专利名称：内嵌can现场总线的智能脱扣器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于低压配电设备，涉及一种用于低压断路器的内嵌CAN现场总路线的智能脱扣器。
背景技术：
随着微电子技术、计算机技术以及网络技术的发展，使低压配电设备实现智能化和具有数据通信功能成为了可能。普通低压断路器的智能化脱扣系统要具有通信功能，现有技术一般是采用RS232、RS485/RS422等，它们仅支持物理层次的通信功能；或者需要通过外置式通信模块来实现与现场总线的连接，此类产品安装调试复杂、成本较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现数据链路层以上通信功能、集成度高、成本低、使用调试方便的内嵌CAN现场总线的智能脱扣器。
本实用新型的内嵌CAN现场总线的智能脱扣器的控制电路包括有一个主控模块，主控模块的采样信号输入端与用来采集配电设备工作状态信息的电流、电压采样电路相连接，主控模块的控制信号输出端与用来控制断路器操作机构的脱扣信号输出电路连接，主控模块还包括有内嵌CAN现场总线控制器通讯端，它与CAN现场总线通讯模块连接。主控模块还可连接有一个用来显示控制信息的液晶显示电路和一个用来输入参数设定指令和查询指令的键盘输入电路。
本实用新型由于内嵌了CAN现场总线功能部件，因而不仅能实现单个脱扣器所具有的基本保护功能和参数显示功能，而且能实现区域选择联锁、级联保护协调，较好地解决了电网级间选择性的配合问题，能够在很小的范围内将故障部分从系统中排除，最大限度地保证非故障部分的继续供电；此外由于采用集成式的CAN总线通讯模块，其通信协议开放、控制方便、可靠性高，同时其结构简单、紧凑，有利于降低成本。
图1是本实用新型实施例的控制电路的电路框图；图2是本实用新型实施例的主控模块的电路原理图。主要包括内嵌CAN控制器的高速微控制器芯片DS80C390、可编程外围器件PSD934F2和存储器HM628 128A。
图3是本实用新型实施例的电流、电压采样电路的电路原理图。
图4是本实用新型实施例的脱扣信号输出电路的电路原理图。
图5是本实用新型实施例的键盘输入电路的电路原理图。
图6是本实用新型实施例的液晶显示电路的电路原理图。
图7是本实用新型实施例的CAN现场总线通信模块的电路原理图。
图8是本实用新型与上位机进行通信的实际应用的系统网络结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的控制电路以主控模块为核心，它连接有电流、电压采样电路、脱扣信号输出电路、键盘输入电路、液晶显示电路等功能模块，并通过CAN现场总线通讯模块与上位机连接，并交换数据，实现数据链路层的通讯。
如图2所示，主控模块包括内嵌CAN控制器的高速微控制器芯片DS80C390、可编程外围器件PSD934F2和存储器HM628 128A。其主要功能是通过电流、电压采样电路读入电流和电压值，进行超限值判断，如果发生超限值故障，则由脱扣信号输出电路发分断信号分断脱扣器；通过键盘输入电路和液晶显示电路系统与用户进行交互；通过CAN现场总线通讯模块与其它设备进行通信，实现数据的共享功能。
如图3所示，电流、电压采样电路的电路选用电能表专用的单相双向功率/能量芯片CS5460A，该芯片是24位A/D转换器，带有能量计算引擎的CM0S单芯片功率测量装置，能够分担CPU任务，其整体的系统实时性和可靠性较高。其工作时电压互感器和电流互感器二次侧的感应电流信号分别经采样/分压电阻转换为电压信号输入到CS5460A的电压和电流通道。由于电流互感器为空心互感器，其二次侧感应出的信号比一次侧超前90度，故接一无源积分电路(RC组成)与CS5460A内部的相位补偿功能相结合进行相位校正，以实现能量的精确计算。
如图4所示，脱扣信号输出电路接受来自主控模块的脱扣信号，完成脱扣器的分断。电路采用带光电隔离的固态继电器J1，将微控制器与外界工业现场环境隔离，避免外界干扰进入微控制器系统。
如图5、图6所示的键盘输入和液晶显示电路，通过液晶屏显示由主控模块获得的电参数、故障记录等信息，通过键盘输入电路向主控模块发送用户的参数设置等指令信息。
如图7所示，CAN现场总线通信模块与集成了两个全功能CAN2.0B控制器的DS80C390芯片连接。CAN总线收发器采用PCA 82C250芯片，82C250是CAN控制器和物理总线间的接口，可提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。其具体工作过程是对于信息的发送，首先主控模块将待发送信息传送到CAN模块中相应的发送信息中心，然后启动发送命令。信息从发送信息中心发送到CAN总线上是由CAN模块自动完成的，当信息发送成功后，CAN模块向主控模块发出中断请求，告知发送完毕，主控模块响应中断，查询状态位，判断为何种中断，并作出相应处理；对于信息的接收，信息从CAN总线到相应的接收信息中心也是由CAN模块自动完成的，这一过程无需主控模块的参与，当接收完毕后，CAN模块向主控模块发出一个中断申请，主控模块响应中断，进行数据读入操作。
如图8所示，本实用新型的脱扣器一端与电网相连，另一端连到CAN现场总线网络，多组设备通过CAN现场总线网络互连。上位PC机通过CAN总线适配卡与现场总线网络连接，同时，上位PC机配有打印机。多点结构的总线式网络保证了智能脱扣器能实现区域选择性联锁功能和级联保护协调。
权利要求1.一种内嵌CAN现场总线的智能脱扣器，其特征是其控制电路包括有一个主控模块，主控模块的采样信号输入端与电流、电压采样电路相连接，主控模块的控制信号输出端与脱扣信号输出电路连接，主控模块的内嵌CAN现场总线控制器通讯端与一个CAN现场总线通讯模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌CAN现场总线的智能脱扣器，其特征是所述主控模块连接有液晶显示电路和键盘输入电路。
专利摘要本实用新型属于低压配电设备，涉及一种用于低压断路器的内嵌CAN现场总路线的智能脱扣器。其控制电路包括有一个主控模块，主控模块的采样信号输入端与用来采集配电设备工作状态信息的电流、电压采样电路相连接，主控模块的控制信号输出端与用来控制断路器操作机构的脱扣信号输出电路连接，主控模块的内嵌CAN现场总线控制器通讯端与CAN现场总线通讯模块连接。本实用新型可实现数据链路层以上通信功能、集成度高、成本低、使用调试方便。
文档编号H02J13/00GK2773889SQ20052006912
公开日2006年4月19日 申请日期2005年2月5日 优先权日2005年2月5日
发明者蔡彬, 张杭, 赵跃华, 熊书明 申请人:大全集团有限公司