专利名称：仪表总线通信网络主站接口电路装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信技术领域，具体地说是一种仪表总线通信网络主站 接口电路装置，用于仪表总线通讯网络中的主站接口电路，进行计量仪表远 程读抄。
技术背景随着我国水、电、气等各种计量仪表的发展趋势，对配电自动化与集中 抄表的要求己日益迫切，仪表总线通讯网络技术已经广泛用于电路设计中。 目前已有的仪表总线接口电路装置中，调制电路基本使用运算功率放大器来 调制信号，但是运算功率放大器在使用时，普遍存在功率消耗火，发热严重， 电路结构复杂且不易调试，易损坏电路。目前的总线保护电路，有的仅仅采 用压敏电阻等单一的电器元件作为电路的保护装置，当计量终端出现故障时， 3致装置失效，不能自我恢复，必须进行逐点查找排障。有的装置虽然釆用 了复杂的专用保护电路，但是成本高，实时性差。因此加入可自动恢复的过 流和过压保护电路是必须考虑的。 实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述已有技术的不足，提供一种仪表总线 通信网络主站接口电路装置，以达到在仪表总线下行数据传输中具有波形失 真小，低功耗，负载能力强的效果，并具有过载、短路保护及自动恢复功能， 使其在水、电、气、热等计量仪器远程抄、读领域中广泛应用。本实用新型的技术方案是在现有技术的基础上，更合理设计各模块的 电路组成和选择元件，有机的将他们连接组成本实用新型仪表总线通信网络 主站接口电路装置。具体地说，该装置包括电源主站电路、电平转换电路和 特别设计的调控电路和保护电路。调控电路包括调控开关和控制转换电路， 保护电路包括采样电阻、延时自恢复电路和保护丌关电路；丄站电源'U路由 220伏交流电源供电工作，由它转变的直流电压分别送给调控电路和本装置的 各部分电路作为工作电压；PC机输出的控制信号经过电平转化电路转换成调 控电路需要的控制信号，传送给控制转换电路控制调控开关工作；调控电路 把调制的信号经保护电路将信号加载在一条总线上。上述的仪表总线通信网络主站接口电路装置，所说的调控电路由控制转换 电路和调控开关组成。控制转换电路包括三极管和若干电阻；调控开关为两 个由可控开关构成的单刀单掷开关，两个开关的一端分别连接由主站电源电 路送来的两个不同的直流电压，另一端与保护电路连接。上述的仪表总线通信网络主站接口电路装置，所说的保护电路由采样电 阻、延时自恢复电路和保护开关电路组成；延时自恢复电路由二极管、时基 电路以及外围的阻、容元件组成。保护开关电路由可控开关、比较放大器、 三极管以及若干电阻、电容元件组成。采样电阻串联于总线BUS-与地线之间。保护开关电路串联在调控开关与BUS+总线之间，接收调控开关送来的信号。采样电阻具有电流/电压变换功能，将流过采样电阻的电流信号转换为与之成 比例的电压信号，传送给比较放大器进行放大，经时基电路和三极管，控制 可控开关的接通或关断。 本实用新型与同类技术相比具有的优点1. 本实用新型采用了以调控电路为主体的开关调制接口电路，具有低功 耗，结构简单，波形失真小，带负载能力强的功能。2. 本实用新型采用了串联型自恢复保护电路，它具有保护动作灵敏，安全可靠，运行功耗低，可自行恢复，不怕短路的优点，很好的解决了仪表总线接口正常使用的保护要求。
图1是本实用新型组成的方框图图2是本实用新型的电路原理图具体实施方式
参照图l，本实用新型由电源主站电路、电平转换电路、调控电路和保护 电路组成。调控电路包括调控开关和控制转换电路，保护电路包括采样电阻、延时自恢复电路和保护开关电路。电源主站电路由220v交流电源供电工作， 它负责供给本实用新型组成的各电路工作所需要的5V直流电压，同时提供两 路39V和24V的直流电压经输出端子TU1和TU2分别送给调控开关的两个输 入端子IN1和工N2上，调控开关的输出通过保护电路与总线中的一根BUS+连 接。PC机发出的下行控制信号经过电平转换电路送给调控电路，由其中的控 制转换电路将传来的控制信号转换成调控开关需要的控制信号控制调控开关 进行工作，这样，调控开关的输出将根据控制信号的不同，接通或关断调控 开关中的工N1或IN2，此时，便将IN1或IN2输入端子上的电压经保护电路传 送到总线上。上述的过程若连续进行，PC机上发出的控制信号，就转变成了
由电源主站电路的输出端子TU2或TU1以高或低电平的形式，连续输出到总线上的电压信号。保护电路包括采样电阻、延时自恢复电路和保护开关电路， 采样电阻串联在一路总线上，检测通过采样电阻上的电流是否过载，来确定 保护开关电路的通、断工作状态。如果没有过载，保护开关电路接通，电压 信号传输到总线上。参照图2，它是本实用新型的电路原理图。图中的电平转换电路为现有技术，没有画出，电源主站电路也是己有技术，电源主站电路仅画出了两个输出端子TU1和TU2分别输出的39V和24V的直流电压。虚线框中为本实用新 型特别设计的部分电路。调控电路由控制转换电路和调控开关组成，控制转 换电路包括三极管Q1、 Q2和若干电阻，调控开关为两个可控开关K1和K2， Kl和K2的一端分别连接39V和24V的直流电压，另一端连接到一起后再接到 保护电路中的K3上。PC机输出的下行控制信号经电平转换电路转化为对开关 K1和K2的电平控制信号。控制信号为高电平时，三极管Q1导通，Q2截至， 开关K1吸合，开关K2断开，39V电压输出接通；控制信号为低电平时，三极 管Q1截至，Q2导通，开关K1断开，K2吸合，24V电压输出接通。如此，高 低变换的电平信号由电平转换电路传来时，调控电路控制开关Kl或K2不断 导通或关断，最终PC上的控制信号被调制为不同幅度的总线电压信号，经保 护开关电路加载于BUS+上。保护电路包括采样电阻Rll、延时自恢复电路和保护开关电路。延时自恢 复电路由二极管D1、时基电路U1以及外围的阻、容元件与连线组成；保护开 关电路由可控开关K3、比较放大器A1、三极管Q3以及若干电阻、电容元件 组成。釆样电阻Rll串联于总线BUS-与电源地之间。电源主站电路向总线供 电时，供电电流流过采样电阻Rll， Rll两端电压反映总线电流大小，比较放 大器A1将此电压信号放大，并与其5脚的基准电压值进行比较。当总线电流 小于规定值时，比较放大器6脚的输入电压小于设定的基准电压值，比较放 大器输出低电平。这时时基电路U1工作处于稳态，其7脚输出低电平，三极 管Q3导通，可控开关K3闭合，总线处于接通状态，系统可正常工作。当总 线电流大于规定值时，比较放大器的输出状态反转，触发时基电路U1， Ul由 稳态进入暂态，其管脚7输出变为高电平，三极管Q3截止，开关K3断开， 总线中没有电流流过。时基电路U1延时若干时间后会自动回到稳态，这时K3 接通。若此时过载故障未排除，保护电路会快速重新进入下一个保护循环，
权利要求1、一种仪表总线通信网络主站接口电路装置，它包括电源主站电路、电平转换电路，主站电源电路由220伏交流电源供电工作，由它转变的直流电压分别送给本装置的各部分电路作为工作电压，其特征在于还包括调控电路和保护电路；调控电路包括调控开关和控制转换电路，保护电路包括采样电阻、延时自恢复电路和保护开关电路；PC机输出的控制信号经过电平转化电路转换成调控电路需要的控制信号，传送给控制转换电路控制调控开关工作；调控电路把调制的信号经保护电路将信号加载在一条总线上。
2、 根据权利要求1所述的仪表总线通信网络主站接口电路装置，其特征 在于，所说的调控电路由控制转换电路和调控开关组成；控制转换电路包括 三极管(Ql)、 (Q2)和若干电阻；调控开关由两个可控开关(Kl)和(K2) 组成，(Kl)和(K2)的一端分别连接由主站电源电路送来的39V和24V的直 流电压，另一端与保护电路连接；
3、 根据权利要求1所说的仪表总线通信网络主站接口电路装置，其特征 在于，所说的保护电路由采样电阻(Rll)、延时自恢复电路和保护开关电路 组成；延时自恢复电路由二极管(Dl)、时基电路(Ul)以及外围的阻、容元 件与连线组成；保护开关电路由可控开关(K3)、比较放人器(Al)、 二极管(Q3)以及若干电阻、电容组成；采样电阻(R11)串联于总线BUS-与地线之 间；保护开关电路串联在调控开关与另一条总线之间，接收调控丌关送来的 信号；采样电阻(R11)将测得反映流过它的电流大小的、(R11)两端电压信 号，传送给比较放大器(Al)进行放大，经时基电路(Ul)和三极管(Q3)， 控制开关(K3)的接通或关断。
专利摘要本实用新型公开了一种仪表总线通信网络主站接口电路装置，它涉及通信技术领域，其目的在于采用该装置，以达到在仪表总线下行数据传输中具有波形失真小，低功耗，带负载能力强的效果，并具有过载、短路保护和自动恢复功能。该装置包括电源主站电路、电平转换电路、调控电路和保护电路。调控电路由调控开关和控制转换电路组成，保护电路由采样电阻、延时自恢复电路和保护开关电路组成。控制转换电路接收由PC机发出的控制信号控制调控开关工作；保护电路根据测得的负载电流是否过载，确定保护开关电路的通、断。调控电路把调制的信号经保护电路加载在总线上实现下行通信。本实用新型用于仪表总线通讯网络中的主站接口电路，进行计量仪表远程读抄。
文档编号G06F13/42GK201045650SQ20072003186
公开日2008年4月9日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者李金玲, 郭永林 申请人:西安旌旗电子有限公司