[实用新型]一种六氟化硫断路器密度继电器综合校验仪

摘要

一种SF6断路器密度继电器综合校验仪，它由硬件结构、软件结构及气动单元构成。硬件结构在软件结构的控制下驱动气动单元动作，进行数据采集和分析，并与监控中心服务器单元进行通讯。该硬件结构分为下位机硬件和上位机硬件，前者安装在现场SF6断路器柜台下，后者安装在主控室电力测量柜台上，通过CAN总线网络实现通讯。软件结构也分为下位机软件和上位机软件；前者控制下位机硬件对校验现场进行监测，并将相关数据传送至上位机硬件，后者控制上位机硬件对数据进行接收和处理；气动单元由气缸和管道组成，气缸里的活塞在步进电机带动下进行拉伸和推进，它在智能控制输出单元的控制下，改变气路中的气体压力值。本实用新型在监测技术领域里具有广阔地应用前景。

主权项

一种SF6断路器密度继电器综合校验仪，其特征在于：它由硬件结构、软件结构及外接的气动单元构成；三者之间的关系是：硬件结构在软件结构的控制下驱动外接的气动单元动作，进行数据采集和分析，并与硬件结构的监控中心服务器单元进行通讯；所述硬件结构分为下位机硬件结构和上位机硬件结构两部分，下位机硬件结构安装在现场SF6断路器机构柜台下，上位机硬件结构安装在主控室电力测量柜台上，它们之间通过CAN总线网络实现通讯；该下位机硬件结构包括基于AVR单片机智能控制及处理单元、数据采集单元、智能控制输出单元、数据存储单元及CAN总线通讯单元；它们之间的关系是：基于AVR单片机智能控制及处理单元控制数据采集单元采集数据，并将数据存入数据存储单元，存储完毕后，基于AVR的智能控制及处理单元调用数据存储单元的数据进行处理及智能推理，并将智能推理结果输出至智能控制输出单元，同时，将处理后的数据通过CAN总线通讯单元传送到上位机硬件结构；该基于AVR单片机智能控制及处理单元选择ATMEL公司的ATmega128单片机作为主控制器；该数据采集单元由AD7490模数转换器、模拟传感器、开关量采集模块、数字信号调理电路及模拟信号调理电路组成，其之间的关系是：模拟传感器输出信号经过模拟信号调理电路进行信号调理和滤波，并将结果输出至AD7490模数转换器进行电压转换；模拟量采集和开关量采集同时进行；该AD7490模数转换器是16通道、12位、低功耗的高速模数转换芯片；该模拟传感器包括PT100温度传感器、GEMS3100压力传感器、DMP248湿度传感器，其之间的关系是：PT100温度传感器采集现场温度，GEMS3100压力传感器采集气路中的气体压力，DMP248湿度传感器采集现场湿度；该开关量采集模块采用光耦TLP521 4，它与基于AVR单片机智能控制及处理单元相连；该数字信号调理电路是由光藕、贴片电阻、退耦电容、滤波电容及普通稳压二极管组成；其之间关系是：通过光耦实现数字信号的传递、隔离以及电平转换；该光藕是采用TLP521 4芯片；该贴片电阻是4.7K、1K阻值电阻，它与光耦芯片共同构成数字量采集电路；该退耦电容是16uF贴片电容；该滤波电容是4.7uF贴片电容，它接在信号输出端；该普通稳压二极管是IN4733，它并联在电路的输出端；该模拟信号调理电路由取样电阻、退耦电容、滤波电容及电压跟随器组成；其之间关系是：取样电阻对模拟传感器的电流信号进行采样；该取样电阻是250欧贴片电阻；该退耦电容是16uF贴片电容，它并接于放大电路的电源正负极之间；该滤波电容是4.7uF贴片电容，它接在信号输出端；该电压跟随器由放大器LM358构成；该数据存储单元由EEPROM存储器构成；选用24LC512作为外部EEPROM芯片，应用中用ATmega128单片机的I/O端口模拟I2C总线时序与芯片进行通信，完成读写操作； 该智能控制输出单元包括液晶显示模块、键盘、微型打印机和驱动电路单元，其之间关系是：液晶显示模块为用户提示操作信息，用户通过键盘输入相应指令，驱动电路单元改变气路内的压力值；该液晶显示模块是点阵为240*128、控制器为T6963C的液晶显示模块，它自带负压生成电路；该键盘是4行4列的矩阵式键盘，键盘8个引脚分别通过限流电阻与单片机的I/O端口相连；该微型打印机是热敏微型打印机；该驱动电路单元由步进电机的驱动电路和电磁阀门的驱动组成，其之间关系是：步进电机驱动电路驱动步进电机带动气缸活塞动作，电磁阀门的驱动在智能控制输出单元的控制下通断；该CAN总线通讯单元由上位机通信模块和下位机通信模块组成，它们之间通过CAN总线网络相连；下位机通信模块由MCP2515控制器和MCP2551发送器组成，其之间的关系是MCP2515控制器与AVR单片机相连受其控制，并且对MCP2551发送器进行控制；上位机通信模块采用PCI 1680U板卡，它直接插入工控机PCI插槽中；该上位机硬件结构由监控中心服务器单元和CAN总线通讯单元即PCI1680U板卡组成，其之间的关系是：PCI1680U板卡插入监控中心服务器单元PCI插槽中，实现与下位机硬件结构的通信；该监控中心服务器单元是工控机；该CAN总线通讯单元是PCI1680U板卡；所述软件结构分为下位机软件结构和上位机软件结构两个部分；其之间的关系是下位机软件结构控制下位机硬件结构对校验现场进行监测，并将相关数据传送至上位机硬件结构，上位机软件结构控制上位机硬件结构对数据进行接收和处理；所述外接的气动单元由气缸和管道组成，其之间关系是：气缸里的活塞阀门在步进电机带动下进行拉伸和推进。