CN106786407A - 可通讯智能控制保护开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可通讯智能控制保护开关，主要特点是在控制保护开关内设置可通讯智能保护器，使本发明具有了现场总线通信接口，可进行数据交换和适应网络化管理的要求，本发明开关一体化、配有通信接口、体积小、操作方便、控制简单、性能可靠，本发明性能配合合理、接线少，接配简单方便、保护功能完善、使用及维修方便、节银节材，可靠性高，可连续运行，特别在高层建筑、冶金、石化、煤矿、港口、铁路、纺织等领域使用，经济效益显著。

Description

可通讯智能控制保护开关

技术领域

本发明涉及一种可通讯智能控制保护开关，是控制保护开关，属于开关电器技术领域。

背景技术

目前，国内控制保护开关内部过流等保护方式大多采用热继电器或模拟电子线路，保护功能少、精度低、可靠性差，无现场总线通信接口，无法进行数据交换，因而也无法适应网络化管理的要求。也有采用在控制保护开关外部加装电动机保护器组成可以通信的电动机保护开关，其体积大，相互连线复杂，安装不便，不适合小体积控制开关柜安装。^

发明内容

本发明的目的解决现有控制保护开关因在内部过流等保护方面大多采用热继电器或模拟电子线路，存在保护功能少、精度低、可靠性差，无现场总线通信接口，无法进行数据交换，因而也无法适应网络化管理的要求的不足，提供开关一体化、配有通信接口、体积小、操作方便、控制简单、性能可靠的一种可通讯智能控制保护开关。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种可通讯智能控制保护开关，包括上盖，基座，上盖上的旋转手柄，上盖内基座上的电磁***、传动机构、主接触器、电子脱扣器，其特征是所述的上盖内基座上还设置包括电流监测模块、电压监测模块、主体保护模块、显示模块、按键模块、通讯模块的可通讯智能保护器；主电路三相电流的监测信号接电流监测模块的输入端，主电路电压的监测。

信号接电压监测模块的输入端，电流监测模块、电压监测模块的输出接主体保护模块的输入端，主体保护模块的输出端将处理过的电流采样信号分别接显示模块、按键模块、通讯模块的输入端，并成为互联，通讯模块的输出端外接网络。

所述的主体保护模块以MCU处理器PIC16F877A为核心，包括MCU连接的电压信号处理模块、电流信号处理模块、I/O输入输出模块、显示及按键面板模块、通讯接口模块；电压信号处理模块、电流信号处理模块将信号处理后输出到MCU处理器，其输出分别与I/O输入输出模块、显示及按键面板模块、通讯接口模块的输入端互联。

所述的主体保护MCU模块中处理器还连接A/D转换及电流数值处理软件模块，输入、输出控制软件模块，通讯软件模块，显示及按键软件模块，电压软件模块，三相不平衡软件模块，电流过载软件模块，堵转软件模块，欠流保护软件模块；各功能模块固化在MCU处理器中。

所述的可通讯智能保护器的工作电源连接在控制保护开关中电磁传动机构中电磁部分二次藕合电源。

本发明对现有控制保护开关结构的改进，通过在控制保护开关内设置可通讯智能保护器，使本发明具有了现场总线通信接口，可进行数据交换和适应网络化管理的要求，本发明开关一体化、配有通信接口、体积小、操作方便、控制简单、性能可靠。本发明性能配合合理、接线少，接配简单方便、保护功能完善、使用及维修方便、节银节材，可靠性高，可连续运行，特别在高层建筑、冶金、石化、煤矿、港口、铁路、纺织等领域使用，经济效益显著。

附图说明

图1为发明分解结构示意图；

图2为本发明中旋转手柄工作位置示意图；

图3为本发明中控制负载的主回路及二次回路电路图；

图4为本发明中可通讯智能保护器电路框图；

图5为本发明可通讯智能保护器中主体保护模块电路框图；

图6为本发明可通讯智能保护器中电流监测模块电路图；

图7为本发明可通讯智能保护器中电压监测模块电路图；

图8为本发明可通讯智能保护器中显示模块电路图；

图9为本发明可通讯智能保护器中通信模块电路图；

图10为本发明可通讯智能保护器中按键模块电路图；

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明主要由旋转手柄1、上盖2、电磁***3、传动机构4、基座5、主接触器6、电子脱扣器7、可通讯智能保护器8构成；如图2所示，开关旋转手柄1指示在AUTO位置时，如图3所示，电磁***3中控制线圈A1、A2送入AC220V控制电压，电磁***动作，开关主接触器闭合，负载得电工作。电磁传动机构中电磁部分二次藕合出电源，可通讯智能保护器工作。

如图4所示，可通讯智能保护器8采用功能模块组合，包括电流监测模块10、电压监测模块11、主体保护模块12、显示模块13、按键模块14、通讯模块15；如图6所示，电流监测模块10监测主电路三相电流，采样电阻R9将电流互感器9感应的主电路的二次电流转化为模拟电压信号，送与运算放大电路中U1，U1将信号线性放大成模拟信号，通过电阻R13与电容C17提供与主体保护模块12。

如图7所示，电压监测模块11处理后将信号送与主体保护模块12。

如图5所示，主体保护模块12包括电压信号处理模块16、电流信号处理模块17、MCU、I/O输入输出模块28、显示及按键面板模块27、通讯接口模块29；这些功能模块固化在MCU处理器中；MCU处理器包括A/D转换及电流数值处理软件模块18、输入、输出控制软件模块19、通讯软件模块20、显示及按键软件模块21、电压软件模块22、三相不平衡软件模块23、电流过载软件模块24、堵转软件模块25、欠流保护软件模块26。主体保护模块12将采样到的电流模拟信号，通过MCU中A/D转换及电流软件模块18进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号，送与MCU中进行相应计算、判断及实现控制。

当MCU中三相不平衡软件模块23、电流过载软件模块24、堵转软件模块25、欠流软件模块26等软件模块计算出开关主回路电流故障时，MCU输入、输出控制软件模块19输出控制信号，主体保护模块通过I/O输入输出模块28驱动电子脱扣器7，电子脱扣器7动作，进而推动开关的传动机构4动作，传动机构4断开电磁***3的控制线圈电源，电磁***3失电，主接触器6动作，开关主回路断开。

如图8所示，MCU中A/D转换及电流软件模块18进行A/D转换，将采样到的模拟信号转换为数字信号，计算出主回路电流数值，通过主体保护模块12中的显示模块13将主回路的电流数值通过LED数码管显示出来。MCU计算出开关主回路电流故障时，也通过显示模块13将主回路的故障类型通过LED数码管显示出来。可以方便用户处理主回路故障。

如图9所示，通信模块15，MCU中的通讯软件模块20接受上位机通过网络传递的正确信号，进行上传数据、修改主体保护模块参数及按上位机要求进行控制。

如图10所示，主体保护模块12可以接受显示及按键模块的按键控制，修改并显示相应监视参数。

Claims (4)

1.一种可通讯智能控制保护开关，包括上盖，基座，上盖上的旋转手柄，上盖内基座上的电磁***、传动机构、主接触器、电子脱扣器，其特征是所述的上盖内基座上还设置包括电流监测模块、电压监测模块、主体保护模块、显示模块、按键模块、通讯模块的可通讯智能保护器；主电路三相电流的监测信号接电流监测模块的输入端，主电路电压的监测信号接电压监测模块的输入端，电流监测模块、电压监测模块的输出接主体保护模块的输入端，主体保护模块的输出端将处理过的电流采样信号分别接显示模块、按键模块、通讯模块的输入端，并成为互联，通讯模块的输出端外接网络。

2.根据权利要求1所述的可通讯智能控制保护开关，其特征是所述的主体保护模块以MCU处理器PIC16F877A为核心，包括MCU连接的电压信号处理模块、电流信号处理模块、I/O输入输出模块、显示及按键面板模块、通讯接口模块；电压信号处理模块、电流信号处理模块将信号处理后输出到MCU处理器，其输出分别与I/O输入输出模块、显示及按键面板模块、通讯接口模块的输入端互联。

3.根据权利要求1或2所述的可通讯智能控制保护开关，其特征是所述的主体保护模块中处MCU理器还连接A/D转换及电流数值处理软件模块，输入、输出控制软件模块，通讯软件模块，显示及按键软件模块，电压软件模块，三相不平衡软件模块，电流过载软件模块，堵转软件模块，欠流保护软件模块；各功能模块固化在MCU处理器中。

4.根据权利要求1所述的可通讯智能控制保护开关，其特征是所述的可通讯智能保护器的工作电源连接在控制保护开关中电磁传动机构中电磁部分二次藕合电源。