專利名稱：一種開關動作錄波儀裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力開關動作電力測量裝置，特別適用于一種開關動作錄 波儀裝置。
技術背景現(xiàn)有的電力開關觸頭在電網(wǎng)運行過程中，經(jīng)常由于電網(wǎng)負荷超載或電路發(fā) 生短路時，開關觸頭很容易產(chǎn)生火花及電弧，在電網(wǎng)運行過程中，開關觸頭有 可能會發(fā)生誤動作，而且開關的保護電路也有可能會錯誤的輸出保護信號導致 觸頭誤動，從而影響電網(wǎng)的正常運行。為了在誤動事故發(fā)生后進行分析，明確 責任，需要對開關進行監(jiān)測，實時的記錄下開關動作時的各觸頭波形。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是提供一種結構簡單，使用方便，可靠性高， 一旦 出現(xiàn)開關動作，能及時錄取各觸頭、線圈內(nèi)的電流變化，并記錄變化發(fā)生的實 時時間的一種開關動作錄波儀裝置。為了克服現(xiàn)有技術不足，本實用新型的技術方案是這樣解決的主控制電路依次分別與人機接口電路、存儲電器、USB通信接口、 A/D轉(zhuǎn)換電路、GPS 模塊、本地時鐘電路連接，其人機接口電路又分別與顯示器、按鍵連接，A/D 轉(zhuǎn)換電路與信號采集電路連接，GPS模塊連接有天線；所述單片機還分別連接 有振蕩器、看門狗、復位電路、地址鎖存器；所述A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接信號 濾波放大器A、信號濾波放大器N，霍爾元件A與信號濾波放大器A連接， 霍爾元件N與信號濾波放大器N連接。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，能夠?qū)崟r的監(jiān)測和記錄八路(包括6路觸頭 信號和2路分、合閘線圈)信號的電流變化，在本地顯示的同時，也可將記錄
數(shù)據(jù)上傳到上位機進行處理和分析。本產(chǎn)品顯示界面直觀、內(nèi)容豐富；操作簡 便靈活；與上位機通信采用廣泛使用的USB接口，接口方便，傳輸速率快； 此外本產(chǎn)品還帶有GPS接收裝置，可以精確的同步全網(wǎng)時間，以確保紀錄的 準確性。
圖1為本實用新型電路總體結構示意框圖； 圖2為圖1的主控制器單元結構示意框圖； 圖3為圖1的主信號輸入、采集單元結構示意框圖； 圖4為圖1的信號輸入與采集單元電路結構原理圖； 圖5為圖1的電路結構原理圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型的實施例。
以下結合附圖對本實用新型的發(fā)明內(nèi)容作進一步說明參照圖l、圖2、圖3所示，主控制電路4依次分別與人機接口電路3、存 儲電器IO、 USB通信接口9、 A/D轉(zhuǎn)換電路5、 GPS模塊7、本地時鐘電路8 連接，其人機接口電路3又分別與顯示器1、按鍵2連接，A/D轉(zhuǎn)換電路5與 信號采集電路6連接，GPS模塊7連接有天線7 — 1;所述單片機14還分別連 接有振蕩器ll、看門狗12、復位電路13、地址鎖存器15;所述A/D轉(zhuǎn)換電路 5分別連接信號濾波放大器A16、信號濾波放大器N17，霍爾元件A18與信號 濾波放大器A16連接，霍爾元件N19與信號濾波放大器N17連接。所述存儲 電路10中連接有一個串行存儲器。主控制器部分核心系列單片機為P89V51RD2。復位電路在開機上電時為系統(tǒng)提供復位信號，以確保系統(tǒng)的正常開啟。 看門狗電路是為了防止程序跑飛或者死機情況的出現(xiàn)。在程序正常運行期 間，每隔一定時間就要向看門狗發(fā)送信號(即"喂狗")， 一旦程序運行不正常，
看門狗電路將輸出復位信號強制系統(tǒng)重新開始運行。 振蕩器電路為系統(tǒng)運行提供必需的時鐘信號。此外，主控制器部分還提供管理整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、地址總線。 人機接口單元包括顯示與鍵盤，完成人機交互操作功能。顯示部分采用了一塊240*128的圖形點陣液晶模塊，以達到良好的顯示效果。鍵盤由3個功能鍵組成。與一般設備相比，按鍵個數(shù)較少，簡化了設計， 方便操作。通信單元主要完成本系統(tǒng)與上位機(PC機)之間的命令、信息傳輸。通 信單元核心為一片USB接口芯片，采用USB通信協(xié)議，與普通串口相比，通 信速率得到了很大的提高，使得本系統(tǒng)與上位機之間的信息交換更加快捷。同 時，目前幾乎所有的計算機上都配有USB接口，因而應用更加方便。 實時時鐘單元為整個系統(tǒng)提供當前實時時間，關機后時間不會丟失。 本單元由兩部分構成本地實時時鐘和GPS接收模塊。 本地實時時鐘為一片DS12887芯片。DS12887可進行年、月、日、時、分、 秒計時功能，并有閏年補償功能。同時，其內(nèi)部自帶鋰電池，可以保證時鐘數(shù) 據(jù)10年內(nèi)不會丟失。GPS模塊接收全球定位系統(tǒng)的時間信號，其時間可以精確到毫秒。 系統(tǒng)時間由本地實時時鐘提供，GPS模塊每隔一定時間對本地實時時鐘進 行修正，以保證系統(tǒng)時間的準確性。 信號輸入、采集單元本單元負責采集各觸頭和分、合閘線圈內(nèi)流過的電流信號。 如圖3所示，霍爾元件作為前端傳感器感應各觸頭、線圈內(nèi)流過的電流， 并以電壓形式輸出。信號濾波、放大電路對霍爾元件的輸出電壓進行處理，變 到可以為A/D轉(zhuǎn)換器所接受的范圍，然后送至A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器進行
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后，將霍爾元件采集到的電流信號以數(shù)字形式送給主控制器MCU，進行各種分析和處理。存儲單元負責對采集到的觸頭、線圈內(nèi)電流變化信息進行存儲。為了保證系統(tǒng)的存儲容量，本系統(tǒng)采用了大容量的串行FLASH存儲器，可 以存儲高達200多次開關動作的電流數(shù)據(jù)。圖4所示為信號輸入與采集單元電路，圖中插座J1，插座J1插件的第二引 腳的節(jié)點上連接一個電容C1，電容C1另一端連接電阻R1，電阻R1另一端連 接W1， Wl另一端分別連接在電阻R2、 R5的一端，其中電阻R2另一端連接在 插件的第2引腳上，電阻R5的另一端連接電阻R6和運算放大器有源濾波芯片 UA1的第3引腳正極上，有源濾波芯片UA1的第2、 1引腳并聯(lián)電阻R7，第2 引腳上串聯(lián)電阻R4，電阻R4接入GND上，本電路中的J2 J8各電子元件連接 結構與J1連接結構相同。其中J1 J8則分別連接測量6個觸頭、2個合、分 閘線圈的霍爾元件。芯片U6A的第3引腳上串聯(lián)連接電阻R42，第2引腳與第6引腳連接，第5 引腳與芯片U6B的第11引腳連接，第12引腳與第8引腳連接，第9腳連接到 A/D轉(zhuǎn)換器U5的第10腳。芯片U7的1引腳接入電源VCC上，4、 5、 3引腳并聯(lián)接入GND上，8、 7、 6 引腳并聯(lián)接入GND上，引腳2的節(jié)點與引腳6并聯(lián)連接電容C14和電阻R66， 電阻R66另一端串聯(lián)連接可變電阻500、電阻R67，電阻R67另一端分別接入 到GND和電容C15上，電容C15另一端接入+125V。圖5所示為主控制部分電路圖，圖中插座DCIN1第1腳與芯片Ll的第1 腳相連，第3、 4腳與L1的第2腳相連。CPU芯片U10第1、 2、 3、 4腳與U8的第14、 9、 13、 12腳相連；第5、 12腳與USB控制器A2的第12、 14腳相連；第6、 7、 8腳分別連接到按鍵Sl 、 S2、 S3的1腳，同時分別接一個上拉電阻；第10、 11腳接到電平轉(zhuǎn)換芯片Al
的第12、 11腳、Jll的第2、 3腳；第13腳接到實時時鐘芯片A4的第19腳； 第14腳接到A/D轉(zhuǎn)換器U5的第7腳；第21 28腳連接到U12的第9 2腳； 第39~32腳連接到Ull的第2 9腳、A3的13 15和17 21腳、A4的4~11腳、 A2的1~4禾口 5 9腳、J9的9 16腳。FLASH存儲器U9的第1、 2、 4、 8腳分別接到U8的第6、 7、 8、 11腳。 插座J10的第1腳經(jīng)過一個電阻R61連接到A2的第19腳，同時經(jīng)過電阻 R62下拉到地；第2、 3腳分別經(jīng)過一個電阻連接到A2的25、 26腳。本產(chǎn)品上電后正常運行，即開始對各觸頭、線圈的電流信號進行監(jiān)測，同 時每隔一定時間接收GPS時間對本地實時時鐘進行校準。 一旦檢測到某一觸頭 或線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生了變化，即開始對各路信號進行采集和記錄，同時記錄變 化發(fā)生的時間。1次記錄完畢后立即更新顯示，并將記錄上傳，同時再次進入
權利要求1、一種開關動作錄波儀裝置，其特征在于由主控制電路(4)依次分別與人機接口電路(3)、存儲電器(10)、USB通信接口(9)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、GPS模塊(7)、本地時鐘電路(8)連接，其人機接口電路(3)又分別與顯示器(1)、按鍵(2)連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(5)與信號采集電路(6)連接，GPS模塊(7)連接有天線(7-1)；所述單片機(14)還分別連接有振蕩器(11)、看門狗(12)、復位電路(13)、地址鎖存器(15)；所述A/D轉(zhuǎn)換電路(5)分別連接信號濾波放大器A(16)、信號濾波放大器N(17)，霍爾元件A(18)與信號濾波放大器A(16)連接，霍爾元件N(19)與信號濾波放大器N(17)連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述一種開關動作錄波儀裝置，其特征在于所述存儲 電路中連接有一個串行存儲器。
專利摘要本實用新型公開了一種開關動作錄波儀裝置。主控制電路依次分別與人機接口電路、存儲電器、USB通信接口、A/D轉(zhuǎn)換電路、GPS模塊、本地時鐘電路連接，其人機接口電路又與顯示器、按鍵連接，A/D轉(zhuǎn)換電路與信號采集電路連接，所述單片機還連接振蕩器、看門狗、復位電路、地址鎖存器；所述A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接信號濾波放大器A、信號濾波放大器N，霍爾元件A與信號濾波放大器A連接，霍爾元件N與信號濾波放大器N連接。能夠?qū)崟r的監(jiān)測和記錄八路信號的電流變化，將數(shù)據(jù)上傳到上位機進行處理和分析。界面直觀，接口方便，傳輸速率快；帶有GPS接收裝置，可以精確的同步全網(wǎng)時間，確保紀錄準確性，實時記錄下開關動作時的各觸頭波形。
文檔編號G08C19/02GK201035742SQ200620136459
公開日2008年3月12日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權日2006年12月22日
發(fā)明者鵬 孫, 萍 李, 金基平 申請人:西安博能電力技術有限公司