一種井下低爆綜合保護器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦井下低爆保護領域，尤其涉及一種基于單片機的井下低爆綜合保護器。
【背景技術】
[0002]礦用隔爆型低壓饋電開關是煤礦配電系統的關鍵環節，其好壞直接影響著煤礦井下生產安全和生產效率。而低壓饋電開關的智能化程度主要取決于保護系統的可靠性和靈敏性。一般說來國內低爆保護裝置普遍存在著以下幾個方面的問題:.
[0003](I)漏電保護困難。井下低壓供電系統漏電故障大約占到總故障的80%以上。由于漏電故障信號鑒別較為困難，且還與供電系統的中性點接地方式(不接地和經補償接地)有關，研究難度大。單片機計算時間長，動作大都在10ms以上。
[0004](2)抗干擾性能差。隨著煤礦效益的逐步好轉，井下設備尤其是一些大型變頻設備的大面積使用，使得煤礦井下的供電情況變得更加復雜。一般說來，井下電網的功率因數很低，煤礦只在地面變電所進行集中補償，在綜采根本沒有，因此波形畸變十分嚴重，低壓開關拒動、誤動頻繁，嚴重影響煤礦井下的安全和生產。.
[0005](3)無監控能力。綜采面的低壓設備普遍沒有通訊功能，不能適應煤礦井下自動化的需要。
【發明內容】
[0006]為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于單片機的井下低爆綜合保護器，以提高煤礦供電系統漏電保護能力以及抗干擾能力。
[0007]為實現上述目的，本發明采取如下技術方案:
[0008]一種井下低爆綜合保護器，包括模擬信號單元、脈沖信號單元、液晶顯示模塊、輸出驅動模塊；
[0009]模擬信號單元，用于實時采集低壓電網的電流模擬信號、電壓模擬信號和漏電模擬信號，并發送給單片機；
[0010]脈沖信號單元，用于采集開關柜狀態信號和風電閉鎖信號，并發送給單片機；
[0011]單片機，用于對接收到的信號進行處理、分析，并生成驅動信號發送給輸出驅動模塊；還用于將處理后的信號發送給液晶顯示模塊；
[0012]液晶顯示模塊，用于顯示單片機發送的信號；
[0013]輸出驅動模塊，用于根據單片機發送驅動信號執行對應的動作。
[0014]更進一步的，單片機為STC單片機。由于井下低壓電網的環境非常惡劣。所以選擇抗干擾能力強的單片機成為首選條件；考慮到系統要求有較快的執行速度，應盡可能地選擇運行速度快的單片機；盡量選擇功能強，集成度高的單片機，同時也是對抗干擾和速度的一個促進；考慮到產品的推廣和應用，低成本也是本次設計的一個主要考慮因素。
[0015]有益效果:本發明采用了高檔單片機STC單片機為控制核心，加大了運算速度，同時從原理上解決了漏電檢測困難，誤動拒動較多的詬病，使得在成本基本不增加的前提下，較好地完成集漏電、短路、過載、過壓、欠壓等多項保護與一身的功能，同時又具有可靠性較高、調試和運行維護簡便，人機界面良好等特點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明工作原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0018]如圖1所示，本發明提供的一種井下低爆綜合保護器，包括模擬信號單元、脈沖信號單元、液晶顯示模塊、輸出驅動模塊；
[0019]1、模擬信號單元，即實時采集低壓電網的電流、電壓、漏電等模擬信號，作為電網中各種故障的判斷依據。
[0020]2、脈沖信號單元，將開關柜狀態和風電閉鎖信號送到單片機的VO 口，單片機對其進行檢測。
[0021]3、液晶顯示模塊，實時顯示電網的工作電壓、工作電流、開關狀態和當前的時問。發生故障時顯示故障類型及跳閘的時間，以方便工作人員識別和檢修。
[0022]4、單片機，在單片機的應用系統中，最重要的就是要根據應用系統的要求和特性選擇合適的中央處理器CPU。本次設計在選擇CPU時主要考慮以下幾個因素:①抗干擾性能:由于井下低壓電網的環境非常惡劣。所以選擇抗干擾能力強的單片機成為首選條件。②速度:考慮到系統要求有較快的執行速度，應盡可能地選擇運行速度快的單片機。③單片機功能:盡量選擇功能強，集成度高的單片機，同時也是對抗干擾和速度的一個促進。④價格:考慮到產品的推廣和應用，低成本也是本次設計的一個主要考慮因素。
[0023]本次設計采用了高檔8位單片機STC12C5410AD (屬STC系列單片機)。采用STC單片機有以下幾個原因:(1)8位單片機已經可以滿足本次設計的精度要求，并且價格低廉。
(2)8051核單片機的速度低(每條指令至少需要12個時鐘周期)的缺陷在STC單片機中得到了解決。該單片機采用全新的流水線/精簡指令集結構。是單時鐘/機器周期(IT)的兼容8051內核的單片機。其運行速度大大加強。例如運行MOV A，Rn這樣的指令時，8051核單片機需要12個時鐘周期，而STC單片機只需要I個時鐘周期。(3) STC單片機具有較寬的電壓范圍。該單片機的工作電壓為+5V，但在+5.5V —+3.4V的范圍內均能正常工作。在煤礦井下，瞬間電網低電壓時常出現，即使增大濾波電容至4800沁。仍不能很好的解決。好多廠家生產的單片機設備會工作不正常，出現黑屏、死機等現象。如果加入帶低電壓檢測的看門狗電路，雖可以避免這種情況的出現，但頻繁的重啟會使初始化狀態在顯示屏上顯示，叫用戶使用起來信心不足。選用STC單片機的低電壓可以低至3.5V而不會造成單片機出錯，這極大地克服了以上情況的出現。再配上帶低電壓檢測的硬狗，會使重啟的現象大大減少。(4)STC12C5410AD單片機的功能比較齊全。如自帶8路10位A / D、集成獨立的看門狗、B2PR0M等。(5)STC12C5410AD單片機集成了 MAX頂的專用復位芯片MAX810，極大的提高了單片機的抗干擾性。自帶的看門狗提供了 8種溢出時間選擇，以20MHz晶振來說覆蓋范圍從39ms到5s,使用十分方便。
[0024]5、輸出驅動模塊，當電網發生漏電、短路、斷相、欠壓或過壓等故障，同時達到故障動作時間CPU便會發出跳閘指令，通過驅動電路作用中間繼電器，最后作用于斷路器，使其脫扣。
[0025]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種井下低爆綜合保護器，其特征在于:包括模擬信號單元、脈沖信號單元、液晶顯示模塊、輸出驅動模塊和單片機； 所述模擬信號單元，用于實時采集低壓電網的電流模擬信號、電壓模擬信號和漏電模擬信號，并發送給單片機； 所述脈沖信號單元，用于采集開關柜狀態信號和風電閉鎖信號，并發送給單片機； 所述單片機，用于對接收到的信號進行處理、分析，并生成驅動信號發送給輸出驅動模塊；還用于將處理后的信號發送給液晶顯示模塊； 所述液晶顯示模塊，用于顯示單片機發送的信號； 所述輸出驅動模塊，用于根據單片機發送驅動信號執行對應的動作。
2.根據權利要求1所述的一種井下低爆綜合保護器，其特征在于:所述單片機為STC單片機。
【專利摘要】本發明公開了一種井下低爆綜合保護器，包括：模擬信號單元，用于實時采集低壓電網的電流模擬信號、電壓模擬信號和漏電模擬信號，并發送給單片機；脈沖信號單元，用于采集開關柜狀態信號和風電閉鎖信號，并發送給單片機；單片機，用于對接收到的信號進行處理、分析，并生成驅動信號發送給輸出驅動模塊；還將處理后的信號發送給液晶顯示模塊；液晶顯示模塊，用于顯示單片機發送的信號；輸出驅動模塊，用于根據單片機發送驅動信號執行對應的動作。
【IPC分類】H02H3-00
【公開號】CN104577943
【申請號】CN201310472675
【發明人】王頤
【申請人】南京歐格節能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月11日