用于電纜局部放電檢測的下位機控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力領域中的下位機控制系統。
【背景技術】
[0002]在電力領域，城市輸電網廣泛使用了中壓電纜，為了檢測電纜絕緣狀況并進行壽命評估，需定期對電纜進行局部放電檢測試驗，衰減振蕩波法是最新的局部放電檢測方法，具有對電纜無損、實驗設備便攜性好等特點。國外進口的衰減振蕩波局部放電檢測設備價格昂貴，國內同類設備對電纜的充電速度慢、智能化程度低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現有的衰減振蕩波電纜局部放電檢測系統存在的對電纜充電速度慢、智能化程度低、設備成本高等問題，設計了用于電纜局部放電檢測的下位機控制系統。
[0004]本實用新型為解決上述技術問題采取的技術方案是:一種用于電纜局部放電檢測的下位機控制系統，所述下位機控制系統包括AD轉換模塊、單片機及周邊電路、數據存儲模塊、串行數據與時鐘模塊、串行通訊模塊、外設驅動器、DA轉換模塊和片上電流傳感器；AD轉換模塊集成了三路AD采集單元，分別連接兩路外部電壓信號與片上電流傳感器，能夠實時采集電源電壓與電流數據；數據存儲模塊用來儲存設定值；串行數據與時鐘模塊用于將單片機向AD轉換模塊與DA轉換模塊發送的時鐘與數據進行光電隔離；串行通訊模塊采用RS485通訊協議，用于單片機與上位機電腦的通訊；外設驅動器模塊用于控制高壓開關通斷；DA轉換模塊將單片機發出的移相控制數字量轉換為O到10伏電壓，用于控制被控電源的輸出電壓；電流傳感器用于實現主回路直流或交流電的電流隔離檢測。
[0005]本實用新型的有益效果是:
[0006]本實用新型通過單片機控制DA轉換模塊實現了移相式電源的恒流充電控制，從而實現了試品電纜的快速恒流充電；通過外設驅動器實現了下位機控制系統對高壓開關的導通控制；此外，通過數據采集與串行通訊實現了上位機對試驗系統的狀態監控與指令控制，實現了移相式電源的過流過壓保護，增加了試驗系統的自動化程度，全部試驗流程均可完全通過上位機控制。且具有體積小，成本高等優點。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的整體結構框圖；圖2是本實用新型中的AD轉換模塊電路圖；圖3是本實用新型中的單片機與周邊電路圖；圖4是本實用新型中數據存儲模塊電路圖；圖5是本實用新型中串行數據輸出與時鐘模塊電路圖；圖6是本實用新型中的串行通訊模塊電路圖；圖7是本實用新型中的外設驅動器模塊電路圖；圖8是本實用新型中的DA轉換模塊電路圖；圖9是本實用新型中的電流傳感器模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式所述的用于電纜局部放電檢測的下位機控制系統包括AD轉換模塊、單片機及周邊電路、數據存儲模塊、串行數據與時鐘模塊、串行通訊模塊、外設驅動器、DA轉換模塊、片上電流傳感器。AD轉換模塊集成了三路AD采集單元，分別連接兩路外部電壓信號與片上電流傳感器，能夠實時采集電源電壓與電流數據。數據存儲模塊用來儲存一些常用設定值，避免了頻繁的單片機燒寫。串行數據與時鐘模塊將單片機向AD轉換模塊與DA轉換模塊發送的時鐘與數據進行光電隔離。串行通訊模塊采用RS485通訊協議，負責單片機與上位機電腦的通訊。外設驅動器模塊負責控制高壓開關通斷。DA轉換模塊能夠將單片機發出的移相控制數字量轉換為O到10伏電壓，用于控制被控電源的輸出電壓。電流傳感器為基于霍爾原理，實現了主回路直流或交流電的電流隔離檢測。單片機及周邊電路是本系統的核心，在各系統輔助下實現了遠程控制、狀態監測、過流過壓保護等功能。
[0009]【具體實施方式】二:如圖2所示，本實施方式所述的AD轉換模塊包括電流采集電路、低電壓采集電路及高電壓采集電路三部分，三個電路拓撲結構完全相同。
[0010]電流采集電路由片選控制電路、AD轉換電路、數據反饋電路組成。片選控制電路由隔離光耦0D4及其周邊電路組成，AD轉換電路由AD轉換芯片及其周邊電路組成，數據反饋電路由或門芯片mn及隔離光耦ODI組成，或門芯片UDI與片選控制電路由電流采集電路、低電壓采集電路及高電壓采集電路共同使用。
[0011]片選控制電路中，片選隔離光耦芯片0D4的NC引腳懸空，IN+引腳經電阻RD7接正五伏電源，IN-引腳連接單片機與周邊電路，GND引腳接地，OUT引腳經電阻RD8接正五伏電源并連接AD轉換芯片，EN及VCC引腳連接正五伏電源。
[0012]AD轉換電路中，片上電流傳感器輸出的電壓信號連接UD2的VIN引腳，傳感器信號地連接UD2的GND引腳；電壓信號I接入UD3的VIN引腳；電壓信號2接入UD4的VIN引腳。2.5伏基準電壓芯片LMDl的V-、V+引腳分別連接UD2的GND、REFIN引腳，電容⑶I跨接在UD3的GND、REFIN引腳間，電容⑶2跨接在UD3的GND、VIN引腳間，正5伏電源經電阻RD9連接UD2的REFIN引腳，串行時鐘信號連接UD2的SCLK引腳，正五伏電源連接UD2的VDD引腳，片選信號連接UD2的CONVS引腳，數據反饋電路連接UD2的SDATA引腳。
[0013]數據反饋電路中的或門芯片UDl的VCC引腳連接正五伏電源，IY引腳連接6A引腳，GND引腳接地，2Y引腳連接5A引腳，3Y引腳連接4A引腳，IA引腳連接AD轉換芯片UD2的SDATA引腳，6Y引腳連接隔離光耦ODl的IN-引腳。UDl的2A、3A、4Y、5Y引腳用于低電壓采集電路及高電壓采集電路，2A、3A分別連接上述兩個電路中的AD轉換芯片的SDATA引腳，4Y、5Y分別連接上述兩個電路中的數據反饋電路隔離光耦IN-引腳，隔離光耦ODl的NC引腳懸空，IN+引腳經電阻RD4接正五伏電源，GND引腳接地，OUT引腳接串行數據與時鐘模塊并經電阻RD2接正五伏電源，EN與VCC引腳接正五伏電源。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0014]【具體實施方式】三:如圖3所示，本實施方式所述的單片機及周邊電路包括單片機UAl、看門狗芯片UA2、8路DQ觸發器UA3，3-8 口譯碼器UA4 ；
[0015]UAl的Pl.0,Pl.KRXD,TXD引腳接串行通訊模塊，Pl.2,Pl.3,TO引腳連接數據存儲模塊，Pl.4,RESET引腳接看門狗芯片UA2，P1.5接0D3的OUT引腳，Pl.6接0D2的OUT引腳，P1.7接ODl的OUT引腳，T0、Tl引腳分別接串行數據輸出與時鐘模塊，WR引腳接UA3，X2、X1引腳分別經電容CAl、CA2接地，晶體振蕩器CRYl跨接在X2、X1引腳上，P2.0引腳接外設驅動器UF，P2.1、Ρ2.2、Ρ2.3、Ρ2.4引腳分別接UA4的Gl、C、B、A引腳，VCC引腳接正五伏電源，PO 口的 P0.UP0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,P0.8 八引腳接 UA3，P2.5、Ρ2.6、Ρ2.7、PSEN為預留的懸空引腳。
[0016]UA2的MR引腳接二極管DAl正極，GND、PFI引腳接地，WDI引腳接UAl的Pl.4引腳，RESET引腳接UAl的RESET引腳，PFO引腳懸空，DAl負極接UA2的WDO引腳。
[0017]UA3的E引腳接UA4的Y2引腳，GND引腳接地，Q0、Ql、Q2、Q3、Q4引腳分別接UA5的CS引腳、0D4的IN-引腳、UA5的ORG引腳、OEl的IN-引腳、UF的IA引腳、VCC引腳接正五伏電源，00、01、02、03、04、05、06、07八個引腳——對應地連接UAl的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7、P0.8八個引腳，Q5、Q6、Q7為懸空的預留引腳。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一或二相同。
[0018]【具體實施方式】四:如圖4所示，本實施方式中的數據存儲模塊由串行EEPROM芯片UA5組成。UA5的CS引腳接U