專利名稱：交流接觸器延時控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及交流接觸器控制技術領域，尤其是涉及一種交流接觸器延時控制方法及系統。
背景技術：
交流接觸器廣泛應用作電力的開斷和控制電路，其利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執行控制指令。主接點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點由銀鎢合金制成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。交流接觸器主要有四部分組成(1)電磁系統，包括吸引線圈、動鐵芯和靜鐵芯； (2)觸頭系統，包括三組主觸頭和一至兩組常開、常閉輔助觸頭，它和動鐵芯是連在一起互相聯動的；C3)滅弧裝置，一般容量較大的交流接觸器都設有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭；(4)絕緣外殼及附件，各種彈簧、傳動機構、短路環、接線柱等。交流接觸器在頻繁的通斷情況下，由于其鐵心有的時候對位會產生誤差，漏磁會比較嚴重，所以經常性閉合接觸器的線圈發熱量較大，這樣可能會造成交流接觸器的過熱損壞，因此通常需要在交流接觸器進行閉合操作時進行相應的延時保護；常用的交流接觸器延時保護方法有兩種一種為軟件定時器的延時方式。對于軟件延時方式，雖然該方法可以靈活地調整延時時間，但存在以下缺陷a、當有長延時需求時，存在軟件可靠性問題；b、當出現軟件異常時無法知道當前交流接觸器的狀態，故將出現不可預測的后果；C、因有部分MCU在軟件下載時會出現IO 口的電平跳動，也會造成交流接觸器的頻繁通斷從而造成交流接觸器故障。另一種交流接觸器延時保護方法為硬件計數器的延時方式，其雖然可以彌補軟件延時的劣勢，但無法靈活的調整延時時間。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是無法同時保證靈活地調整延時時間以及交流接觸器工作的可靠性。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案一種交流接觸器延時控制方法，包括以下步驟步驟Sl 通過調整所述計數時鐘信號(CPU_PWM)的周期值來改變交流接觸器動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合；步驟S2 當檢測到MCU發生故障時，將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；步驟S3 所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。進一步地，所述步驟Sl中，所述改變交流接觸器動作延時時間的步驟具體包括步驟Sll 用戶提出延時時間修改請求。步驟S12 通信端口接收新設置的延時時間。步驟S13 讀取FRAM存儲器中原延時時間。步驟S14 判斷是否為新的延時時間，如是，則執行步驟S15 ；若否，則執行步驟 S18。步驟S15 將所述新的延時時間存入FRAM存儲器。步驟S16 計算延時時間將其轉換成對應的PWM參數值。步驟S17 根據對應的PWM參數值設置PWM的周期值。步驟S18 等待交流接觸器控制指令。進一步地，所述步驟S2中，當MCU軟件運行正常時，將所述MCU故障檢測信號輸出高電平，這時交流接觸器控制開關會根據交流接觸器控制使能信號的狀態變化控制交流接觸器。進一步地，所述步驟S3中，當MCU出現異常時，將MCU故障檢測信號輸出低電平， 所述計數器釋放計數時鐘信號，這時交流接觸器控制使能信號控制交流接觸器控制開關固定輸出低電平，斷開交流接觸器。本發明還提供一種交流接觸器延時控制系統，包括MCU故障檢測模塊、交流接觸器的控制使能模塊、計數時鐘信號模塊、計數器、交流接觸器控制開關模塊及交流接觸器，通過調整所述計數時鐘信號模塊生成的計數時鐘信號 (CPU_PWM)的周期值來改變所述交流接觸器的動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合，當所述MCU故障檢測模塊檢測到MCU發生故障時，所述 MCU故障檢測模塊、交流接觸器的控制使能模塊分別將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。進一步地，所述MCU故障檢測信號為MCU故障檢測信號，由心跳檢測電路輸出；當 MCU運行正常時，MCU故障檢測信號為高電平輸出；當MCU運行異常時，MCU故障檢測信號為低電平輸出。進一步地，當交流接觸器控制信號為高電平時，所述交流接觸器閉合，將計數時鐘信號鎖住，從而將交流接觸器控制信號鎖存在高電平；當交流接觸器控制信號為低電平時， 所述交流接觸器斷開，將計數時鐘信號釋放，等待交流接觸器控制使能信號操作。進一步地，所述MCU運行中通過看門狗喂狗端口提供小于600ms的喂狗信號輸入到MCU故障檢測信號模塊；當MCU軟件停止喂狗時，MCU故障檢測信號CPU_ERR_L將輸出低電平；這時交流接觸器控制信號AC_CTRL_RLY會固定輸出低電平，切離所述交流接觸器。進一步地，所述延時計算公式Tsw= 2n-l*TPWM, T延時與PWM寄存器TBPRD的關系表達式為
TBPRD = (fsystem*T 延時)/2n ；T 延時=(TBPRD*2n)/fsystem ；其中，fsystem為系統頻率，TTBCLK為系統時鐘；進一步地，所述系統延時時間Tsw的可設置范圍為4. 38ms 217天。本發明交流接觸器延時控制方法及系統既解決了單純軟件方式實現長延時時對計數變量翻轉問題的處理，保證了交流接觸器工作的可靠性；又解決了單純用硬件方式實現時出現延時時間修改的不靈活問題。
圖1為本發明交流接觸器延時控制方法一實施例的流程示意圖；圖2為圖1的改變交流接觸器動作延時時間的流程示意圖；圖3為本發明交流接觸器延時控制系統一實施例的原理示意圖；圖4為圖3中計數器的管腳定義及相應輸出示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。本發明交流接觸器延時控制方法及系統采用軟硬件結合的延時方式，即解決了單純軟件方式實現長延時時對計數變量翻轉問題的處理，又解決了單純用硬件方式實現時出現延時時間修改的不靈活問題。請參閱圖1，圖1為本發明交流接觸器控制方法一實施例的原理示意圖。本發明交流接觸器延時控制方法包括以下步驟步驟Sl 通過調整所述計數時鐘信號(CPU_PWM)的周期值來改變交流接觸器動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合；步驟S2 當檢測到MCU發生故障時，將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；步驟S3 所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。所述步驟Sl中，所述改變交流接觸器動作延時時間的步驟具體包括步驟S11 用戶提出延時時間修改請求。步驟S12 通信端口接收新設置的延時時間。步驟S13 讀取FRAM存儲器中原延時時間。步驟S14 判斷是否為新的延時時間，如是，則執行步驟S15 ；若否，則執行步驟 S18。步驟S15 將所述新的延時時間存入FRAM存儲器。步驟S16 計算延時時間將其轉換成對應的PWM參數值。步驟S17 根據對應的PWM參數值設置PWM的周期值。步驟S18 等待交流接觸器控制指令。所述步驟S2中，當MCU軟件運行正常時，將所述MCU故障檢測信號輸出高電平，這時交流接觸器控制開關會根據交流接觸器控制使能信號的狀態變化控制交流接觸器。當檢測到MCU發生故障時，即MCU軟件運行中通過看門狗喂狗端口提供小于600ms 的喂狗信號輸入到MCU故障檢測信號的前端電路。所述步驟S3中，當MCU出現異常時，將MCU故障檢測信號輸出低電平，所述計數器釋放計數時鐘信號，這時交流接觸器控制使能信號控制交流接觸器控制開關固定輸出低電平，斷開交流接觸器。即當出現MCU失控的情況下，系統將交流接觸器切離以保護負載設備。本發明還提供一種交流接觸器延時控制系統，請參閱圖3，圖3為本發明交流接觸器延時控制系統一實施例的原理示意圖。所述交流接觸器延時控制系統包括MCU故障檢測模塊10、交流接觸器的控制使能模塊20、計數時鐘信號模塊30、計數器40、交流接觸器控制開關模塊50及交流接觸器 60，通過調整所述計數時鐘信號模塊30生成的計數時鐘信號(CPU_PWM)的周期值來改變交流接觸器60的動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器40將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器60的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器60 延時后閉合，當所述MCU故障檢測模塊10檢測到MCU發生故障時，MCU故障檢測模塊10、交流接觸器的控制使能模塊20分別將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器40進行復位；所述計數器40釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器60在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。本發明交流接觸器延時控制系統包括一個輸入信號、一個輸出信號和一個反饋信號，即MCU故障檢測模塊10生成MCU故障檢測信號CPU_ERR_L及交流接觸器的控制使能模塊20生成交流接觸器控制使能信號AC_CTRL_EN_H的輸入、計數時鐘信號模塊30及反饋電路生成的計數時鐘信號(CPU_PWM)及所述計數器40輸出的交流接觸器控制信號AC_CTRL_ RLY ；所述交流接觸器延時控制系統分別的控制邏輯如下MCU故障檢測信號CPU_ERR_L為MCU故障檢測信號，由心跳檢測電路輸出；當MCU 運行正常時，MCU故障檢測信號CPU_ERR_L為高電平輸出；當MCU運行異常時，即MCU未及時提供喂狗信號輸出，MCU故障檢測信號CPU_ERR_L為低電平輸出。交流接觸器控制使能信號AC_CTRL_EN_H根據系統的實際需要對交流接觸器進行閉合和斷開控制；當交流接觸器控制使能信號AC_CTRL_EN_H為高電平時，交流接觸器延時一定時間后閉合；當交流接觸器控制使能信號AC_CTRL_EN_H為低電平時，交流接觸器立即斷開； 計數時鐘信號CPU_PWM為計數器芯片提供計數時鐘信號，通過調整計數時鐘信號CPU_PWM 的周期值來改變延時時間，該信號由MCU提供；交流接觸器控制信號AC_CTRL_RLY為延時后控制交流接觸器動作的信號；并經過一路反饋電路轉換成計數時鐘信號的輸入對當前狀態進行鎖存；當交流接觸器控制信號AC_CTRL_RLY為高電平時，交流接觸器60閉合，將計數時鐘信號鎖住，從而將交流接觸器控制信號AC_CTRL_RLY鎖存在高電平；當交流接觸器控制信號AC_CTRL_RLY為低電平時，交流接觸器60斷開，將計數時鐘信號釋放，等待交流接觸器控制使能信號操作。
計數器40芯片的控制邏輯如表1所示
權利要求
1.一種交流接觸器延時控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟步驟Sl 通過調整所述計數時鐘信號(CPU_PWM)的周期值來改變交流接觸器動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合；步驟S2 當檢測到MCU發生故障時，將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；步驟S3 所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。
2.根據權利要求1所述的交流接觸器延時控制方法，其特征在于，所述步驟Sl中，所述改變交流接觸器動作延時時間的步驟具體包括步驟Sll 用戶提出延時時間修改請求； 步驟S12 通信端口接收新設置的延時時間； 步驟S13 讀取FRAM存儲器中原延時時間；步驟S14 判斷是否為新的延時時間，如是，則執行步驟S15 ；若否，則執行步驟S18 ； 步驟S15 將所述新的延時時間存入FRAM存儲器； 步驟S16 計算延時時間將其轉換成對應的PWM參數值； 步驟S17 根據對應的PWM參數值設置PWM的周期值； 步驟S18 等待交流接觸器控制指令。
3.根據權利要求1所述的交流接觸器延時控制方法，其特征在于，所述步驟S2中，當 MCU軟件運行正常時，將所述MCU故障檢測信號輸出高電平，這時交流接觸器控制開關會根據交流接觸器控制使能信號的狀態變化控制交流接觸器。
4.根據權利要求1所述的交流接觸器延時控制方法，其特征在于，所述步驟S3中，當 MCU出現異常時，將MCU故障檢測信號輸出低電平，所述計數器釋放計數時鐘信號，這時交流接觸器控制使能信號控制交流接觸器控制開關固定輸出低電平，斷開交流接觸器。
5.一種交流接觸器延時控制系統，其特征在于，所述系統包括MCU故障檢測模塊、交流接觸器的控制使能模塊、計數時鐘信號模塊、計數器、交流接觸器控制開關模塊及交流接觸器，通過調整所述計數時鐘信號模塊生成的計數時鐘信號 (CPU_PWM)的周期值來改變所述交流接觸器的動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合，當所述MCU故障檢測模塊檢測到MCU發生故障時，所述 MCU故障檢測模塊、交流接觸器的控制使能模塊分別將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。
6.根據權利要求5所述的交流接觸器延時控制系統，其特征在于，所述MCU故障檢測信號為MCU故障檢測信號，由心跳檢測電路輸出；當MCU運行正常時，MCU故障檢測信號為高電平輸出；當MCU運行異常時，MCU故障檢測信號為低電平輸出。
7.根據權利要求5所述的交流接觸器延時控制系統，其特征在于，當交流接觸器控制信號為高電平時，所述交流接觸器閉合，將計數時鐘信號鎖住，從而將交流接觸器控制信號鎖存在高電平；當交流接觸器控制信號為低電平時，所述交流接觸器斷開，將計數時鐘信號釋放，等待交流接觸器控制使能信號操作。
8.根據權利要求5所述的交流接觸器延時控制系統，其特征在于，所述MCU運行中通過看門狗喂狗端口提供小于600ms的喂狗信號輸入到MCU故障檢測信號模塊；當MCU軟件停止喂狗時，MCU故障檢測信號CPU_ERR_L將輸出低電平；這時交流接觸器控制信號AC_CTRL_ RLY會固定輸出低電平，切離所述交流接觸器。
9.根據權利要求5所述的交流接觸器延時控制系統，其特征在于，所述延時計算公式T 2n-l*TP麗，T延時與P麗寄存器TBPRD的關系表達式為TBPRD = (fsystem*T 延時)/2n ；T 延時=(TBPRD*2n)/fsystem ；其中，fsystem為系統頻率，TTBCLK為系統時鐘；
10.根據權利要求9所述的交流接觸器延時控制系統，其特征在于，所述系統延時時間 Is時的可設置范圍為4. 38ms 217天。
全文摘要
本發明公開了一種交流接觸器延時控制方法及系統，所述方法包括以下步驟步驟S1通過調整所述計數時鐘信號(CPU_PWM)的周期值來改變交流接觸器動作延時時間，并將延時計數時鐘信號經過反饋電路輸入所述計數器將所述計數時鐘信號鎖住，以對所述交流接觸器的當前狀態進行鎖存，所述交流接觸器延時后閉合；步驟S2當檢測到MCU發生故障時，將MCU故障檢測信號及交流接觸器控制使能信號發送給計數器進行復位；步驟S3所述計數器釋放計數時鐘信號，所述交流接觸器在交流接觸器控制使能信號控制下斷開。本發明既保證了交流接觸器工作的可靠性；又解決了單純用硬件方式實現時出現修改延時時間不靈活的問題。
文檔編號H01H47/18GK102324341SQ20111027033
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者胡祺 申請人:中達電通股份有限公司