專利名稱：直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)用直流電源通常由高頻開(kāi)關(guān)電源、蓄電池、監(jiān)控裝置和其它輔助單元組 成。過(guò)去由于受到技術(shù)和器件的限制，監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度一直不高。按著發(fā)電廠、水電 站、各類變電站、變電所的需要監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)節(jié)方便、經(jīng) 濟(jì)實(shí)用的要求都無(wú)法滿足。

發(fā)明內(nèi)容直流操作電源系統(tǒng)是電站、變電站中的重要設(shè)備，集中監(jiān)控裝置是直流操作電源 系統(tǒng)中非常重要的控制核心部分。為滿足電站、變電站無(wú)人值守的要求，集中監(jiān)控裝置其主 要功能是實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的自動(dòng)化管理、蓄電池組的最優(yōu)化管理。此直流電源系統(tǒng)中的集中 監(jiān)控裝置就是為滿足上述要求而設(shè)計(jì)的。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案如下一種直流電源系統(tǒng)中的集中 監(jiān)控裝置它是由四部分構(gòu)成ARM處理機(jī)核心部分、供電電源網(wǎng)絡(luò)部分、按鍵接口與液晶顯 示部分、通訊部分，ARM處理機(jī)核心部分分別與按鍵接口與液晶顯示部分、通訊部分電信號(hào) 連接并傳送數(shù)據(jù)流，供電電源網(wǎng)絡(luò)部分分別為ARM處理機(jī)核心部分、按鍵接口與液晶顯示 部分、通訊部分提供電源。此裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集各種單元、模塊上傳的數(shù)據(jù)信息并顯 示，數(shù)據(jù)采集是通過(guò)RS485通訊方式進(jìn)行互聯(lián)，集中監(jiān)控裝置將統(tǒng)一的信息，通過(guò)RS232和 RS485可選的通訊方式，和多種不同的規(guī)約格式上傳給綜合自動(dòng)化監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn) 傳。此裝置是模塊化結(jié)構(gòu)、組屏簡(jiǎn)單、配置十分靈活。本實(shí)用新型專利還有這樣一些技術(shù)特征1、本專利選擇的是嵌入式ARM處理機(jī)S3C44B0X，ARM體系的處理機(jī)是目前嵌入式 系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器，采用了 RISC技術(shù)，具有尋址方式簡(jiǎn)單，寄存器多，指令長(zhǎng)度固 定等特點(diǎn)，使它的處理速度快，執(zhí)行效率高，處理能力大大超出了單片機(jī)系統(tǒng)。2、采用了基于iCoupler磁耦隔離技術(shù)的RS485收發(fā)器-ADM2483，該芯片內(nèi)部集成 有三路數(shù)字信號(hào)隔離通道以及一個(gè)低功耗RS485收發(fā)器，DM2483隔離電壓為2. 5KV，信號(hào)傳 輸速率500Kbps，總線可掛載256個(gè)節(jié)點(diǎn)，大幅度的提高了工作的穩(wěn)定性。3、實(shí)現(xiàn)中英文雙語(yǔ)界面隨時(shí)切換功能，不需要重新上電或復(fù)位。4、實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)通過(guò)RS232/RS485通訊方式進(jìn)行通訊，并可以隨意選擇⑶T、 MODBUS, T103、PR0FIBUS等標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約。5、實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)置提示功能，并顯示參數(shù)設(shè)定成功和保存成功畫(huà)面。6、實(shí)現(xiàn)了接地巡檢功能，電池巡檢功能，開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)功能，各模塊的控制功能和各 種報(bào)警功能于一身的集中監(jiān)控裝置。通過(guò)參數(shù)的設(shè)置也可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的接地巡檢功能，電 池巡檢功能，開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)功能，界面也隨功能變化而變化。
3[0012]7、實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控管理和分散數(shù)據(jù)采集，通過(guò)遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào) 的“四遙”功能和綜合自動(dòng)化裝置互聯(lián)數(shù)據(jù)傳遞，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。


圖1為組成部分原理框圖圖2為在直流電源系統(tǒng)中工作原理框圖圖3為供電電源網(wǎng)絡(luò)原理圖圖4為硬件組成部分原理框圖圖5RS485通訊原理圖圖6并口實(shí)現(xiàn)串口技術(shù)原理框圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1至附圖6對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述本實(shí)用新型專利是以ARM 32位處理機(jī)S3C44B0X為核心集中采集數(shù)據(jù)和處理數(shù) 據(jù)，如附圖1所示ARM 32位處理機(jī)S3C44B0X與通訊部分的連接是通過(guò)串行接口和并行接 口來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集，串行接口是ARM處理機(jī)S3C44B0X通過(guò)串行I/O 口與ADM2483芯片連 接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出，如附圖5所示。由于ARM處理機(jī)S3C44B0X提供兩組串行通訊I/O接 口，其中一組通訊I/O接口主要實(shí)現(xiàn)與模擬量采集單元、開(kāi)關(guān)量單元連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的相 互傳遞；另一組通訊I/O接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，將集中監(jiān)控裝置采集到的信息傳遞給綜 合自動(dòng)化裝置上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳功能。并行接口是ARM處理機(jī)S3C44B0X通過(guò)8位數(shù) 據(jù)總線與CPLD連接，如圖6所示的接口框圖，通過(guò)CPLD內(nèi)部的程序編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行通 訊。這個(gè)串口主要提供與充電機(jī)模塊、UPS逆變模塊、DC/DC電源模塊直流交流采樣、EPS逆 變模塊、絕緣監(jiān)察單元、電池巡檢單元、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)單元等設(shè)備通訊，互換數(shù)據(jù)，如附圖2所 示。按鍵部分是通過(guò)行掃描的方式將高低電平輸入CPLD，通過(guò)CPLD語(yǔ)言程序計(jì)算按鍵碼， 再將按鍵碼傳給ARM處理機(jī)S3C44B0X，ARM處理機(jī)S3C44B0X執(zhí)行按鍵碼相應(yīng)操作。液晶顯 示部分是人機(jī)界面的重要部分，它采用256色的彩色顯示屏設(shè)計(jì)，選用不同顏色來(lái)顯示不 同的數(shù)據(jù)，不同的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)和報(bào)警情況使用效果非常好。與ARM處理機(jī)S3C44B0X接口非 常簡(jiǎn)單，ARM處理機(jī)S3C44B0X自帶這種液晶屏的驅(qū)動(dòng)程序，使用方便，功能效果良好。電源網(wǎng)絡(luò)部分則是此裝置的能量供應(yīng)，它將提供給各個(gè)芯片工作電源。使其各個(gè) 部分有效地、連續(xù)的將數(shù)據(jù)處理，它是此集中監(jiān)控裝置工作的保障。如附圖3所示是集中監(jiān) 控裝置的供電電源網(wǎng)絡(luò)，這里介紹了每個(gè)電源模塊的供電范圍，其中+12VDC為外部開(kāi)關(guān)電 源輸入，在+12VDC輸入前級(jí)加入EMC保護(hù)電路，在此電路中加入共模壓敏電阻和差模壓敏 電阻，濾波電容，EMI濾波器等抗干擾波抑制器，有效地保護(hù)了后級(jí)工作電路的穩(wěn)定性。順序 連接DC12/5的電源模塊提供整個(gè)監(jiān)控裝置的5V供電電源，輸出功率有足夠后級(jí)電路的使 用，還提供給繼電器輸出干接點(diǎn)的線圈工作電源；后級(jí)DC5/5電源模塊提供通訊隔離電源， 此通訊器件為一款內(nèi)部隔離的ADM2483新型芯片；DC5/3. 3電源模塊提供CPLD的工作電源 實(shí)現(xiàn)按鍵的功能操作部分的電源和提供32位ARM處理機(jī)的S3C44B0X的工作電源內(nèi)核邏輯 電壓。如圖4所示是以ARM 32位處理機(jī)S3C44B0X為核心的集中監(jiān)控裝置硬件組成原理框圖，其硬件的主要技術(shù)特點(diǎn)是應(yīng)用了功耗低、成本低的可編程的高級(jí)功能集成MAXII CPLD產(chǎn)品，可用圖形和語(yǔ)言兩種方法編譯程序，非常靈活，去抖效果明顯。與32位ARM 處理機(jī)S3C44B0X接口實(shí)現(xiàn)按鍵的操作，并實(shí)現(xiàn)了并口轉(zhuǎn)串口技術(shù)，使本設(shè)計(jì)對(duì)外的采 集口增多，可以并行同時(shí)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理速度增強(qiáng)；256色液晶彩色顯示屏是選擇了 LM057QC1T01型號(hào)圖形點(diǎn)陣256色STN液晶模塊，它的分辨率為320X 240，具有接口簡(jiǎn)單、 工作穩(wěn)定和便于操作等特點(diǎn)，人機(jī)界面非常友好。ARM 32位處理機(jī)S3C44B0X自有的IXD 控制器將緩存中的數(shù)據(jù)傳送到外部的LCD驅(qū)動(dòng)器，并產(chǎn)生必須的LCD控制信號(hào)，來(lái)支持不 同水平和垂直點(diǎn)數(shù)、不同數(shù)據(jù)線寬度、不同接口時(shí)序和刷新速率的LCD ；本設(shè)計(jì)中采用了基 于iCoupler磁耦隔離技術(shù)的RS485收發(fā)器-ADM2483芯片，該芯片內(nèi)部集成有三路數(shù)字信 號(hào)隔離通道以及一個(gè)低功耗RS485收發(fā)器，ADM2483芯片隔離電壓為2. 5KV，信號(hào)傳輸速率 500Kbps，總線可掛載256個(gè)節(jié)點(diǎn)，大大提高了工作的穩(wěn)定性；輸入輸出模塊為一款64k位串 行E2PROM AT24C64數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，能與400KHZ I2C總線兼容，1百萬(wàn)次編程/擦寫(xiě)周期，可 保存數(shù)據(jù)100年。他將保存所有需要保存的設(shè)置參數(shù)及維護(hù)級(jí)參數(shù)，實(shí)時(shí)反映直流電源系 統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài).通過(guò)接收從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中傳入的數(shù)據(jù)，在每條線路上可顯示設(shè)備的實(shí)時(shí)電 壓，電流及開(kāi)關(guān)，斷路器的閉合斷開(kāi)狀態(tài).這種電力監(jiān)控系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)與集中監(jiān)控裝 置，是直流電源系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本實(shí)用新型專利有各種非常詳細(xì)的歷史報(bào)警，使用戶的直流電源系統(tǒng)透明化，它 是一套提高直流電源系統(tǒng)安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的智能化集中監(jiān)控裝置，此裝置是模塊 化結(jié)構(gòu)、操作方便，組屏簡(jiǎn)單、配置十分靈活。
權(quán)利要求一種直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置，它是由四部分構(gòu)成ARM核心部分、供電電源網(wǎng)絡(luò)部分、按鍵接口與顯示部分、通訊部分，其特征是ARM核心部分分別與按鍵接口、液晶顯示部分、通訊部分連接并傳送數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互傳遞，供電電源網(wǎng)絡(luò)部分分別為ARM核心部分、按鍵接口與液晶顯示部分、通訊部分提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置，其特征在于組成集中 監(jiān)控裝置的ARM核心部分是嵌入式ARM處理機(jī)S3C44B0X。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置，其特征在于液晶顯示 所采用的顯示屏是彩色顯示屏LM057QC1T01型。
專利摘要一種直流電源系統(tǒng)中的集中監(jiān)控裝置它是由四部分構(gòu)成ARM處理機(jī)核心部分、供電電源網(wǎng)絡(luò)部分、按鍵接口與液晶顯示部分、通訊部分，ARM處理機(jī)核心部分分別與按鍵接口與液晶顯示部分、通訊部分電信號(hào)連接并傳送數(shù)據(jù)流，供電電源網(wǎng)絡(luò)部分分別為ARM處理機(jī)核心部分、按鍵接口與液晶顯示部分、通訊部分提供電源。此裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集各種單元、模塊上傳的數(shù)據(jù)信息并顯示，數(shù)據(jù)采集是通過(guò)RS485通訊方式進(jìn)行互聯(lián)，集中監(jiān)控裝置將統(tǒng)一的信息，通過(guò)RS232和RS485可選的通訊方式，和多種不同的規(guī)約格式上傳給綜合自動(dòng)化監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。此裝置是模塊化結(jié)構(gòu)、組屏簡(jiǎn)單、配置十分靈活。
文檔編號(hào)G05B19/048GK201773300SQ201020259188
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者任立銘, 張乙, 趙書(shū)強(qiáng), 郭曉光, 韓洪臣 申請(qǐng)人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司