或常闭点，电机回路也处在断路状态，这样就避免了因为Q4的异常而无法使电机停止的情况发生；K3是报警输出的继电器；Q4是场效应管，用于控制电机回路的导通和关断以及电机速度的调制。此外，在控制电机正反转时，先控制Kl和Κ2动作，然后在控制Q4导通；在控制电机回路断电时，先控制Q4关断，在控制Kl和Κ2，这样能够保护继电器的触点在电机通电或断电时因电机自激产生瞬时高电压时不被烧坏。CPU模块用于控制电机正反转，控制电机回路和报警输出的控制端口经光耦隔离，分别与继电器K1、K2、Q4和Κ3相连接。由于电动手车/接地刀装置所用的电机是直流电机，在断电时会产生的瞬时反向电压，有可能会击穿场效应管，所以本实用新型控制装置设计了场效应管保护电路，图中D15、R41、R42和C32所构成的保护电路。
[0022]图4是本实用新型的中压智能开关柜电动手车/接地刀自动控制装置的电机回路电流检测模块的电路原理图，图中U8是用于检测电流的传感器芯片ACS712-05，其原理是霍尔原理。根据ACS712-05传感器输出的电压与检测电流关系的特性曲线，在±5A的范围内，传感器的输出电压和检测电流成正比，几乎不受温度的影响，其输出灵敏度约为185mV/A。
[0023]图5是本实用新型的中压智能开关柜电动手车/接地刀自动控制装置的信号输入模块的电路原理图；从图中可以看出，本实用新型装置设计了 8路输入，如果装置用于电动手车控制，其输入端接手车位置信号，断路器分、合闸位置信号，接地刀分、合闸位置信号，以及用于调试的手车进车和退车命令信号，其余为备用输入；如果装置用于电动接地刀控制，其输入端接地刀分、合闸位置信号，接地刀分、合闸限位开关信号，以及用于调试的接地刀分闸和合闸命令信号，其余为备用输入。装置的8路输入端通过光耦与CPU模块的输入端连接。
[0024]图6是本实用新型的中压智能开关柜电动手车/接地刀自动控制装置的CPU模块的电路原理图；图中U3是PIC18F26K80单片机，其端口配置为，D10-DI7为开入量，D00-D02为开出量，PD、PC为程序下载端，Udj为AD采集端口，JDQ为控制电机断电端口，485-con为485控制口，RXDC和TXDC为485数据传输口。CPU模块设计的功能有:与在线监测装置实现通讯；开关信号的逻辑判断；电机正反转控制信号的输出；电机回路电流的实时监测；电机回路通断控制信号的输出等。
[0025]当控制装置用于电动手车控制时，控制装置设计的控制逻辑如下:
[0026]当手车处于非工作位和非试验位置时，电机只允许摇出动作；
[0027]只有当地刀联锁输入信号和断路器联锁信号为高电平，且控制装置无故障时，控制装置才允许操作；
[0028]当摇入过程发生堵转时，停止当前操作，并驱动电机返回试验位，返回过程中再次发生堵转，停止电机运行；当摇出过程发生堵转时，停止当前操作，并反向驱动电机运行50ms ；
[0029]当发生超时(超时时间设置为70s)未到达指定位置情况时，应退回试验位；
[0030]当发生堵转、操作限时时间到而操作不到位情况时，均应取消正在执行的所有电动操作指令并输出报警接点动作。
[0031]当控制装置用于电动接地刀控制时，控制装置设计的控制逻辑如下:
[0032]装置通电后应先判断接地刀位置，如果不在相应的限位位置，电机通电，运转至限位位置后，限位开关切换，电机停止；
[0033]合闸和分闸不能同时操作，若出现，继续执行原操作，不响应新的操作指令；
[0034]合闸和分闸操作限时，限时时间到，终止操作，限时时间35s ；
[0035]防止电机转向错误；
[0036]当发生堵转、操作限时时间到而操作不到位情况时，均应取消正在执行的所有电动操作指令并输出报警接点动作。
[0037]图7是本实用新型的中压智能开关柜电动手车/接地刀自动控制装置的通讯模块的电路原理图，图中U9隔离485芯片IS03082。通讯模块主要完成CPU与在线监测装置之间数据的互联。
【主权项】
1.一种中压智能开关柜手车、接地刀自动控制装置，其特征在于:包括能够控制电机的正反转、电机回路导通和关断的电机控制模块，能够对电机回路的电流进行实时采集的电机电流检测模块，能够进行数据传输的通讯模块以及信号输入模块和CPU模块，所述电机电流检测模块的输入端接入电机回路当中，其输出端与CPU模块连接；所述信号输入模块的输入端接入开关信号，其输出端连接CPU模块的I/O 口 ；所述通讯模块和电机控制模块也与CPU模块连接，还包括一个电源模块，所述电源模块外部输入端连接交流电，其外部输出端连接手车或接地刀机构的电机正负极，所述电源模块内部设置有能够分别向CPU模块、通讯模块、信号输入模块以及继电器提供能量的直流输出端。
2.按照权利要求1所述的中压智能开关柜手车、接地刀自动控制装置，其特征在于:所述直流输出端为+5V和+24V的直流输出端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种中压智能开关柜手车、接地刀自动控制装置。它包括电机控制模块，电机电流检测模块，通讯模块以及信号输入模块和CPU模块，电机电流检测模块的输入端接入电机回路中，其输出端与CPU模块连接；信号输入模块的输入端接入开关信号，其输出端连接CPU模块；通讯模块和电机控制模块也与CPU模块连接，还包括电源模块，电源模块外部输入端连接交流电，其外部输出端连接手车或接地刀机构的电机，电源模块内部设置有直流输出端。采用上述结构后，不仅能通过上位机或人机界面控制电动手车/接地刀，而且能在电机运行期间实时监测电机电流大小，并对电机异常运行做出相应处理措施，从而简化了手车和接地刀的可操作性，提高了装置安全可靠性能。
【IPC分类】G05B19-04, H02B11-167
【公开号】CN204302680
【申请号】CN201420689379
【发明人】岳经凯, 裴军, 蔡平, 姜红斌, 蔡晶晶
【申请人】大全集团有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月17日