專利名稱：一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路控制領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù)：
在電網(wǎng)等環(huán)境中，為了對(duì)電網(wǎng)實(shí)行有效監(jiān)控，需要對(duì)電網(wǎng)中的各類信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的采集和處理；有些情況下，還需要根據(jù)所采集的信號(hào)進(jìn)行一定范圍的實(shí)時(shí)保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法，可以對(duì)短路和漏電進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法，所述開關(guān)控制器包括CPU單元、輸入輸出單元； 所述10單元至少包括采集模塊，DSP和數(shù)字信號(hào)輸出接口 ；
所述CPU單元至少包括微控制單元MCU ;
所述方法包括 所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)； 所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電，如果是則發(fā)送中斷信號(hào)給
所述CPU單元； 所述MCU當(dāng)收到所述中斷信號(hào)時(shí)通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)。 進(jìn)一步地，所述數(shù)字信號(hào)輸出接口包括若干路數(shù)字信號(hào)輸出通道，各數(shù)字信號(hào)輸出通道各為一繼電器； 所述MCU通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)的步驟具體包括
所述MCU發(fā)送控制命令給所述數(shù)字信號(hào)輸出接口，指示斷開與所述系統(tǒng)總開關(guān)連接的數(shù)字信號(hào)輸出通道； 所述數(shù)字信號(hào)輸出接口根據(jù)該控制命令斷開相應(yīng)的繼電器。
進(jìn)一步地，所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)的步驟具體包括 分別采集三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流和附加直流電流，并進(jìn)行通道
處理后得到所述采集數(shù)據(jù)； 所述通道處理包括對(duì)信號(hào)放大或縮小，以及濾波。
進(jìn)一步地，所述的方法還包括 所述MCU將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，將所述上位機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸接口發(fā)送給所述DSP ; 所述配置參數(shù)至少包括漏電閾值、短路閾值和濾波參數(shù)； 所述通道處理的步驟中根據(jù)所述配置參數(shù)中的濾波參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)濾波。 進(jìn)一步地，所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電的步驟具體包
4括 接收并保存所述漏電閾值及短路閾值；
接收所述采集數(shù)據(jù)； 將所述漏電閾值與所述零序電壓和零序電流比較，或與所述附加直流電流比較，判斷是否漏電； 將所述短路閾值與所述三相電壓和三相電流比較，判斷是否短路。 進(jìn)一步地，所述漏電閾值包括附加直流閾值、零序電壓閾值、零序電流閾值和零序
信號(hào)相差閾值； 所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否漏電的步驟具體包括
接收并保存所述工作模式參數(shù)； 根據(jù)該工作模式信息判斷本開關(guān)控制器是否作為總開關(guān)使用，如果是則比較所述附加直流電流和所述附加直流閾值，如果所述附加直流電流大于所述附加直流閾值，則判斷系統(tǒng)漏電； 否則分別比較所述零序電流和所述零序電流閾值，所述零序電壓和所述零序電壓閾值，以及所述零序電流和所述零序電壓之間的夾角P和所述零序信號(hào)相差閾值；當(dāng)所述零序電流大于所述零序電流閾值，所述零序電壓大于所述零序電壓閾值，P在所述零序信號(hào)相差閾值之內(nèi)時(shí)判斷系統(tǒng)漏電。 進(jìn)一步地，所述配置參數(shù)還包括漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間； 所述DSP判斷系統(tǒng)漏電的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步驟前還包括 啟動(dòng)第一定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；
所述第一定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間。 進(jìn)一步地，所述的方法還包括 根據(jù)所述三相電流和所述三相電壓分別計(jì)算功率因數(shù)及以下功率值并發(fā)送給所述CPU單元 三相有功功率；三相總有功功率；三相無功功率及總無功功率； 所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路的步驟具體可以包括 將所述三相電流與所述短路閾值相比較，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值時(shí)判
斷系統(tǒng)短路。 進(jìn)一步地，所述配置參數(shù)還包括過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間； 所述DSP判斷系統(tǒng)過流的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步驟前還包括 啟動(dòng)第二定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；
所述第二定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間。 進(jìn)一步地，所述的方法還包括 所述MCU根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值且該兩相的功率因數(shù)大于預(yù)設(shè)的功率因數(shù)整定值時(shí)，判為阻性過流短路；當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值但該兩相的功率因數(shù)小于或等于所述功率因數(shù)整定值時(shí)，判為感性過流短路；當(dāng)任一相電流值大于或等于預(yù)設(shè)的整定電流值的N倍并小于所述短路閾值時(shí)，判斷為過載
5過流；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓大于110%到120%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為過壓；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓小于50%到85%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為欠壓；其中，N大于1 ; 所述MCU發(fā)送判斷結(jié)果給所述上位機(jī)，并接收上位機(jī)返回的控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口輸出開關(guān)控制信號(hào)。 本發(fā)明的技術(shù)方案采用雙處理器，可以在不加重CPU負(fù)擔(dān)的前提下對(duì)短路和漏電進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)；本發(fā)明的優(yōu)化方案結(jié)合了可編程技術(shù)，使用戶可以根據(jù)實(shí)際情況和需求調(diào)整動(dòng)作過程和參數(shù)，使用更加靈活方便。本發(fā)明可以用于煤礦井下等三相三線式的環(huán)境中，在中性點(diǎn)不接地的三相電網(wǎng)中，作為配電總開關(guān)或分支開關(guān)使用，驅(qū)動(dòng)井下用電設(shè)備，性能可靠，動(dòng)作準(zhǔn)確。


圖1是實(shí)施例一中開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。 本發(fā)明可用于煤礦井下等環(huán)境中；可以在交流中性點(diǎn)不接地的三相電網(wǎng)中，作為
配電總開關(guān)或分開關(guān)使用，也可作大容量電動(dòng)機(jī)的不頻繁啟動(dòng)之用。 實(shí)施例一， 一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法，所述開關(guān)控制器包括CPU單元和輸入輸出10單元； 所述10單元包括采集模塊，DSP和數(shù)字信號(hào)輸出接口 ；
所述CPU單元至少包括微控制單元MCU ;
所述方法如圖1所示，包括 所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)(經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)側(cè)一級(jí)變換)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)；
所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電；
如果判斷系統(tǒng)短路或漏電，則發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元； 所述MCU當(dāng)收到所述中斷信號(hào)時(shí)通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)。
本實(shí)施例中，所述CPU單元還包括一存儲(chǔ)器；所述方法還可以包括 所述DSP將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給所述CPU單元；所述存儲(chǔ)器保存所述采集數(shù)據(jù)。 本實(shí)施例中，所述數(shù)字信號(hào)輸出接口可以但不限于包括若干路(比如8路)數(shù)字
信號(hào)輸出通道，各數(shù)字信號(hào)輸出通道可以但不限于為常開型繼電器，也不排除為常閉型的
繼電器；其開關(guān)容量為交流250V， 3A，或直流30V， 3A。 所述MCU通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)的步驟具體可以包括
所述MCU發(fā)送控制命令給所述數(shù)字信號(hào)輸出接口，指示斷開與所述系統(tǒng)總開關(guān)連接的數(shù)字信號(hào)輸出通道； 所述數(shù)字信號(hào)輸出接口根據(jù)該控制命令斷開相應(yīng)的繼電器。 比如所述系統(tǒng)總開關(guān)為一接觸器，其主觸點(diǎn)分別連接三相電路，其控制端與一數(shù)字信號(hào)輸出通道相連，該數(shù)字信號(hào)輸出通道為一繼電器點(diǎn)；當(dāng)所述MCU斷開該繼電器點(diǎn)時(shí)，所述系統(tǒng)總開關(guān)的主觸點(diǎn)將因?yàn)榭刂贫藬嚯姸鴶嚅_，從而斷開整個(gè)系統(tǒng)的電路，以實(shí)現(xiàn)在
6短路或漏電時(shí)的實(shí)時(shí)保護(hù)。 本實(shí)施例中，所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)的步驟具體可以包括
分別采集三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流和附加直流電流，并進(jìn)行通道 處理后得到所述采集數(shù)據(jù)； 所述通道處理包括信號(hào)調(diào)理(放大或縮小，調(diào)理成所述DSP的AD接口電路所能測(cè) 量的電壓范圍)，濾波(濾除干擾信號(hào))，還可以包括保護(hù)(防止不正常信號(hào)或干擾燒毀10 單元內(nèi)部電路)等。 所述附加直流電流為電網(wǎng)中的測(cè)試電阻中通過的電流；所述測(cè)試電阻為大地和 通過濾波網(wǎng)絡(luò)連接到三相電網(wǎng)人為中心點(diǎn)之間的電阻?？紤]到電網(wǎng)若發(fā)生漏電故障，最容 易檢測(cè)到的是電網(wǎng)各相對(duì)地絕緣電阻的下降，因此可以在三相電網(wǎng)中附加一獨(dú)立的直流電 流，使之作用于三相電網(wǎng)與大地之間。這樣在三相對(duì)地的測(cè)試電阻上將有一直流電流通過， 該電流的大小的變化直接反應(yīng)了電網(wǎng)對(duì)地的測(cè)試電阻的變化，有效地檢測(cè)和利用該電流， 就可以構(gòu)成附加電源直流檢測(cè)式漏電保護(hù)。 本實(shí)施例中，所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電的步驟具體可 以包括 所述DSP根據(jù)所述零序電壓和零序電流，或根據(jù)所述附加直流電流判斷系統(tǒng)是否 漏電；根據(jù)所述三相電壓和三相電流判斷系統(tǒng)是否短路。 本實(shí)施例中，所述DSP可以通過所述MCU的中斷O向所述MCU發(fā)送中斷信號(hào)；所述 中斷信號(hào)不連續(xù)發(fā)送，以降低所述MCU的工作量；所述DSP直到故障消除后的下一次短路或 過流再發(fā)送中斷信號(hào)。 本實(shí)施例中，所述方法還可以包括 所述MCU將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，將所述上位機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)發(fā)送給所
述DSP ;所述配置參數(shù)至少包括漏電閾值、短路閾值和濾波參數(shù)； 本實(shí)施例中，所述配置參數(shù)具體可以包括以下任一種或其任意組合 工作模式參數(shù)，O表示本開關(guān)控制器作為分開關(guān)使用，1表示本開關(guān)控制器作為總
開關(guān)使用。 濾波參數(shù)，0表示進(jìn)行1階濾波，1表示進(jìn)行延時(shí)2ms的4階濾波，2表示延時(shí)4ms 的4階濾波。 漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間，單位為毫秒。
過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間，單位為毫秒。 零序電流閾值，和輸入電流碼值對(duì)應(yīng)，輸入范圍0 65535，單位uA，該參數(shù)在總分 開關(guān)參數(shù)為0時(shí)有效。 零序電壓閾值，和輸入電壓碼值對(duì)應(yīng)，輸入范圍0 65535，單位mV，該參數(shù)在總分 開關(guān)參數(shù)為0時(shí)有效。 漏電阻抗閾值，和輸入電阻碼值對(duì)應(yīng)，輸人范圍0 65535，單位Q，該參數(shù)在總分 開關(guān)參數(shù)為1時(shí)有效。 過流閾值，和輸入電壓碼值對(duì)應(yīng)，輸入范圍0 65535，單位mV。 零序信號(hào)相差閾值，與相角余弦值為100倍換算關(guān)系，輸入范圍0 100或255，如
0表示相角余弦值=0/100 = 0. 00， 100表示相角余弦值=100/100 = 1. 00， 255表示非相敏方式。 功率因數(shù)整定值，與相角余弦值為100倍換算關(guān)系，輸入范圍0 100或255，如0 表示相角余弦值=0/100 = 0. 00， 100表示相角余弦值=100/100 = 1. 00， 255表示非相敏 方式。 Q參數(shù)，為1時(shí)表示配置參數(shù)已經(jīng)下發(fā)；為0時(shí)表示配置參數(shù)還未下發(fā)。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，以上配置參數(shù)不同值時(shí)所代表的意義可以根據(jù)需要設(shè)置；還可以根
據(jù)需求增加其它可設(shè)置的配置參數(shù)，并且參數(shù)單位可根據(jù)需要改變。 本實(shí)施例中，所述DSP和所述MCU之間通過SPI (Serial Peripherallnterface，串
行外設(shè)接口)同步進(jìn)行發(fā)送和接收。由于所述DSP單元上報(bào)給所述MCU的數(shù)據(jù)較多，為了
不影響數(shù)據(jù)采集，所以分三個(gè)數(shù)據(jù)包輪流上報(bào)；MCU周期循環(huán)訪問SPI發(fā)送配置參數(shù)和讀取
DSP發(fā)送的采集數(shù)據(jù)；MCU將所述配置參數(shù)在每個(gè)上報(bào)數(shù)據(jù)包都下發(fā)給所述DSP單元。 所述通道處理的步驟中根據(jù)所述配置參數(shù)中的濾波參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)濾波。 本實(shí)施例中，所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電的步驟具體可
以包括 接收并保存所述漏電閾值及短路閾值；
接收所述采集數(shù)據(jù)； 將所述漏電閾值與所述零序電壓和零序電流比較，或與所述附加直流電流比較， 判斷是否漏電； 將所述短路閾值與所述三相電壓和三相電流比較，判斷是否短路。 本實(shí)施例中，所述漏電閾值包括附加直流閾值、零序電壓閾值、零序電流閾值和零
序信號(hào)相差閾值； 所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否漏電的步驟具體包括
接收并保存所述工作模式參數(shù)； 根據(jù)該工作模式信息判斷本開關(guān)控制器是否作為總開關(guān)使用，如果是則比較所述 附加直流電流和所述附加直流閾值，如果所述附加直流電流大于所述附加直流閾值，則判 斷系統(tǒng)漏電； 否則分別比較所述零序電流10和所述零序電流閾值，所述零序電壓UO和所述零
序電壓閾值，以及所述零序電流io和所述零序電壓uo之間的夾角e和所述零序信號(hào)相差
閾值；當(dāng)所述零序電流10大于所述零序電流閾值，所述零序電壓UO大于所述零序電壓閾 值，P在所述零序信號(hào)相差閾值之內(nèi)(比如135° < 13 < 180° )時(shí)判斷系統(tǒng)漏電。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，各閾值可以根據(jù)需要設(shè)置。 本實(shí)施例中，所述DSP判斷系統(tǒng)漏電的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步 驟前還可以包括 啟動(dòng)第一定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；
所述第一定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間。
本實(shí)施例中，所述方法還包括步驟 根據(jù)所述三相電流和所述三相電壓分別計(jì)算功率因數(shù)及以下功率值并發(fā)送給所 述CPU單元，保存在所述存儲(chǔ)器中A、 B、 C相有功功率PA、 PB、 PC ;三相總有功功率P ;A、 B、 C相無功功率QA、 QB、 QC ;
8及三相總無功功率Q ;其中，功率因數(shù)為電壓和電流之間的相位差的余弦值； 所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路的步驟具體可以包括 將所述三相電流與所述短路閾值相比較，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值時(shí)判
斷系統(tǒng)短路。 本實(shí)施例中，所述DSP判斷系統(tǒng)短路的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步驟前還可以包括 啟動(dòng)第二定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；
所述第二定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間。
本實(shí)施例中，所述方法還可以包括步驟 所述MCU根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值且該兩相的功率因數(shù)大于所述功率因數(shù)整定值時(shí)，判為阻性過流短路；當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值但該兩相的功率因數(shù)小于或等于所述功率因數(shù)整定值時(shí)，判為感性過流短路；當(dāng)任一相電流值大于或等于預(yù)設(shè)的整定電流值的N倍(N大于1)并小于所述短路閾值時(shí)，判斷為過載過流；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓大于110%到120%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為過壓；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓小于50%到85%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為欠壓； 所述MCU發(fā)送判斷結(jié)果給所述上位機(jī)，并接收上位機(jī)返回的控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口輸出開關(guān)控制信號(hào)，比如斷開相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)輸出通道，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 本實(shí)施例中，所述方法還可以包括步驟 所述MCU在收到中斷信號(hào)后從所述存儲(chǔ)器中讀取相應(yīng)的采集數(shù)據(jù)作為診斷信息
并發(fā)送給所述上位機(jī)；本實(shí)施例中，所述診斷信息包括以下任一種或其任意組合 Q參數(shù)，為1時(shí)表示上位機(jī)已經(jīng)接收過診斷信息；為0時(shí)表示上位機(jī)還沒有接收到
診斷信息；所述MCU發(fā)送診斷信息后將該Q參數(shù)置為l，直到下次接收到中斷時(shí)將該Q參數(shù)
置為0。 故障指示參數(shù)，共6位，從Bit0 Bit5， Bit0 Bit2中任意1位中，上升沿表示短路；Bit4中上升沿表示作為分開關(guān)使用時(shí)漏電；Bit5中上升沿表示作為總開關(guān)使用時(shí)漏電。 最近一次短路時(shí)A相電流輸入端電壓值，單位mV。 最近一次短路時(shí)B相電流輸入端電壓值，單位mV。 最近一次短路時(shí)C相電流輸入端電壓值，單位mV。
最近一次分開關(guān)漏電時(shí)零序電壓輸入端的電壓值，單位mV。
最近一次分開關(guān)漏電時(shí)零序電流輸入端的電流值，單位uA。 最近一次總開關(guān)漏電時(shí)附加電阻的電阻值，單位Q 。 零序信號(hào)相角，余弦值X100。 A相電流與A相電壓夾角，余弦值X100。 B相電流與B相電壓夾角，余弦值X100。 C相電流與B相電壓夾角，余弦值X100。 不同情況下發(fā)送的診斷參數(shù)可以不一樣；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還可以根據(jù)需求增加其它可讀取的診斷參數(shù)，并且參數(shù)單位可根據(jù)需要改變。
本實(shí)施例中，所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)的步驟還可以包括
采集系統(tǒng)電壓及模擬信號(hào)并進(jìn)行通道處理，得到另外一部分采集數(shù)據(jù)。
本實(shí)施例中，所述所采集的三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流和系統(tǒng)電壓 的頻率為47到63Hz。
本實(shí)施例中，所述方法還可以包括
采集數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給所述MCU ; 接收所述MCU的控制命令，根據(jù)該控制命令輸出模擬信號(hào)；所輸出的所述模擬信 號(hào)可以但不限于為直流0到IOV的電壓信號(hào)。
本實(shí)施例中，所述方法還可以包括 所述MCU調(diào)用所述RS232通訊接口建立與上位機(jī)(比如個(gè)人計(jì)算機(jī))的連接，接 收所述配置參數(shù)、控制信號(hào)，進(jìn)行用戶程序下載和在線調(diào)試；
所述MCU調(diào)用所述RS485通訊接口與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊。 本實(shí)施例中，所述RS232 口通訊速率最高支持38400bps，最低支持300bps，默認(rèn) 38400bps。所述RS485 口通訊速率最高支持38400bps，最低支持1200bps，默認(rèn)38400bps。
本實(shí)施例中，所述方法還可以包括 所述MCU設(shè)置所述RS232/RS485接口的通訊參數(shù)，如波特率等。 本實(shí)施例中，所述方法還可以包括 所述MCU與擴(kuò)展模塊之間進(jìn)行電源及數(shù)據(jù)的傳輸。 本實(shí)施例中，所述MCU與擴(kuò)展模塊之間的通訊，通過SAF (B) -C164CI-LM提供 的SSC(高速同步串行口 )實(shí)現(xiàn)，工作于半雙工方式，2.5MHZ，為便于控制數(shù)據(jù)流向，以 74ACT125D門控緩沖器作數(shù)據(jù)控制；C164和10單元的DSP、背單元通信采用同一個(gè)SPI 口， 通過使能腳來切換。當(dāng)開始背單元通信時(shí)，必須將CS_DSP， N_SYN打開；同樣，當(dāng)開始DSP通 信時(shí)，必須將CS_DSP打開，N_SYN關(guān)斷，SSC_READ_CONTROL置高，背單元SPI輸出為三態(tài)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法，所述開關(guān)控制器包括CPU單元、輸入輸出單元；其特征在于所述IO單元至少包括采集模塊，DSP和數(shù)字信號(hào)輸出接口；所述CPU單元至少包括微控制單元MCU；所述方法包括所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)；所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電，如果是則發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元；所述MCU當(dāng)收到所述中斷信號(hào)時(shí)通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)字信號(hào)輸出接口包括若干路數(shù)字信號(hào)輸出通道，各數(shù)字信號(hào)輸出通道各為一繼電器；所述MCU通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)的步驟具體包括所述MCU發(fā)送控制命令給所述數(shù)字信號(hào)輸出接口 ，指示斷開與所述系統(tǒng)總開關(guān)連接的數(shù)字信號(hào)輸出通道；所述數(shù)字信號(hào)輸出接口根據(jù)該控制命令斷開相應(yīng)的繼電器。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)的步驟具體包括分別采集三相電壓、三相電流、零序電壓、零序電流和附加直流電流，并進(jìn)行通道處理后得到所述采集數(shù)據(jù)；所述通道處理包括對(duì)信號(hào)放大或縮小，以及濾波。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括所述MCU將所述采集數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，將所述上位機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸接口發(fā)送給所述DSP;所述配置參數(shù)至少包括漏電閾值、短路閾值和濾波參數(shù)；所述通道處理的步驟中根據(jù)所述配置參數(shù)中的濾波參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)濾波。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電的步驟具體包括接收并保存所述漏電閾值及短路閾值；接收所述采集數(shù)據(jù)；將所述漏電閾值與所述零序電壓和零序電流比較，或與所述附加直流電流比較，判斷是否漏電；將所述短路閾值與所述三相電壓和三相電流比較，判斷是否短路。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述漏電閾值包括附加直流閾值、零序電壓閾值、零序電流閾值和零序信號(hào)相差閾值；所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否漏電的步驟具體包括接收并保存所述工作模式參數(shù)；根據(jù)該工作模式信息判斷本開關(guān)控制器是否作為總開關(guān)使用，如果是則比較所述附加直流電流和所述附加直流閾值，如果所述附加直流電流大于所述附加直流閾值，則判斷系統(tǒng)漏電；否則分別比較所述零序電流和所述零序電流閾值，所述零序電壓和所述零序電壓閾值，以及所述零序電流和所述零序電壓之間的夾角P和所述零序信號(hào)相差閾值；當(dāng)所述零序電流大于所述零序電流閾值，所述零序電壓大于所述零序電壓閾值，e在所述零序信號(hào)相差閾值之內(nèi)時(shí)判斷系統(tǒng)漏電。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述配置參數(shù)還包括漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間；所述DSP判斷系統(tǒng)漏電的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步驟前還包括啟動(dòng)第一定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；所述第一定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述三相電流和所述三相電壓分別計(jì)算功率因數(shù)及以下功率值并發(fā)送給所述CPU單元三相有功功率；三相總有功功率；三相無功功率及總無功功率；所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路的步驟具體可以包括將所述三相電流與所述短路閾值相比較，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值時(shí)判斷系統(tǒng)短路。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述配置參數(shù)還包括過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間；所述DSP判斷系統(tǒng)過流的步驟后，發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元的步驟前還包括啟動(dòng)第二定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行所述發(fā)送中斷信號(hào)給CPU單元的步驟；所述第二定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為所述過流保護(hù)延時(shí)時(shí)間。
10. 如權(quán)利要求3到9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括所述MCU根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值且該兩相的功率因數(shù)大于預(yù)設(shè)的功率因數(shù)整定值時(shí)，判為阻性過流短路；當(dāng)任兩相電流值超過所述短路閾值但該兩相的功率因數(shù)小于或等于所述功率因數(shù)整定值時(shí)，判為感性過流短路；當(dāng)任一相電流值大于或等于預(yù)設(shè)的整定電流值的N倍并小于所述短路閾值時(shí)，判斷為過載過流；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓大于110%到120%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為過壓；當(dāng)所述系統(tǒng)電壓小于50%到85%的額定系統(tǒng)電壓時(shí)，判斷為欠壓；其中，N大于1 ;所述MCU發(fā)送判斷結(jié)果給所述上位機(jī)，并接收上位機(jī)返回的控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口輸出開關(guān)控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)控制器進(jìn)行控制的方法，所述開關(guān)控制器包括CPU單元、輸入輸出單元；所述IO單元至少包括采集模塊，DSP和數(shù)字信號(hào)輸出接口；所述CPU單元至少包括微控制單元MCU；所述方法包括所述采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)得到采集數(shù)據(jù)；所述DSP根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否短路或漏電，如果是則發(fā)送中斷信號(hào)給所述CPU單元；所述MCU當(dāng)收到所述中斷信號(hào)時(shí)通過控制所述數(shù)字信號(hào)輸出接口斷開系統(tǒng)總開關(guān)。本發(fā)明的技術(shù)方案采用雙處理器，可以在不加重CPU負(fù)擔(dān)的前提下對(duì)短路和漏電進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK101707345SQ20091009363
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者侯愛林, 張軍, 徐昌榮, 徐毓軍, 王國鋒, 石鵬 申請(qǐng)人:北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司