一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器制造技术

一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，包括主机监控模块、RS485转换模块、Modbus通信模块a、b、c、智能控制器a、b、c、永磁操动机构模块a、b、c；所述主机监控模块与RS485转换模块相连，RS485转换模块分别通过Modbus网络与Modbus通信模块a、b、c相连，Modbus通信模块a、b、c分别与智能控制器a、b、c相连，智能控制器a、b、c分别与永磁操动机构模块a、b、c相连。本实用新型专利技术相比于传统电磁机构，具有机械寿命长、免维护、控制精度高、误差小等特点。无论合闸还是分闸，线圈中产生的磁场与永磁体产生的磁场都是相同的，因此不存在永磁体的退磁现象。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，属于断路器

技术介绍
配电系统在工农业、国防、商业、金融、交通运输和人民生活用电方面处于非常重要的地位，随着电力系统的迅速发展，人们对于配电系统自动化程度的要求将会越来越高，断路器作为电力系统应用最为广泛且最重要的电器设备之一，在配电系统中主要担负配电控制、故障电流切断、保护电网和用电设备的安全运行。传统的低压断路器采用的是电磁式或电子式控制器，在电磁效应的作用下根据保护功能的不同配备相应的电磁脱扣器以实现断路器的合、分闸操作，其机械结构复杂，整定困难，实时性差，保护精度低，没用通信功能，不能满足现代电网发展的需要。随着国家对电网建设的要求越来越高，配电系统的可靠性和稳定性将变得至关重要，传统低压断路器的操动机构及控制方式已经不能适应当前电网的发展需求，新型智能化、网络化的可通信断路器必然取代传统断路器成为主流。本次专利技术设计了一种基于Modbus通信协议的永磁低压真空断路器，以永磁机构代替传统的电磁式机构，以高性能的STMcbFa0cX芯片为核心控制器，使用Modbus通信协议并利用RS485接口转换实现断路器与监控主机之间的数据交互。使低压真空断路器在测量、保护功能的基础上，增加了远程控制及远程通信功能。实现了断路器的“四遥”功能，对实现配电系统的智能化控制和管理起着至关重要的作用。
技术实现思路
本技术是针对现有配电系统中断路器操动机构及断路器通信管理方面的缺陷，从而提供一种以微处理器STMcbFa0cX为核心控制器，永磁机构为操动机构，以Modbus协议为通信协议，通过主从查询方式实时监控配电系统中设备的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数及断路器的分合闸状态，同时可以通过主机发送指令控制操动机构对断路器实施分合闸动作和对保护参数进行整定与修改，实现断路器与监控主机之间数据交换的基于Modbus通信协议永磁低压真空断路器。一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，包括主机监控模块、RS485转换模块、Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c、智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c、永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c；所述主机监控模块与RS485转换模块相连，RS485转换模块分别通过Modbus网络与Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c相连，Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c分别与智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c相连，智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c分别与永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c相连。采用上述技术方案的有益效果是：本技术相比于传统电磁机构，具有机械寿命长、免维护、控制精度高、误差小等特点。无论合闸还是分闸，线圈中产生的磁场与永磁体产生的磁场都是相同的，因此不存在永磁体的退磁现象。附图说明图1为本技术基于Modbus通信协议的永磁真空断路器示意框图。图2为本技术基于Modbus通信协议的永磁真空断路器Modbus协议通信接口电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明：一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，如图1所示：它包括主机监控模块、RS485转换模块、Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c、智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c、永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c；所述主机监控模块与RS485转换模块相连，RS485转换模块分别通过Modbus网络与Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c相连，Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c分别与智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c相连，智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c分别与永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c相连。a）主机监控模块主机监控模块用于配电设备（真空断路器）的实时监测，监控界面可以选择所要查询的某个设备运行状态及参数，主机和设备之间采用半双工通信方式，即同一总线上，数据的发送与接收不能同时进行。b）RS485转换模块RS485作为数据收发的底层物理链路接口，该模块采用RS485收发器芯片SN65HVDbb，SN65HVDbb芯片在噪声和失效的情况下有保护功能，由于断路器工作环境复杂，因此选择该芯片作为RS485的收发器非常适合本专利技术的要求。c）Modbus通信模块Modbus通信模块用于实现监控主机和断路器之间的数据交换，实现对断路器的远程监控功能，利用Modbus协议可以查询断路器的运行参数，设定和修改过流、过压等整定值。4）永磁操动机构模块永磁操动机构是断路器的执行机构，由永磁体、合闸线圈和分闸线圈组成，工作时主要运动部件只有一个，具有较高的可靠性。这种机构将电磁铁和永磁体有机结合在一起，利用永磁体产生的磁力将断路器保持在合闸或分闸位置而不需要传统的机械脱扣、锁扣装置。该机构的输出力特性可以设计得很接近真空断路器的负载特性，可以直接与灭弧室相连，同时该机构的体积小、零部件少、结构简单，断路器的可靠性高。相比于传统电磁机构，具有机械寿命长、免维护、控制精度高、误差小等特点。无论合闸还是分闸，线圈中产生的磁场与永磁体产生的磁场都是相同的，因此不存在永磁体的退磁现象。本技术是一种基于Modbus通信协议的永磁低压真空断路器，采用模块化设计思路，以Modbus协议为通信规约，实现监控主机与断路器之间的数据交互。如图1所示：主机用于监测断路器的运行状态，包括：控制断路器的分合闸操作，读取断路器的各电参量、故障类型、开关状态，修改和查询断路器各种保护参数；RS485为数据收发的底层物理链路接口，采用主从方式，即一个主机带多个从机；Modbus通信模块通过Modbus协议实现从机（智能断路器）与主机之间的数据交互。数据通信方式为半双工通信，即主机发送信息给从机的同时，从机不能反馈信息给主机，从机反馈信息占用总线通道的时候，主机也不能发送请求信号。如图2所示：采用SN65HVD22作为RS485收发器芯片，该芯片在噪声和失效的情况下有保护功能；通信模块和控制器的接口采用带屏蔽的RJ45接头。收发器的R和D引脚接的是微处理器STM32F103X串口的RXD_OUT、TXD_OUT，表示收发控制信号，CTR485_OUT接收发器的RE和DE引脚，控制SN65HVD22芯片的接收和发送使能，由于通信方式为半双工通信，任意时刻收发器处于一种状态，接收或则发送状态。D1、D2、D3为三个钳位于26.7V的TVS管，其作用是保护前端RS485总线，避免雷击或则浪涌产生的高压损害收发器，当出现雷击高压或浪涌时，TVS管将瞬态的危害性能量旁路到大地。485_D0和485_D1则通过共模线圈滤除共模干扰，从而保证网络有合适的空闲状态电压，CMC为连接器。此外，通信模块在维持正确的空闲条件需要加偏置电阻，该网络的终端配置电阻为120Ω，SN65HVD22的输入阻抗是96KΩ，系统接入从节点数按理论值100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，其特征在于：它包括主机监控模块、RS485转换模块、Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c、智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c、永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c；所述主机监控模块与RS485转换模块相连，RS485转换模块分别通过Modbus网络与Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c相连，Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c分别与智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c相连，智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c分别与永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于Modbus通信协议的永磁真空断路器，其特征在于：它包括主机监控模块、RS485转换模块、Modbus通信模块a、Modbus通信模块b、Modbus通信模块c、智能控制器a、智能控制器b、智能控制器c、永磁操动机构模块a、永磁操动机构模块b、永磁操动机构模块c；所述主机监控模块与RS485转换模块相连，RS485转换模...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊国权，黄军，王章永，梁超，张德伟，
申请(专利权)人：遵义长征电器开关设备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52