专利名称：一种开闭所测控终端单元综合测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于电力自动化设备测试领域，涉及一种开闭所/环网柜测控终端的检验装置，尤其是一种开闭所测控终端单元综合测试仪。
背景技术：
开闭所自动化是城市配电自动化系统的重要组成部分，开闭所测控单元是用于测量、控制开闭所进出线断路器或负荷开关的装置，在测控单元安装前、开闭所后台管理机安装调试、开闭所与集控/调控中心联调时，都需要对测控单元的遥信、遥测、�？鼗芙胁馐裕巢馐苑绞叫枰褂帽；げ馐砸�、万用表等诸多仪器工具，操作繁琐，需要操作人员较多，工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种开闭所测控终端单元综合测试仪。其通过RS485总线将各种功能模块联接。将原本独立的电压/电流信号源、用于测试测控终端出口继电器动作的万用表、用于向测控终端遥信接口提供通断信号的短接线等集成为一个整体，通过微控制器控制各部分协调工作，并配备双向智能�？厥直源锏教岣吖ぷ餍剩跎俨僮魅嗽钡哪康�。本发明的目的是通过以下技术方案来解决的这种开闭所测控终端单元综合测试仪，包括由RS485总线联接为一体的主控单元、信号遥信单元、�？丶嗖饽？�、电压电流信号源、�？厥直嘶缑妫凰鲋骺氐ピㄖ骺谻PU�？楹偷缭词葑芟叩牟遄牛骺氐ピ又械鞫雀鞲龉δ苣？椋凰鲂藕乓Ｐ诺ピ姘濉⒉馐越涌诎�、测试监控板、遥信控制MCU核心板；所述遥信控制MCU核心板集成了复位电路、晶振电路、RS485通信接口 ；所述�？丶嗖饽？榘姘�、测试接口板、测试监控板、�？丶嗖釳CU核心板；所述电压电流信号源由脉宽调制电路、交流电压/交流电流变送器、模数变换器、输出控制电路五部分构成；所述�？厥直ü胨の尴呓涌谑迪钟胫骺氐ピ�、电压电流信号源的互动；整个综合测试仪各�？榧渫ü齊S485总线联接为一个整体。上述主控CPU�？橥ü盅鞲龉δ苣？椴⒔馕銎溆Υ穑垢髂？榧淠芄恍ぷ鳌Ｉ鲜鲆Ｐ趴刂芃CU核心板上有四组遥信信号控制电路，通过四个继电器实现四路遥信信号的控制。上述�？丶嗖釳CU核心板上有四组监测电路，通过四个继电器实现外部信号与内部信号的隔离与控制。上述脉宽调制电路产生可控的方波控制信号，通过H桥电路实现PWM信号对高电压、大电流的控制以及单极性到双极性的转换；所述交流电压/交流电流变送器将高电压、大电流的交流信号变换为0-5V的直流电压；所述模数转换器通过交流电压/交流电流变送器采集输出的电压信号，反过来控制脉宽调制电路所产生方波的占空比；所述输出控制电路通过工作模式选择开关，选择在三相模式和两相模式中转换，通过双向�？厥直词迪窒嘈虻谋浠�。上述�？厥直獍鸾海凡坑腥�200mW白光LED，内置锂电池。 上述人机界面为智能化全彩液晶人机界面，采用了内置多种字库,具有图形绘制功能的八寸大屏幕高分辨率全彩色智能化人机界面与高速图形处理器相结合的方式。本发明将原本独立的电压/电流信号源、用于测试测控终端出口继电器动作的万用表、用于向测控终端遥信接口提供通断信号的短接线等集成与一个箱体内，通过微控制器控制各部分协调工作，并配备双向智能�？厥直源锏教岣吖ぷ餍剩跎俨僮魅嗽钡哪康�。
图I为本发明的�？槭疽馔�2为遥信、�？亟涌诎宓缏吠�3为遥信、�？亟涌诎錚CB图4为MCU (微控制器)板原理图
图5为MCU板PCB图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述参见图1，这种开闭所测控终端单元综合测试仪包括主控单元，信号遥信单元，�？丶嗖饽？椋缪沟缌餍藕旁矗？厥直悄芑室壕嘶缑妫凰鲋骺氐ピㄖ骺谻PU�？楹偷缭词葑芟叩牟遄牛骺氐ピ又械鞫雀鞲龉δ苣？椋鲎酆喜馐砸歉髂？榧渫ü齊S485总线联接为一个整体，主控CPU�？橥ü盅鞲龉δ苣？椴⒔馕銎溆Υ穑垢髂？榧淠芄恍ぷ�。这种轮询机制避免了各功能模块对数据总线的无序占用，也避免了对显示�？榈裙沧试吹恼�。主控CPU�？橐�200mS为周期进行轮询，也为各功能模块提供了一种5Hz的工作节拍，使各功能�？榘凑照庵纸谂慕泄ぷ�。程控电话交换机就是使用这种工作方式，已经被证明是行之有效的。比如�？丶嗖饽？樵诿看谓邮盏绞粲谧约旱穆盅ㄎ暮螅Υ鹕弦淮我？丶觳夂桶磁ゼ觳獾慕峁⒅匦录觳庖？囟骱桶磁ザ鳎４娴却乱淮伪宦盅蠓⑺�。采取这种方式首先可以避免CPU�？槌な奔涞却？啬？橛Υ穑浯慰梢韵蟛糠指扇牛艽蟪潭壬媳苊馕笈�。上述信号遥信单元包括面板、测试接口板、测试监控板、遥信控制MCU核心板；遥信控制板上有四组遥信信号控制电路，通过四个继电器实现四路遥信信号的控制。遥信控制MCU核心板的工作方式有两种( I)程序控制遥信方式当MCU通过驱动电路使继电器闭合时，与之相连的测试接口获得遥信信号；同时，遥信面板上相应的LED接通点亮，提示遥信信号已接通。程序控制遥信方式的使用是通过主控面板来操作的。主控面板上，对于遥信控制有顺序全遥信(红色)、遥信清除(黑色)、双点遥信A组、双点遥信B组、双点遥信C组、双点遥信D组(蓝色)六个控制按钮。当按下顺序全遥信后，主控CPU向遥信MCU发送顺序全遥信命令，遥信单元监控第一路闭合2S，然后分开，第二路再闭合2S，分开……依次执行，直至八路遥信全部输出完毕，回到初始状态。闭合时间可在I 15S之间调整。为了适应双点遥信测试的应用，设计了四组双点遥信，第一、二路为A组，第三、四路为B组，第五、六路为C组，第七、八路为D组。以A组为例，当第一次按下按钮时，第一路遥信闭合；第二次按下按钮，第一路遥信分开，第二路遥信闭合；第三次按下按钮，第一二路遥信均闭合；第四次按下按钮，第一二路遥信均分开，回到初始状态。四组双点遥信可以通过最多12次按钮动作组合出256种遥信状态。任何工作状态下，按下“遥信清除”按钮，遥信模块都会停止工作，回到初始状态，所有继电器分开。(2)手动控制遥信方式按下遥信面板上的按钮，相应继电器得电吸合，使测试接口获得遥信信号；同时，遥信面板上相应的LED接通点亮，提示遥信信号已接通。遥信控制MCU核心板是以28脚窄体单片机为核心，集成了必要的复位电路、晶振电路、RS485通信接口。28脚单片机共有IO 口 23个，MCU核心板占用了作为串行通信口的P3.0、P3. I,又利用P3. 7作为RS485收发控制线，其余的Pl. (ΓΡ1. 7、Ρ2. (ΓΡ2. 7、Ρ3. 2>3. 5都按顺序排列在核心板边缘，便于使用；同时，在IO 口旁布置了电源焊盘，方便�？乜刂瓢迦〉�。MCU核心板是遥信控制�？榈暮诵模涸鸾邮罩骺啬？榉⒊龅囊？刂票ㄎ模⑶Ｐ趴刂瓢�。图2是遥信、遥控接口板电路图，图3是遥信、�？亟涌诎錚CB图；图3中下部标“XK”处为遥信、�？匮≡裉�(如同PC主板上的跳线)，选择该电路板用作�？匦藕偶觳饣蚴且Ｐ判藕趴刂�。当短接K-GND时，做为遥控检测电路板用，板上有四个继电器，继电器线圈通过测试仪面板上的�？丶觳饨涌谟氡徊庾爸玫囊？爻隹诹�。图3中上部有LED引线插座，下部有与MCU板的插针。当被测装置某路�？爻隹诒蘸鲜保？丶觳獍迳舷嘤痰缙魑希琇ED点亮，产生一个动作信号给图4、图5中的MCU，MCU中产生一个�？囟鞅ㄎ脑荽嬖诤诵陌逯校骺谻PU轮询时告知主控CPU。同时为了提供有效的音响提示，MCU板还控制了一个蜂鸣器，当监测到�？囟魇保蘼鄱魇奔涠喽檀伲涿鞫蓟岢中�1S，确保使用者能感知到。当短接YX-K时，图2、3中电路板做为遥信信号控制板，板上包括四个继电器和一个ULN2003驱动器以驱动继电器，继电器的两组接点分别连接LED和被测装置的遥信接口，遥信信号控制板下部与MCU相连。当使用者按下测试仪面板上按钮或主控CPU发出程序控制指令时，MCU通过驱动器使继电器吸合，与之相连的测试接口获得遥信信号；同时，遥信面板上相应的LED接通点亮，提示遥信信号已接通。所以�？丶觳夂鸵Ｐ判藕趴刂剖峭ü僮髅姘�(包括按钮、LED、蜂鸣器)一主控CPU——MCU板——�？�/遥信接口板这一系统来完成的。上述�？丶嗖饽？榘姘�、测试接口板、测试监控板、�？丶嗖釳CU核心板；遥控监测板上有四组监测电路，通过四个继电器实现外部信号与内部信号的隔离与控制。�？啬？榫哂幸？丶嗖狻⒁粝焯崾炯耙？孛钋肭蠊δ�。当被测装置某路�？爻隹诩痰缙鞅蘸鲜保？丶嗫匕迳舷嘤痰缙魑希琇ED点亮，产生一个�？囟鞅ㄎ脑荽嬖贛CU核心板中，待主控CPU轮询时告知主控CPU。同时为了提供有效的音响提示，MCU核心板控制了一个蜂鸣器，当监测到遥控动作时，无论动作时间多短促，蜂鸣器都会持续鸣响1S，且该时间可调。�？孛钋肭笸ü？乜刂泼姘迳系陌磁ダ唇胁僮�。当�？匕磁グ聪虏⒈３殖�200mS时，MCU记录按钮动作，产生遥控请求报文，待主控CPU轮询时告知主控CPU。完成轮询应答后，清除�？囟�、按钮动作记录。�？丶嗖釳CU核心板与遥信控制MCU核心板外观相似，但实质上完全不同。不但要向主控单元提供遥控动作、�？厍肭蟊ㄎ模挂邮罩骺氐ピ闹噶�。所述的电压电流信号源由脉宽调制电路、交流电压/交流电流变送器、模数变换器、输出控制电路五部分构成；脉宽调制电路产生占空比可控的方波控制信号，以SPWM方式模拟正弦波，通过H桥电路实现PWM信号对高电压、大电流的控制以及单极性到双极性的转换；交流电压/交流电流变送器将高电压、大电流的交流信号变换为0-5V的直流电压；模数转换器通过交流电压/交流电流变送器采集输出的电压信号，反过来控制脉宽调制电路所产生方波的占空比，从而实现较为准确、稳定的电压、电流信号。输出控制电路控制电压、电流信号在A、B、C三相信号输出端子上的输出，通过工作模式选择开关，可选择在三相模式和两相模式中转换。相序的变换通过双向遥控手柄来实现。�？厥直捎盟蛑悄芤？厥直ü胨の尴呓涌谑迪钟胫骺氐ピ�、智能化电压电流信号源的互动；双向智能�？厥直强账饪刂斩俗酆喜馐砸侵械奶厣�。该�？厥直ü胨の尴呓涌谑迪钟胫骺氐ピ�、智能化电压电流信号源的互动。双向智能�？厥直獍鸾海哂幸欢ǖ姆阑つ芰Γ煌凡坑腥�200mW白光LED ;内置锂电池，最大负荷工作状态下可持续约十小时。使用时，当按下按钮后，双向�？厥直磁ザ饕宰酆喜馐砸悄诓抗嬖急ㄎ男问酱透骺氐ピ芍骺氐ピ刂浦悄芑缪沟缌髂？樵诖籄相输出——(B相输出)——C相输出四种状态之间切换；主控单元也发送控制报文给双向遥控手柄，使双向�？厥直膊康南嘈蛑甘镜葡允净�、绿、红三色，同时头部高亮LED点亮。开闭所测控单元的液晶屏普遍存在可视角度小、对比度低的问题，屏幕内容难以辨识，但根据我们的实践经验，对液晶屏进行补充照明可以显著提高目视辨别效果。因此�？厥直峁┳远氐母ㄖ彰鞴δ埽奖愎ぷ髦惺褂谩Ｍü蛑悄芤？仄髑谢坏缪沟缌餍藕攀涑觯⒎聪蚩刂扑蛑悄芤？仄魈峁┫嘈蛱崾�、照明功能，在现场工作时，可使测试仪操作手与测控单元观察手合二为一，节省了宝贵的人力资源。人机界面为智能化全彩液晶人机界面采用了内置多种字库，具有图形绘制功能的8寸大屏幕高分辨率全彩色智能化人机界面(HMI)与高速图形处理器相结合的方式。主频33MHz的图形处理器处理速度是遥信控制模块等MCU的80倍，能够迅速将主控�？樘峁┑墓嬖急ㄎ淖晃丛拥耐夹问�。8寸800*600分辨率的全彩色液晶屏不但提供了丰富的信息，还为综合测试仪以后升级扩展更多功能提供了空间。
权利要求
1.一种开闭所测控终端单元综合测试仪，其特征在于包括由RS485总线联接为一体的主控单元、信号遥信单元、�？丶嗖饽？�、电压电流信号源、�？厥直嘶缑妫凰鲋骺氐ピㄖ骺谻PU�？楹偷缭词葑芟叩牟遄牛骺氐ピ又械鞫雀鞲龉δ苣？椋凰鲂藕乓Ｐ诺ピ姘�、测试接口板、测试监控板、遥信控制MCU核心板；所述遥信控制MCU核心板集成了复位电路、晶振电路、RS485通信接口 ；所述�？丶嗖饽？榘姘�、测试接口板、测试监控板、�？丶嗖釳CU核心板；所述电压电流信号源由脉宽调制电路、交流电压/交流电流变送器、模数变换器、输出控制电路五部分构成；所述�？厥直ü胨の尴呓涌谑迪钟胫骺氐ピ�、电压电流信号源的互动；整个综合测试仪各�？榧渫ü齊S485总线联接为一个整体。
2.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述主控CPU�？橥ü盅鞲龉δ苣？椴⒔馕銎溆Υ穑垢髂？榧淠芄恍ぷ鳌�
3.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述遥信控制MCU核心板上有四组遥信信号控制电路，通过四个继电器实现四路遥信信号的控制。
4.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述�？丶嗖釳CU核心板上有四组监测电路，通过四个继电器实现外部信号与内部信号的隔离与控制。
5.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述脉宽调制电路产生可控的方波控制信号，通过H桥电路实现PWM信号对高电压、大电流的控制以及单极性到双极性的转换；所述交流电压/交流电流变送器将高电压、大电流的交流信号变换为0-5V的直流电压；所述模数转换器通过交流电压/交流电流变送器采集输出的电压信号，反过来控制脉宽调制电路所产生方波的占空比；所述输出控制电路通过工作模式选择开关，选择在三相模式和两相模式中转换，通过双向�？厥直词迪窒嘈虻谋浠�。
6.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述�？厥直獍鸾海凡坑腥�200mW白光LED，内置锂电池。
7.根据权利要求I所述的一种开闭所测控终端单元综合测试仪其特征在于所述人机界面为智能化全彩液晶人机界面，采用了内置多种字库，具有图形绘制功能的八寸大屏幕高分辨率全彩色智能化人机界面与高速图形处理器相结合的方式。
全文摘要
一种开闭所测控终端单元综合测试仪，包括主控单元，遥信信号单元，�？丶嗖饽？椋悄芑缪沟缌餍藕旁矗蛑悄芤？厥直ピ悄芑室壕嘶缑妫徽鲎酆喜馐砸歉髂？榧渫ü齊S485总线联接为一个整体。将原本独立的电压/电流信号源、用于测试测控终端出口继电器动作的万用表、用于向测控终端遥信接口提供通断信号的短接线等集成与一个箱体内，通过微控制器控制各部分协调工作，并配备双向智能�？厥直源锏教岣吖ぷ餍剩跎俨僮魅嗽钡哪康�。
文档编号G01R31/00GK102928707SQ20121042926
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者刘刚, 崔琪, 张萍, 解菠, 李敏, 赵敏, 白璟, 梁茜 申请人:西安供电局, 国家电网公司
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