专利名称：一种收发信机监测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种收发信机监测电路，属于电力系统高频保护收发信机的自动监测
背景技术：
电力系统高频保护信号一般采用高频保护收发信机作为专用设备来传输，高频保护收发信机由输入插件、输出插件、发信插件、收信插件、功率放大插件、线路滤波插件、电源插件、母板和接线端子组成。设备可完成电力系统继电保护信号的传输，提供运行人员通过交换试验了解电力线和设备的状态，通过模拟指针指示发信和收信电平。但是在设计上还存在一些缺陷①不能自动定时实现交换试验。②不能自动判别设备自身和电力线路的状态。③不能直观精确地指示发信电平和收信电平。④运行人员不能通过远程设备及时掌握设备的运行状态。⑤由于自动化程度低，因此增加了运行人员的劳动强度。
本实用新型内容本实用新型的目的是在现有的收发信机中插入一个能使收发信机实现自动定时实现交换试验、自动判别设备自身和电力线路的状态并能直观精确地指示发信电平和收信电平的收发信机监测电路。
本实用新型由单片机系统电路、模拟输入电路、数字输入电路、数字输出电路、数码管显示器、RS485总线接口、时钟电路、模数转换器和电子开关构成，模拟输入电路的输出接至电子开关的输入接口，电子开关的输出信号接模数转换器输入接口，数字输入电路的两路输出接单片机系统电路的两个输入接口，单片机系统电路的其它输入、输出接口分别与模数转换器的输出、输入接口对应互连，与RS485总线接口的输出、输入接口对应互连，与时钟的输出、输入接口对应互连，单片机系统电路的其它输出接口还分别接入数字输出电路的输入接口、数码管显示器输入接口和电子开关的一个输入接口。
所述的模拟输入电路中电阻R20和电容C34两端连在一起，其中一端接电源的0V，另一端和运放N12的5号脚相连，而运放N12的6脚和7脚连接使运放N12成为跟随器，运放N12的输出端7脚接电子开关。电阻R22和电容C35两端连在一起，其中一端接电源的0V，另一端和运放N11的3号脚相连，而运放N11的2脚和1脚连接使运放N11成为跟随器，运放N11的输出端1脚接电子开关。
所述的数字输入电路中二极管V4的负极和运放N22的5脚以及电阻R30的一端连在一起，电阻R30的另一端接电源的0V，电阻R29的一端接电源+12V，另一端和运放N22的6脚以及电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端接电源0V，电阻R32的一端接运放N22的7脚，电阻R32的另一端接三极管T3的基极，三极管T3的集电极接电源5V，三极管T3的发射极和电阻R33的一端接一起，输出的发信标志B06接到单片机系统，电阻R33的另一端接电源0V，光耦U4的1脚和2脚接收信输出信号的输入B07、B08，光耦U4的4脚和三极管T4的集电极连在一起后接电源5V，光耦U4的3脚接三极管T4的基极，三极管T4的发射极和电阻R34的一端连接，输出的收信标志B09接到单片机系统，电阻R34的另一端接电源0V。
所述的数字输出电路中电阻R24的一端接电源5V，电阻R24的另一端接光耦U1的1脚，光耦U1的2脚接收信报警控制的输入端B10，光耦U1的4脚接电源5V，光耦U1的3脚与电阻R25的一端连接，输出收信报警信号B11，电阻R25的另一端接电源0V，电阻R26的一端接电源5V，电阻R26的另一端接光耦U2的1脚，光耦U2的2脚接发信报警控制的输入端B12，光耦U2的4脚接电源5V，光耦U2的3脚与电阻R27的一端连接，输出发信报警信号B13，电阻R27的另一端接电源0V，电阻R39的一端接电源5V，电阻R39的另一端接光耦U7的1脚，光耦U7的2脚接自动交换试验控制信号B14，光耦U7的4脚与二极管V8的正极和继电器K2的16脚连接，二极管V8的负极和继电器K2的1脚连接后接电源+12V，光耦U7的3脚与电源-12V连接，继电器K2的4脚和8脚输出自动交换试验接点B16、B17，电阻R40的一端接电源5V，电阻R40的另一端接光耦U8的1脚，光耦U8的2脚接自动复归控制信号B15，光耦U8的4脚与二极管V9的正极和继电器K1的16脚连接，二极管V9的负极和继电器K1的1脚连接后接电源+12V，光耦U8的3脚与电源-12V连接，继电器K1的4脚和8脚输出自动复归接点B18、B19。
本实用新型的工作原理是当收发信机处于静态也就是没有发信和收信的时候，监测电路就等待发信和收信事件的发生；当收发信机有发信事件发生的时候，收信插件通过母板上的连线把发信控制信号、发信电平送到监测电路内供检测并计算出实际发信电平，当发信电平低于设定值下限监测电路输出的发信报警信号也通过母板上的连线送到收信插件内控制发信报警电路发出发信报警信号；当收发信机有收信事件发生的时候，输出插件和收信插件分别通过母板上的连线把收信输出信号、收信电平送到监测电路内供检测并计算出实际收信电平，当收信电平低于设定值下限监测电路输出的收信报警信号也通过母板上的连线送到收信插件内控制收信报警电路发出收信报警信号；发信电平和收信电平通过三位数码管显示；当自动试验时间到来的时候监测电路通过母板上的连线把自动试验的信号送到收发信机的接线端子上实现自动试验，并且对发信电平和收信电平实现监测，当自动试验过程结束后，监测电路通过母板上的连线把自动复归的信号送到收发信机的接线端子上实现自动复归；监测电路通过母板上的连线把RS485总线接口接到接线端子上，在收发信之间接一根两芯的电缆，然后把监测电路的RS485总线接口接到两芯电缆上，在电缆的一端接上有RS485接口的集中管理器就能够实现现场设备的集中管理；在集中管理器和远方控制室之间用电话线MODEM和电话线连接实现收发信机的远程管理。
本实用新型的主要优点是1、在结构上它是一块独立的插件，不依附于收发信机的任何电路，并且电源也是独立的，这使得收发信机的任何电路损坏也不影响监测电路的功能实现，即使是收发信机的电源出了问题也不影响监测电路的使用。2、由于具体的电路都使用现成的价格低廉的器件，因此并不增加太多的成本。3、有效提高了收发信机的综合性能，同时降低了运行人员的劳动强度，极大地提高了劳动生产率。4、不仅能够检测单台收发信机的工作状态；而且可以完成现场所有设备的现场集中监控和远程监控。
附图1是本实用新型的电路原理框图。
附图2是本实用新型中模拟输入电路的电路原理图。
附图3是本实用新型中数字输入电路的电路原理图。
附图4是本实用新型中数字输出电路的电路原理图。
附图5是本实用新型实施方案的原理框图。
图中S01是单片机系统电路，S02是数字输入电路，S03是RS485总线接口，S04是时钟电路，S05是数字输出电路，S06是数码管显示器，S07是模数转换器，S08是电子开关，S09是模拟输入电路，S10是收信插件，S11是接线端子，S12是输出插件，S13是本实用新型。B01是发信电平输入，B02是发信电平输出，B03是收信电平输入，B04是收信电平输出，B05是发信控制信号，B06是发信标志，B07、B08是收信输出信号，B09是收信标志，B10是收信报警控制信号，B11是收信报警信号，B12是发信报警控制信号，B13是发信报警信号，B14是自动试验控制信号，B16、B17是自动试验接点，B15是自动复归控制信号，B18、B19是自动复归接点。
实施方案本实用新型由单片机系统电路S01、模拟输入电路S09、数字输入电路S02、数字输出电路S05、数码管显示器S06、RS485总线接口S03、时钟电路S04、模数转换器S07和电子开关S08构成，模拟输入电路S09的输出接至电子开关S08的输入接口，电子开关S08的输出信号接模数转换器S07输入接口，数字输入电路S02的两路输出接单片机系统电路S01的两个输入接口，单片机系统电路S01的其它输入、输出接口分别与模数转换器S07的输出、输入接口对应互连，与RS485总线接口S03的输出、输入接口对应互连，与时钟电路S04的输出、输入接口对应互连，单片机系统电路S01的其它输出接口还分别接入数字输出电路S02的输入接口、数码管显示器S06输入接口和电子开关S08的一个输入接口。
数字输入电路S02由二极管、三极管、电阻、运算放大器接成的比较器和光耦组成。二极管、三极管、电阻、运算放大器接成的比较器把输入的12V的发信控制信号B05转换成5V的发信标志B06送单片机系统电路S01，光耦把12V的收信输出信号B08隔离转换成5V的收信标志B06送单片机系统系统电路S01。
数字输出电路S05由光耦、继电器、电阻和二极管组成，把单片机系统系统电路S01发出的收信报警控制信号B10、发信报警控制信号B12是、自动试验控制信号B14、自动复归控制信号B15实现转换。
模拟输入电路S09是由运算放大器接成的两个跟随器和电阻电容组成。实现发信电平B02和收信电平B04的转换，然后通过在单片机系统电路S01控制下的电子开关S08接入模数转换器S07，电阻电容实现信号滤波。
单片机系统电路S01对模拟输入信号、数字输入信号检测并发出控制信号。
将本实用新型接入收发信机，当本实用新型上电的时候，单片机系统电路S01自动设置发信电平的下限和收信电平的下限。
当收发信机发信的时候，从收信插件S10通过母板上的连线送到本实用新型的模拟输入电路S09的发信电平B02经过模拟输入电路S09转换后接入电子开关S08，同时，从收信插件S09通过母板上的连线送到本实用新型的数字输入电路S02的发信控制信号B05经过数字输入电路S02转换成发信标志B06接入单片机系统电路S01；单片机系统电路S01检测到发信标志B06后控制模拟开关把发信电平B02接入模数转换器S07并启动模数转换器S07进行转换，转换结束后单片机系统电路S01读出转换结果计算出发信电平B02值并且在数码管显示器S06上显示，当收发信机的发信功率下降超过设定的发信电平B02的下限的时候，本实用新型通过数字输出电路S05发出发信报警信号B13，发信报警信号B13通过母板上的连线送到收信插件S10内控制发信报警继电器通知现场工作人员收发信机的发信部分有故障。
当收发信机收信的时候，从收信插件S10通过母板上的连线送到本实用新型的模拟输入电路S09的收信电平B04经过模拟输入电路S09转换后接入电子开关S08，同时，从收信插件S10通过母板上的连线送到本实用新型的数字输入电路S02的收信输出信号B07、B08经过数字输入电路S02转换成收信标志B09接入单片机系统电路S01；单片机系统电路S01检测到收信标志B09后控制模拟开关把收信电平B04接入模数转换器S07并启动模数转换器S07进行转换，转换结束后单片机系统电路S01读出转换结果计算出收信电平B04值并且在数码管显示器S06上显示，当收发信机的收信电平B04下降超过设定的收信电平的下限的时候，本实用新型通过数字输出电路S05发出收信报警信号B11，收信报警信号B11通过母板上的连线送到收信插件S10内控制收信报警继电器通知现场工作人员收发信机的收信部分有故障。
如果用户要求本实用新型具有定时自动启动收发信机交换试验功能并且把定时时间设置进入时钟电路S04，那么当自动交换试验的时间到来的时候，单片机系统电路S01通过数字输出电路S05发出自动交换试验控制信号B14，然后自动交换试验控制信号B14通过母板上的连线送到收发信机的接线端子S11控制收发信机启动交换试验过程；在自动试验过程中，当收发信机发信的时候本实用新型对发信的电平进行监测和判别，如果有发信报警则发出发信报警信号B13，当收发信机收信的时候本实用新型对收信的电平进行监测和判别，如果有收信报警则发出收信报警信号B11；当自动交换试验结束后单片机系统电路S01通过数字输出电路S05发出自动复归控制信号B15，自动复归控制信号经过母板上的连线送到收发信机的接线端子S11控制收发信机完成信号复归。
在本实用新型的控制下，现场所有收发信机可以通过接到接线端子S11上的RS485总线接口S03连接在一起，然后通过现场集中控制器、电话线、远程监控设备实现收发信机的现场集中管理和远程管理。这种情况下如果收发信机有发信和收信的时候，那么本实用新型就通过RS485总线接口S03把发信电平B02和收信电平B04等与收发信机的有关的信号送到现场集中控制器，然后现场集中控制器把这些信号通过电话线送到远方的远程监控设备，这样现场工作人员就可以通过现场集中控制器了解现场每一台收发信机的工作状态，同时现场工作人员也可以通过现场集中控制器完成对每一台收发信机的交换试验的控制。同样，远方工作人员也可以通过远程监控设备了解现场每一台收发信机的工作状态，同时远方工作人员也可以通过远程监控设备完成对每一台收发信机的交换试验的控制。
本实用新型不仅能够检测单台收发信机的工作状态；而且可以完成现场所有设备的现场集中监控和远程监控。
权利要求1.一种收发信机监测电路，其特征是由单片机系统电路、模拟输入电路、数字输入电路、数字输出电路、数码管显示器、RS485总线接口、时钟电路、模数转换器和电子开关构成，模拟输入电路的输出接至电子开关的输入接口，电子开关的输出信号接模数转换器输入接口，数字输入电路的两路输出接单片机系统电路的两个输入接口，单片机系统电路的其它输入、输出接口分别与模数转换器的输出、输入接口对应互连，与RS485总线接口的输出、输入接口对应互连，与时钟的输出、输入接口对应互连，单片机系统电路的其它输出接口还分别接入数字输出电路的输入接口、数码管显示器输入接口和电子开关的一个输入接口。
2.根据权利要求1所述的收发信机监测电路，其特征是所述的模拟输入电路中电阻R20和电容C34两端连在一起，其中一端接电源的0V，另一端和运放N12的5号脚相连，而运放N12的6脚和7脚连接使运放N12成为跟随器，运放N12的输出端7脚接电子开关。电阻R22和电容C35两端连在一起，其中一端接电源的0V，另一端和运放N11的3号脚相连，而运放N11的2脚和1脚连接使运放N11成为跟随器，运放N11的输出端1脚接电子开关。
3.根据权利要求1所述的收发信机监测电路，其特征是所述的数字输入电路中二极管V4的负极和运放N22的5脚以及电阻R30的一端连在一起，电阻R30的另一端接电源的0V，电阻R29的一端接电源+12V，另一端和运放N22的6脚以及电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端接电源0V，电阻R32的一端接运放N22的7脚，电阻R32的另一端接三极管T3的基极，三极管T3的集电极接电源5V，三极管T3的发射极和电阻R33的一端接一起，输出的发信标志B06接到单片机系统，电阻R33的另一端接电源0V，光耦U4的1脚和2脚接收信输出信号的输入B07、B08，光耦U4的4脚和三极管T4的集电极连在一起后接电源5V，光耦U4的3脚接三极管T4的基极，三极管T4的发射极和电阻R34的一端连接，输出的收信标志B09接到单片机系统，电阻R34的另一端接电源0V。
4.根据权利要求1所述的收发信机监测电路，其特征是所述的数字输出电路中电阻R24的一端接电源5V，电阻R24的另一端接光耦U1的1脚，光耦U1的2脚接收信报警控制的输入端B10，光耦U1的4脚接电源5V，光耦U1的3脚与电阻R25的一端连接，输出收信报警信号B11，电阻R25的另一端接电源0V，电阻R26的一端接电源5V，电阻R26的另一端接光耦U2的1脚，光耦U2的2脚接发信报警控制的输入端B12，光耦U2的4脚接电源5V，光耦U2的3脚与电阻R27的一端连接，输出发信报警信号B13，电阻R27的另一端接电源0V，电阻R39的一端接电源5V，电阻R39的另一端接光耦U7的1脚，光耦U7的2脚接自动交换试验控制信号B14，光耦U7的4脚与二极管V8的正极和继电器K2的16脚连接，二极管V8的负极和继电器K2的1脚连接后接电源+12V，光耦U7的3脚与电源-12V连接，继电器K2的4脚和8脚输出自动交换试验接点B16、B17，电阻R40的一端接电源5V，电阻R40的另一端接光耦U8的1脚，光耦U8的2脚接自动复归控制信号B15，光耦U8的4脚与二极管V9的正极和继电器K1的16脚连接，二极管V9的负极和继电器K1的1脚连接后接电源+12V，光耦U8的3脚与电源-12V连接，继电器K1的4脚和8脚输出自动复归接点B18、B19。
专利摘要一种收发信机监测电路。本实用新型属于电力系统高频保护收发信机的自动监测技术领域。由单片机系统电路、模拟输入电路、数字输入电路、数字输出电路、数码管显示器、RS485总线接口、时钟电路、模数转换器和电子开关构成。将本实用新型接入收发信机，能使收发信机实现自动定时实现交换试验、自动判别设备自身和电力线路的状态并能直观精确地指示发信电平和收信电平。本实用新型不仅能够检测单台收发信机的工作状态；而且可以完成现场所有设备的现场集中监控和远程监控。
文档编号H04B17/00GK2874899SQ20052014037
公开日2007年2月28日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者沙承瑞 申请人:沙承瑞