一种多功能继电器及其控制方法技术

本发明专利技术一种多功能继电器及其控制方法。其连接是采用电源单元与CPU控制单元、显示控制单元、开入单元、开出单元、模拟量单元通过链接单元相连接，CPU控制单元、开入单元、开出单元与模拟量单元通过链接单元的并行总线直接进行通信，CPU控制单元与显示控制单元通过链接单元的串行总线按照一定的协议进行通信，CPU控制单元与通讯单元通过CPU控制单元内部的并行总线进行通信，电源单元与其他单元通过链接单元连接提供装置工作电源。与现有技术相比，实现了独立的模块化设计，更加可靠稳定，也易于设备的维护，成本低，实时性更高；具有操作记录功能，在电力系统运行中实时检测电力系统参数的一种控制装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，涉及的是电力系统智能控制

技术介绍
现有的备用电源自动投入装置都是在工作电源掉电较长时间后才投入备用电源，动作时间长，电力设备有一段断电时间，可能影响系统的正常运行。并且现有的备用电源自动投入装置比较多采用PLC —类的控制装置，外加HMI人机接口实现显示功能，这样的结构复杂，成本高，且控制速度和精确度并不能得到很好的保证，现有备用电源自动投入装置存在着动作速度慢、结构复杂、效率差、成本高、操作性不强、控制方式单一的缺陷，已经不能适应工业生产中严格的功能要求。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服上述缺陷，设计一种集实时测量、智能控制、总线通讯为一体，在工业生产中实时测量电力系统的各种参数，并能够保证重要负载在工作电源故障时不间断供电作用的。其技术是这样实现的:包括电源单元、CPU控制单元、通讯单元、开入单元、开出单元、模拟量单元以及显示控制单元在内的结构，其特征在于:其连接是采用电源单元与CPU控制单元、显示控制单元、开入单元、开出单元、模拟量单元通过链接单元相连接，CPU控制单元、开入单元、开出单元与模拟量单元通过链接单元的并行总线直接进行通信，CPU控制单元与显示控制单元通过链接单元的串行总线按照一定的协议进行通信，CPU控制单元与通讯单元通过CPU控制单元内部的并行总线进行通信，电源单元与其他单元通过链接单元连接提供装置工作电源；其数据处理及功能实现过程的控制方法是:(I)模拟量单元6直接对电流互感器的电流信号和电压互感器电压信号采样，通过信号调理和硬件滤波，由链接单元7送至CPU控制单元2来测量电流和电压值，同时将电压信号整形为方波，也由链接单元7送至CPU控制单元2来测量频率和相位差。模拟量单元选用了高精度低温漂电子器件，减少了其中由信号转换引起的测量误差问题；(2)开入单元4接入外部控制节点信号，采用DC220V输入和光电隔离，抗干扰能力强，具有完善的电气和安全性能。由开入单元4进行处理后得到的开入信号经链接单元7送至CPU控制单元2 ；(3)CPU控制单元2完成模拟量测量、开入量检测、应用处理、功能实现、事件记录、通讯等功能；CPU控制单元2是整个装置的核心部分，基于STM32F2处理器，内置大容量的FLASH、SRAM存储器、带时钟计量功能，主频达120MHz，具备强大的数据处理能力和计算能力；(4)开出单元5输出报警节点和合闸分闸信号，在单元模块布局上采用了内部信号与外部输出做光电隔离和继电器隔离两级隔离。接收CPU控制单元2发来的控制信号，驱动相应的开出接口断开或闭合；(5)显示控制单元3提供了人机接口，与主CPU控制单元2按照一定的协议通过串行总线进行通讯，实时显示测量数据、开入状态以及各种记录信息，也可以通过按键操作来设定参数，并将修改后的参数通过串行总线回传给CPU控制单元2，实现在线修改参数；(6)通讯单元8可采用Modbus RTU通讯协议或IEC103通讯协议与外部通讯，支持多台设备间的通讯，联动控制，并支持远程控制；(7)电源单元I输入交直流80V--265V，输出可供其他各单元工作的工作电源；所述的CPU控制单元和显示控制单元都采用了低功耗高性能的STM32F2处理器；所述的电源单元采用交直流开关电源；各单元采用模块化设计；所述的单元模块布局上采用了内部信号与外部输入输出做光电隔。实施该技术后的优点和效果在于:首先是克服了以往备用电源自动投入装置切换时间长的缺陷，实现主电源和备用电源的快速切换，保证电力设备的不间断供电；克服了以往备用电源自动投入装置结构复杂成本高的缺陷，实现了独立的模块化设计，更加可靠稳定，也易于设备的维护，成本低，实时性更高；具有操作记录功能，能够对操作的设备进行追溯，能够故障录波；具有遥控功能，可通过CPU控制单元的主串口实现远方控制；硬件和软件的连续自我检测，以取得最大的可靠性；能够在线进行运行程序的修改，能够在线进行工程数据的修改；显示控制单元采用独立的CPU工作，根据一定的协议与主CPU通讯且基本不占用主CPU的资源，为本装置提供了完善的人机接口功能；电源单元采用开关电源模式，适用于宽范围的交直流电源输入。本装置集实时测量、智能控制、总线通讯为一体，在电力系统运行中实时检测电力系统参数，能够实现工作电源故障时电力设备的不间断供电作用的一种控制装置。附图说明图1为本专利技术总体结构示意图；图2为本专利技术基本功能不意图；其中，1-电源单 ，2-CPU控制单元，3-显示控制单元，4-开入单元，5_开出单元，6-模拟量单元,7-链接单元,8-通讯单元。具体实施例方式以下结合附图，对本专利技术进一步描述:见附图1、2，其连接是采用电源单元I与CPU控制单元2、显示控制单元3、开入单元4、开出单元5、模拟量单元6、通过链接单元7连接。电源单元I与其他单元连接并提供其工作电源，CPU控制单元2和显示控制单元3都采用了低功耗高性能的STM32F2处理器；电源单元采用了交直流开关电源；各单元采用模块化设计，CPU控制单元2、开入单元4、开出单元5以及模拟量单元6之间通过链接单元7上的并行总线实现各单元间的数据传输，CPU控制单元2和显示控制单元3通过链接单元7上的串行总线实现单元间的数据传输，CPU控制单元2和通讯单元8通过CPU控制单元2内部的并行总线实现单元间的数据传输，单兀模块布局上米用了外部输入信号与输出做光电隔离。其数据处理及功能实现过程的控制方法是:(I)模拟量单元6直接对电流互感器的电流信号和电压互感器电压信号采样，通过信号调理和硬件滤波，由链接单元7送至CPU控制单元2来测量电流和电压值，同时将电压信号整形为方波，也由链接单元7送至CPU控制单元2来测量频率和相位差。模拟量单元选用了高精度低温漂电子器件，减少了其中由信号转换引起的测量误差问题；(2)开入单元4接入外部控制节点信号，采用DC220V输入和光电隔离，抗干扰能力强，具有完善的电气和安全性能。由开入单元4进行处理后得到的开入信号经链接单元7送至CPU控制单元2 ；(3)CPU控制单元2完成模拟量测量、开入量检测、应用处理、功能实现、事件记录、通讯等功能；CPU控制单元2是整个装置的核心部分，基于STM32F2处理器，内置大容量的FLASH、SRAM存储器、带时钟计量功能，主频达120MHz，具备强大的数据处理能力和计算能力；(4)开出单元5输出报警节点和合闸分闸信号，在单元模块布局上采用了内部信号与外部输出做光电隔离和继电器隔离两级隔离。接收CPU控制单元2发来的控制信号，驱动相应的开出接口断开或闭合；(5)显示控制单元3提供了人机接口，与主CPU控制单元2按照一定的协议通过串行总线进行通讯，实时显示测量数据、开入状态以及各种记录信息，也可以通过按键操作来设定参数，并将修改后的参数通过串行总线回传给CPU控制单元2，实现在线修改参数。(6)通讯单元8可采用Modbus RTU通讯协议或IEC103通讯协议与外部通讯,支持多台设备间的通讯，联动控制，并支持远程控制；(7)电源单元I输入交直流80V—265V，输出可供其他各单元工作的工作电源。权利要求1.，包括电源单元、CPU控制单元、通讯单元、开入单元、开出单元、模拟量单元以及显示控制单元在内的结构，其特征在于:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能继电器及其控制方法，包括电源单元、CPU控制单元、通讯单元、开入单元、开出单元、模拟量单元以及显示控制单元在内的结构，其特征在于：其连接是采用电源单元与CPU控制单元、显示控制单元、开入单元、开出单元、模拟量单元通过链接单元相连接，CPU控制单元、开入单元、开出单元与模拟量单元通过链接单元的并行总线直接进行通信，CPU控制单元与显示控制单元通过链接单元的串行总线按照一定的协议进行通信，CPU控制单元与通讯单元通过CPU控制单元内部的并行总线进行通信，电源单元与其他单元通过链接单元连接提供装置工作电源；其数据处理及功能实现过程的控制方法是：(1)模拟量单元6直接对电流互感器的电流信号和电压互感器电压信号采样，通过信号调理和硬件滤波，由链接单元7送至CPU控制单元2来测量电流和电压值，同时将电压信号整形为方波，也由链接单元7送至CPU控制单元2来测量频率和相位差。模拟量单元选用了高精度低温漂电子器件，减少了其中由信号转换引起的测量误差问题；(2)开入单元4接入外部控制节点信号，采用DC220V输入和光电隔离，抗干扰能力强，具有完善的电气和安全性能。由开入单元4进行处理后得到的开入信号经链接单元7送至CPU控制单元2；(3)CPU控制单元2完成模拟量测量、开入量检测、应用处理、功能实现、事件记录、通讯等功能；CPU控制单元2是整个装置的核心部分，基于STM32F2处理器，内置大容量的FLASH、SRAM存储器、带时钟?计量功能，主频达120MHz，具备强大的数据处理能力和计算能力；(4)开出单元5输出报警节点和合闸分闸信号，在单元模块布局上采用了内部信号与外部输出做光电隔离和继电器隔离两级隔离。接收CPU控制单元2发来的控制信号，驱动相应的开出接口断开或闭合；(5)显示控制单元3提供了人机接口，与主CPU控制单元2按照一定的协议通过串行总线进行通讯，实时显示测量数据、开入状态以及各种记录信息，也可以通过按键操作来设定参数，并将修改后的参数通过串行总线回传给CPU控制单元2，实现在线修改参数；(6)通讯单元8可采用Modbus?RTU通讯协议或IEC103通讯协议与外部通讯，支持多台设备间的通讯，联动控制，并支持远程控制；(7)电源单元1输入交直流80V??265V，输出可供其他各单元工作的工作电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓辉，张锋，孙旭熹，刘巍峰，刘悦，
申请(专利权)人：上海华建电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：