CN204497851U - 一种基于stm32f407的中压开关柜智能集控装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，包括微控制器，微控制器的输入口分别与三项电能检测模块、开关量检测模块、按键模块、状态存储模块、无线触点温度检测模块、有线温度检测模块连接，微控制器的输出口分别与加热排风照明控制模块、语音模块、TFT彩屏显示模块、LED状态显示模块连接，微控制器的输入、输出口分别与CAN局域网模块、以太网模块、RS485通信模块连接。本实用新型提供一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，能够实时监测中压开关柜的运行状态并预警，为用户减少设备的维护量，同时提高开关设备本身的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能集控装置，特别涉及一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置。
背景技术
中压开关柜是用于电力***的电气设备，传统的中压开关柜设备主要由断路器、互感器、操作机构、隔离开关以及各种保护装置等组成，功能上只需进行正常的分合操作即可。开关设备也只是在设备发生故障之后再进行检修和更换，有时故障时突发性的，没有任何预警，有可能引起***、火灾等严重危及人身安全事故，同时影响供电配电网络的可靠性，并会带来重大的经济损失。
发明内容
为了克服现有中压开关柜中存在的技术问题，本实用新型提供一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，能够实时监测中压开关柜的运行状态并预警，为用户减少设备的维护量，同时提高开关设备本身的安全性能。
本实用新型采取的技术方案为：
一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，包括微控制器，微控制器的输入口分别与三项电能检测模块、开关量检测模块、按键模块、状态存储模块、无线触点温度检测模块、有线温度检测模块连接，微控制器的输出口分别与加热排风照明控制模块、语音模块、TFT彩屏显示模块、LED状态显示模块连接，微控制器的输入、输出口分别与CAN局域网模块、以太网模块、RS485通信模块连接。
开关量检测模块包括信号输入电路、第一位移寄存器、隔离电路，信号输入电路连接第一位移寄存器，第一位移寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器的输入口。
加热排风照明控制模块包括隔离电路、第二位移寄存器、信号输出电路、继电器和高耐压、大电流复合晶体管，控制器的输出口连接隔离电路、隔离电路连接第二位移寄存器， 第二位移寄存器连接高耐压、大电流复合晶体管，高耐压、大电流复合晶体管连接继电器，继电器连接信号输出电路。
TFT彩屏显示模块包括TFT彩屏、TFT彩屏接口电路，微控制器的输出口连接TFT彩屏接口电路连接，TFT彩屏接口电路连接TFT彩屏。
LED状态显示模块包括LED屏、LED屏接口电路，微控制器的输出口连接LED屏接口电路，LED屏接口电路连接LED屏。
按键模块包括按键接口电路、第三移位寄存器、隔离电路，按键接口电路连接第三移位寄存器，第三移位寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器的输入口。
所述微控制器为型号为STM32F407的单片机，三项电能检测模块为型号为ATT7022E的三项多功能计量芯片，语音模块为型号为WT588D-20SS的语音芯片，状态存储模块为型号为FM24C16的存储芯片，有线温度检测模块为型号为DHT11的温度传感器，第一位移寄存器、第三位移寄存器的型号为SN74HC165，第二位移寄存器的型号为SN74HC595，继电器的型号为JZC-32F6。
所述RS485通信模块为带有隔离的RS485通信接口。
所述WT588D-20SS语音芯片可外挂FLASH，用于开关动作的语音提示和温度湿度超过预期与出现各种故障时的语音报警。
本实用新型是在普通中压开关柜技术的基础上，充分利用传感技术、计算机技术、数字信号处理技术、网络通信技术，通过电力仪表、智能保护装置、开关柜监控装置等设备，实现了对电压、电流、功率、功率因数、频率、电能计量等电气参数以及接地刀的分合闸状态、手车的位置、开关柜的温湿度信息进行监测；断路器和接地刀的分合闸状态、手车位置、断路器的分合闸状态和开关柜的温湿度进行控制；通过网络通讯接口与中央控制室的计算机***联网，实现无人值守和远程监控功能。开关柜内部的检测装置可以将开关柜运行中的参数通过LED和液晶屏显示出来。当故障发生时可由语音提示，从而对设备进行检修处理避免安全事故发生，提高供电配电网络的可靠性，采用本实用新型可以大大提高配电网运行的可靠性和效率，降低劳动强度和充分利用现有的设备的能力。同时采用STM32F407单片机，不仅运算速度快、而且处理精度高，从而***可靠性高。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为按键接口电路。
图3为隔离电路。
图4为TFT彩屏接口电路。
图5为LED屏接口电路。
图6为信号输入电路。
图7为信号输出电路。
具体实施方式
如图1中，一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，包括微控制器1，其特征在于：微控制器1的输入口分别与三项电能检测模块2、开关量检测模块3、按键模块10、状态存储模块11、无线触点温度检测模块13、有线温度检测模块14连接，微控制器1的输出口分别与加热排风照明控制模块4、语音模块6、TFT彩屏显示模块7、LED状态显示模块8连接，微控制器1的输入、输出口分别与CAN局域网模块5、以太网模块9、RS485通信模块12连接。
开关量检测模块3包括信号输入电路、第一位移寄存器、隔离电路，信号输入电路连接第一位移寄存器，第一位移寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器1的输入口。
加热排风照明控制模块4包括隔离电路、第二位移寄存器、信号输出电路、继电器和高耐压、大电流复合晶体管，控制器1的输出口连接隔离电路、隔离电路连接第二位移寄存器，第二位移寄存器连接高耐压、大电流复合晶体管，高耐压、大电流复合晶体管连接继电器，继电器连接信号输出电路。
TFT彩屏显示模块7包括TFT彩屏、TFT彩屏接口电路，微控制器1的输出口连接TFT彩屏接口电路连接，TFT彩屏接口电路连接TFT彩屏。
LED状态显示模块8包括LED屏、LED屏接口电路，微控制器1的输出口连接LED屏接口电路，LED屏接口电路连接LED屏。
按键模块10包括按键接口电路、第三移位寄存器、隔离电路，按键接口电路连接第三移位寄存器，第三移位寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器1的输入口。
所述微控制器1为型号为STM32F407的单片机，三项电能检测模块2为型号为ATT7022E的三项多功能计量芯片，语音模块6为型号为WT588D-20SS的语音芯片，状态存储模块11为型号为FM24C16的存储芯片，有线温度检测模块14为型号为DHT11的温度传感器，第一位移寄存器、第三位移寄存器的型号为SN74HC165，第二位移寄存器的型号为SN74HC595，继电器的型号为JZC-32F6。
所述RS485通信模块13为带有隔离的RS485通信接口防止大电流进入微控制器，对微控制器造成损坏。。
所述WT588D-20SS语音芯片可外挂FLASH，用于开关动作的语音提示和温度湿度超过预期与出现各种故障时的语音报警。
隔离电路对输入信号起隔离作用，输入信号为开关量信号，对断路器分合闸状态、储能、接地、气压低、工作、实验等状态信号通过移位寄存器SN74HC165送入STM32F407单片机进行判断。
信号输出电路中输出信号为开关量，STM32F407单片机的IO口与移位寄存器SN74HC595相连，通过高耐压、大电流复合晶体管ULN2003和继电器驱动加热器、照明灯、电磁阀、风扇工作。
状态存储模块11所用的存储器为16k位的非易失性铁电随机存储器，用于开关动作的语音提示和温度湿度超过预期与出现各种故障时的语音报警。所用的存储芯片可用FM24C16等存储芯片。
三相电能检测模块2用于测量各相及合相有功功率，无功功率、视在功率、各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数。所用芯片为电量检测的专用芯片如ATT7022E。
微控制器1所用芯片为STM32F407单片机，STM32F407提供了3个12位ADC，两个DAC，1个低功耗RTC，12个通用16位定时器，其中包括两个用于电机控制的PWM定时器，两个通用32位定时器。一个真正的随机数发生器（RNG），该芯片还配备了标准和先进的通信接口USB OTG，以及CAN局域网和以太网，可以对***进行有效控制。
无线触点温度检测模块13采用基于ZigBee 协议和RF4CE协议用于无线传输的集成芯片如cc2530。无线触点温度检测模块可将触点温度发送至STM32F407单片机进行处理和显示。
TFT彩屏显示模块7，用于显示各种电力数据，并配合按键模块来查看和设置各种参数。LED状态显示模块8用于一次模拟回路动态指示。
Claims (4)
1.一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，包括微控制器（1），其特征在于：微控制器（1）的输入口分别与三项电能检测模块（2）、开关量检测模块（3）、按键模块（10）、状态存储模块（11）、无线触点温度检测模块（13）、有线温度检测模块（14）连接，微控制器（1）的输出口分别与加热排风照明控制模块（4）、语音模块（6）、TFT彩屏显示模块（7）、LED状态显示模块（8）连接，微控制器（1）的输入、输出口分别与CAN局域网模块（5）、以太网模块（9）、RS485通信模块（12）连接；
开关量检测模块（3）包括信号输入电路、第一位移寄存器、隔离电路，信号输入电路连接第一位移寄存器，第一位移寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器（1）的输入口；
加热排风照明控制模块（4）包括隔离电路、第二位移寄存器、信号输出电路、继电器和高耐压、大电流复合晶体管，控制器（1）的输出口连接隔离电路、隔离电路连接第二位移寄存器，第二位移寄存器连接高耐压、大电流复合晶体管，高耐压、大电流复合晶体管连接继电器，继电器连接信号输出电路；
TFT彩屏显示模块（7）包括TFT彩屏、TFT彩屏接口电路，微控制器（1）的输出口连接TFT彩屏接口电路连接，TFT彩屏接口电路连接TFT彩屏；
LED状态显示模块（8）包括LED屏、LED屏接口电路，微控制器（1）的输出口连接LED屏接口电路，LED屏接口电路连接LED屏；
按键模块（10）包括按键接口电路、第三移位寄存器、隔离电路，按键接口电路连接第三移位寄存器，第三移位寄存器连接隔离电路，隔离电路连接微控制器（1）的输入口。
2.根据权利要求1所述一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，其特征在于：所述微控制器（1）为型号为STM32F407的单片机，三项电能检测模块（2）为型号为ATT7022E的三项多功能计量芯片，语音模块（6）为型号为WT588D-20SS的语音芯片，状态存储模块（11）为型号为FM24C16的存储芯片，有线温度检测模块（14）为型号为DHT11的温度传感器，第一位移寄存器、第三位移寄存器的型号为SN74HC165，第二位移寄存器的型号为SN74HC595，继电器的型号为JZC-32F6。
3.根据权利要求1所述一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，其特征在于：所述RS485通信模块（13）为带有隔离的RS485通信接口。
4.根据权利要求2所述一种基于STM32F407的中压开关柜智能集控装置，其特征在于：所述WT588D-20SS语音芯片可外挂FLASH，用于开关动作的语音提示和温度湿度超过预期与出现各种故障时的语音报警。
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| CN109888915A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-06-14 | 许继集团有限公司 | 一种智能终端 |
| CN112953003A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-11 | 四川电器集团中低压智能配电有限公司 | 一种基于网络技术的智能运行管理方法及*** |
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| CN112953003B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-01-20 | 四川电器集团中低压智能配电有限公司 | 一种基于网络技术的智能运行管理方法及*** |
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