永磁機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u4459永磁機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 1297811.1永磁機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1255571.2控制器總體設(shè)計(jì) 221871.3控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 5197061.4硬件模塊設(shè)計(jì) 68771.4.1電源設(shè)計(jì) 6170271.4.2斷路器分、合閘狀態(tài)的檢測(cè) 7217261.4.3CPU模塊 726001.4.4信號(hào)輸入單元 8214221.4.5信號(hào)輸出單元 9285711.4.6硬件監(jiān)控電路 10215731.5電磁兼容抗干擾技術(shù) 11永磁機(jī)構(gòu)智能控制方法是微機(jī)技術(shù)與斷路器控制的有效結(jié)合，具有更強(qiáng)大靈活的邏輯判斷分析能力。由于裝有永磁機(jī)構(gòu)的斷路器的分合閘特性僅與線圈參數(shù)有關(guān)，因此對(duì)電氣參數(shù)的控制也是可能和容易的，因此永磁機(jī)構(gòu)的分合閘特性如下。由微電腦系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)真空斷路器的智能控制，檢測(cè)動(dòng)鐵芯的動(dòng)作位置和線圈電流、瞬時(shí)通電時(shí)間等參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)自感應(yīng)功能。同時(shí)可通過撥碼開關(guān)輸入進(jìn)行功能設(shè)置和參數(shù)設(shè)置。1.1永磁機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器智能控制系統(tǒng)是電源的基本控制和保護(hù)裝置，它必須保證被控制和被保護(hù)對(duì)象在所有工作條件下的穩(wěn)定運(yùn)行，并能夠監(jiān)測(cè)和控制工作狀態(tài)。總機(jī)本身。為了提高斷路器的分?jǐn)嗄芰褪褂脡勖瑪嗦菲鞅仨殞?shí)施同步操作技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、設(shè)備條件和工作要求，永磁機(jī)構(gòu)真空中斷驅(qū)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：1)實(shí)時(shí)性在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)時(shí)，充分考慮數(shù)據(jù)采集和處理所采用的方法，保證數(shù)據(jù)采集和處理的實(shí)時(shí)性，同時(shí)在設(shè)計(jì)控制算法時(shí)考慮敏捷性和收斂性原則。實(shí)時(shí)控制，確保實(shí)時(shí)打開和關(guān)閉操作的算法。2)準(zhǔn)確性高壓真空斷路器的工作環(huán)境具有特殊的強(qiáng)干擾性，對(duì)數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和開關(guān)控制的準(zhǔn)確性提出了嚴(yán)格的要求。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)需要考慮使用合適的硬件組件和軟件處理方法，以保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確性。3)安全性高壓設(shè)備實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)必須保證生產(chǎn)安全、人身安全和設(shè)備安全，必須采取應(yīng)急控制策略應(yīng)對(duì)控制故障。1.2控制器總體設(shè)計(jì)由于永磁機(jī)構(gòu)獨(dú)特的操作和保持原理，其控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的彈簧操作機(jī)構(gòu)有很大不同。智能控制斷路器與普通斷路器的主要區(qū)別在于，它可以通過智能執(zhí)行裝置采集和處理電網(wǎng)參數(shù)，監(jiān)測(cè)和判斷自身狀態(tài)，然后按預(yù)定程序動(dòng)作。斷路器動(dòng)作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到合適的分合閘速度和最佳分合閘時(shí)間。永磁機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)接收光電信號(hào)，最后通過邏輯判斷發(fā)出指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，其性能的好壞直接關(guān)系到整個(gè)斷路器的性能。實(shí)現(xiàn)真空斷路器的所有功能，可電控，同時(shí)具備智能化功能，可集成在線傳感技術(shù)，最大限度發(fā)揮永磁機(jī)構(gòu)的卓越性能。目前，我國(guó)已經(jīng)發(fā)展出用于控制永磁作動(dòng)機(jī)構(gòu)的電子技術(shù)，電子開關(guān)取代了原來的接觸開關(guān)。圖1.1斷路器智能控制工作原理圖1.1是斷路器智能控制的工作原理圖。圖中的智能控制單元由三個(gè)基本模塊組成：數(shù)據(jù)采集、智能識(shí)別和執(zhí)行機(jī)制（協(xié)調(diào)單元）。1）智能識(shí)別控制模塊：是智能控制單元的核心。微機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)組成，可根據(jù)運(yùn)行前采集的電網(wǎng)信息自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前運(yùn)行過程中的開路。主控室運(yùn)行信號(hào)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。顯示斷路器是否處于可操作狀態(tài)，斷路器的閉合和斷開狀態(tài)，斷路器動(dòng)作的執(zhí)行情況，系統(tǒng)電壓和操作電壓信息，以及故障報(bào)警信號(hào)。斷路器動(dòng)作機(jī)構(gòu)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，使操作者能夠了解斷路器。并根據(jù)預(yù)先編程的決定向執(zhí)行器發(fā)出調(diào)整信息，斷路器發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作。2）數(shù)據(jù)采集模塊：由小型電壓電流轉(zhuǎn)換裝置和高速多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，可接收合閘指令、分閘指令、失壓跳閘信號(hào)、過壓信號(hào)。不定時(shí)提供電流跳閘信號(hào)和斷路器傳感器提供斷路器分合閘狀態(tài)信號(hào)、斷路器位置信號(hào)、接收系統(tǒng)電壓、斷路器操作電源信號(hào)和復(fù)位信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過重構(gòu)處理，數(shù)據(jù)由模擬轉(zhuǎn)數(shù)字，由智能識(shí)別模塊進(jìn)行處理和分析，滿足智能控制模塊的要求。3）執(zhí)行器（調(diào)節(jié)裝置）:由能接收定量控制信息的部分和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器組成，具有控制開關(guān)線圈勵(lì)磁的功能。永磁機(jī)構(gòu)智能控制執(zhí)行器由電源模塊、CPU模塊、開/關(guān)位置采樣模塊、開/關(guān)信號(hào)采樣模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、電容模塊等組成。結(jié)構(gòu)原理示意圖如下。圖1.2。圖1.2智能化操作單元結(jié)構(gòu)原理示意圖永磁機(jī)構(gòu)的分合閘線圈必須被電激勵(lì)以產(chǎn)生電磁吸引力來驅(qū)動(dòng)動(dòng)鐵芯。永磁機(jī)構(gòu)中的電容器可充電至恒定的DC10V0工作電壓，以提供激勵(lì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)線圈所需的脈沖功率。但是，每當(dāng)我們?yōu)殚_關(guān)線圈提供勵(lì)磁所需的脈沖功率時(shí)，如果不及時(shí)切斷開關(guān)線圈中的脈動(dòng)電流，電容器模塊的功耗就會(huì)非常大。模塊打開或關(guān)閉。電壓下降到無法再提供下一次關(guān)閉或打開所需的脈沖功率的點(diǎn)。-0.3S-CO(min-0.3sec-closemin)操作。因此，根據(jù)開關(guān)位置采樣模塊、CPU模塊和驅(qū)動(dòng)模塊的不同，需要隨著時(shí)間的推移切斷開關(guān)線圈的脈動(dòng)電流。此外，為了確保智能斷路器在各種環(huán)境中可靠工作，首先需要解決的問題是電容器的使用壽命。電容器的壽命與環(huán)境溫度有關(guān)，通常在105下為2000小時(shí)，但如果工作溫度低于50，壽命可達(dá)10年以上。因此，在設(shè)計(jì)控制單元時(shí)，必須采取有效措施降低電容器的工作溫度，延長(zhǎng)其壽命。采樣模塊將電子接近開關(guān)檢測(cè)到的開/關(guān)位置信息輸入智能控制器。當(dāng)檢測(cè)到真空斷路器的合閘或分閘位置時(shí)，立即發(fā)出高電平，將高電平和低電平送至CPU模塊，經(jīng)邏輯處理后送至分合閘邏輯驅(qū)動(dòng)電路。計(jì)數(shù)，開閉會(huì)及時(shí)關(guān)閉。線圈中的脈動(dòng)電流。圖1.3斷路器控制電路原理示意圖真空斷路器手動(dòng)和自動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3所示。當(dāng)真空斷路器的手動(dòng)或自動(dòng)控制電路接收到分閘或合閘指令時(shí)，邏輯驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)RS鎖存器發(fā)送的高低電平自動(dòng)檢測(cè)此時(shí)真空斷路器的位置。位置或關(guān)閉位置決定是否執(zhí)行打開或關(guān)閉命令。綜上所述，智能斷路器的工作過程如下：以：微控制器為核心的智能控制單元時(shí)刻采集電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)。智能識(shí)別模塊快速識(shí)別電網(wǎng)狀態(tài)。根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)確定電網(wǎng)和斷路器的位置，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果隨時(shí)控制調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)行。采用同步動(dòng)作技術(shù)時(shí)，必須通過調(diào)節(jié)裝置改變動(dòng)作機(jī)構(gòu)的參數(shù)，使斷路器獲得與當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行條件相適應(yīng)的動(dòng)作特性。另外，斷路器的分合閘時(shí)間應(yīng)盡可能短，以防分閘故障，不能人為延長(zhǎng)斷路器的分合閘時(shí)間。智能操作。這可以從硬件架構(gòu)和軟件編程開始，因此由于添加控制和協(xié)調(diào)設(shè)備而導(dǎo)致的時(shí)間延長(zhǎng)僅限于可接受和可以忽略的水平。與傳統(tǒng)的斷路器控制系統(tǒng)相比，永磁機(jī)構(gòu)的智能控制有很大的不同。首先，永磁機(jī)構(gòu)控制裝置的電源通常由電容器組成，控制部分有額外的電容器充電控制環(huán)節(jié)，以穩(wěn)定電容器的電壓值，保證整個(gè)系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性。其次，永磁機(jī)構(gòu)沒有跳閘裝置。給開關(guān)線圈供電，完成斷路器的開關(guān)操作。電容器作為開關(guān)線圈的電源，充放電過程由邏輯部分控制。變壓器主要包括電流互感器和電壓互感器。邏輯分析判斷部分是實(shí)現(xiàn)斷路器控制的關(guān)鍵，通過斷路器的智能測(cè)控裝置對(duì)輸入電壓和電流進(jìn)行分析判斷，識(shí)別線路過流、短路、欠壓等錯(cuò)誤。發(fā)出由執(zhí)行器動(dòng)作完成的指令。控制系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是采用了全新的供電系統(tǒng)，解決了供電問題，可以設(shè)計(jì)光纖接口，通過發(fā)送光纖信號(hào)發(fā)送開/關(guān)指令。參數(shù)也可以通過光纖傳輸?shù)酱渭?jí)。1.3控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微機(jī)控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。微機(jī)控制技術(shù)以模擬和數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，利用CPU通過編程來獲取和處理外部信號(hào)。永磁機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1.4所示。系統(tǒng)主控單元與外圍電路相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的控制。充電裝置：當(dāng)電容器組上的電壓低于規(guī)定值時(shí)，對(duì)電容器進(jìn)行整流、穩(wěn)壓，限流。由于開關(guān)操作時(shí)勵(lì)磁電流可達(dá)幾十安培，因此必須選用大容量的電容來實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)放電。電容器中儲(chǔ)存的能量必須能夠完成開關(guān)操作。電容電壓檢測(cè)可采用A/D轉(zhuǎn)換或V/F轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)采集方式。執(zhí)行裝置：實(shí)現(xiàn)開關(guān)線圈放電，產(chǎn)生勵(lì)磁電流，帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，完成斷路器的開關(guān)操作。單片機(jī)主控單元、傳感單元、鍵盤、顯示器、人機(jī)界面單元和通訊單元共同構(gòu)成了控制器的測(cè)控系統(tǒng)。圖1.4控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖1.4硬件模塊設(shè)計(jì)在電力行業(yè)，永磁機(jī)構(gòu)智能控制系統(tǒng)的可靠性必須是重中之重。否則，產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)增加分銷鏈的故障率，這與分銷應(yīng)用的初衷背道而馳。自動(dòng)化。在硬件方面，配電自動(dòng)化產(chǎn)品通常與高壓設(shè)備在相同的環(huán)境中使用。如果硬件處理不當(dāng)，例如柜體漏電、高壓或低壓側(cè)導(dǎo)體的強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量和控制、故障或儀器永久性損壞。因此，在設(shè)計(jì)硬件時(shí)應(yīng)充分考慮系統(tǒng)可靠性，提高測(cè)量精度、系統(tǒng)響應(yīng)速度等性能指標(biāo)。硬件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)多樣性，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。1.4.1電源設(shè)計(jì)可對(duì)永磁機(jī)構(gòu)的開關(guān)線圈通電產(chǎn)生電磁吸引力驅(qū)動(dòng)動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)，滿足一定的勵(lì)磁安匝數(shù)，滿足真空斷路器的開關(guān)速度要求。為了在更短的時(shí)間內(nèi)獲得更大的脈動(dòng)電流，目前有兩種選擇可供選擇。一個(gè)使用電容器，另一個(gè)使用電池。這兩種方法都能給出比較滿意的結(jié)果。但電池作為電源，必須考慮過充過放等問題，充電電路和保護(hù)電路較為復(fù)雜。與可充電電池相比，使用電容器作為電源具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，電容器的充電時(shí)間相對(duì)較短，可以使用任何具有濾波或未濾波、穩(wěn)壓或未穩(wěn)壓DC輸出的傳統(tǒng)電源進(jìn)行充電。無需監(jiān)控確切的充電電流和充電時(shí)間，因?yàn)闊o需考慮過度充電的風(fēng)險(xiǎn)。沒有化學(xué)污染或電極氧化問題，它可以承受多次短路，并且可以放電到任何級(jí)別而不會(huì)損壞。它還可以很容易地并聯(lián)使用電容器，而不會(huì)引起諸如并聯(lián)電池之間的偏置電流之類的副作用。因此，在室內(nèi)永磁機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)電源最經(jīng)濟(jì)的方式是采用電容放電法。對(duì)于超精細(xì)戶外真空斷路器，通常使用其他方法，例如電池，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)電源不那么容易解決。作為給電容器充電的電源，要考慮電容器的耐壓，還要考慮控制器在實(shí)際開關(guān)操作時(shí)所需的電源電壓。室內(nèi)永磁機(jī)構(gòu)的電源實(shí)際使用的電壓大多在DC100V左右，所以需要確保給電容器充電的電源的輸出電壓為DC100V。開關(guān)電源在設(shè)計(jì)電源解決方案時(shí)考慮了電源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除了具有體積小、效率高、穩(wěn)壓范圍寬、穩(wěn)壓精度高、紋波小等優(yōu)點(diǎn)外，在動(dòng)態(tài)負(fù)載特性和電磁方面更有優(yōu)勢(shì)。兼容性、功能和優(yōu)勢(shì)。因此，室內(nèi)永磁機(jī)構(gòu)供電最經(jīng)濟(jì)、最安全、最可靠的方式是采用開關(guān)電源對(duì)電容器進(jìn)行充電，然后對(duì)電容器放電。電容器可充電至恒定的DC100V工作電壓，以提供激勵(lì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)線圈所需的脈沖功率?？蓛?chǔ)存小于250J的電能，完成一個(gè)完整的O-CO操作循環(huán)。在這些操作周期結(jié)束時(shí)，電容器組在不到20秒的時(shí)間內(nèi)以A2的峰值電流重新充電。因此，在輔助電源發(fā)生故障的情況下，預(yù)儲(chǔ)能鋁電解電容器的電能可以保證關(guān)斷操作能夠進(jìn)行一個(gè)完整的O-CO操作循環(huán)。1.4.2斷路器分、合閘狀態(tài)的檢測(cè) 永磁機(jī)構(gòu)斷路器必須穩(wěn)定在分合閘位置，中間狀態(tài)和其他故障位置是絕對(duì)不允許的。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤位置時(shí)，必須及時(shí)上報(bào)告警。同時(shí)，必須及時(shí)關(guān)閉永磁機(jī)構(gòu)，防止鐵芯移動(dòng)到開合位置后的熱量損失和功率損失。為此，需要檢測(cè)斷路器的斷開/閉合狀態(tài)。傳統(tǒng)的帶有觸點(diǎn)的輔助開關(guān)經(jīng)常由于接觸不良或污染和觸點(diǎn)氧化而失效。因此，應(yīng)采用電子開關(guān)和非接觸式傳感器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的輔助開關(guān)。收到手動(dòng)和自動(dòng)控制模塊的分閘和合閘命令后，將其發(fā)送給CPU，邏輯控制器根據(jù)分閘和自動(dòng)控制模塊發(fā)送的高壓和地電平自動(dòng)檢測(cè)斷路器的位置。關(guān)閉位置。決定是否執(zhí)行開倉(cāng)和平倉(cāng)訂單。當(dāng)同時(shí)接收到分閘和合閘命令時(shí)，CPU通過邏輯控制器及時(shí)截獲合閘命令來響應(yīng)分閘命令。當(dāng)電網(wǎng)一次側(cè)電力監(jiān)控電路檢測(cè)到過流、過壓、欠壓信號(hào)時(shí)，CPU模塊也會(huì)由邏輯控制器發(fā)出分閘指令，及時(shí)關(guān)閉合閘指令。1.4.3CPU模塊Microchip推出的PIC16F87X系列8位微控制器是采用精簡(jiǎn)指令集（RISC）架構(gòu)和FLASH存儲(chǔ)技術(shù)的高性能嵌入式微控制器。與其他類型的微控制器相比，它具有以下特點(diǎn)：1）運(yùn)行速度快。PIC16F87X系列單片機(jī)在架構(gòu)上采用兩級(jí)流水線哈佛總線結(jié)構(gòu)，指令讀取和執(zhí)行采用流水線方式，使得單條指令（GOTO和CALL指令除外）的執(zhí)行基本可以在一個(gè)周期內(nèi)完成。另一方面，將數(shù)據(jù)總線和指令總線分開，采用不同的寬度，有利于所有指令的單字節(jié)實(shí)現(xiàn)，有助于提高CPU的處理速度。該單片機(jī)系列是世界上同類產(chǎn)品中速度最快的系列之一。2）功能廣泛，豐富而強(qiáng)大。PIC16F87X系列單片機(jī)內(nèi)部集成了各種外圍功能模塊，如A/D模塊、EEPROM、捕獲\比較\脈寬調(diào)制器、I2C和SPI串行總線端口等，以減少外圍設(shè)備的使用。簡(jiǎn)化電路板并提高系統(tǒng)可靠性。3）邏輯結(jié)構(gòu)清晰。PIC16F87X系列單片機(jī)采用精簡(jiǎn)指令集（RSC）技術(shù)，指令系統(tǒng)只有35條指令，尋址方式也簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)單易學(xué)。該單片機(jī)系列的最大特點(diǎn)是大量使用了可位尋址的特殊功能寄存器。只要對(duì)這些特殊功能寄存器寫入命令，就可以方便靈活地控制各個(gè)功能模塊程序。此外，PIC16F87X系列單片機(jī)可在線編程，具有強(qiáng)大的上電、掉電延時(shí)復(fù)位保護(hù)和監(jiān)控功能，I/O引腳驅(qū)動(dòng)功能和抗干擾功能。該系列單片機(jī)的功能基本相似，只是內(nèi)存大小、引腳數(shù)量、A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)量不同，用戶可以輕松選擇最適合自己的型號(hào)。本設(shè)計(jì)中的微處理器使用8kB的高性能PIC16F877。14個(gè)片上閃存程序存儲(chǔ)器，368kB8個(gè)片上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，256kB8個(gè)EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和10位多通道A/D轉(zhuǎn)換器。由于PIC16F877無需任何其他外圍元件即可使用，簡(jiǎn)化了控制器的硬件電路，降低了成本，大大提高了可靠性。1.4.4信號(hào)輸入單元控制器的輸入信號(hào)包括反映開關(guān)狀態(tài)和手動(dòng)操作的開關(guān)量信號(hào)、CT和PT的模擬量信號(hào)、撥碼開關(guān)的設(shè)置參數(shù)等。前者可以很容易地通過光耦實(shí)現(xiàn)分離和轉(zhuǎn)換，并送到MCU進(jìn)行處理。模擬量必須通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量才能進(jìn)行分析。交流電源信號(hào)輸入回路通常包括隔離轉(zhuǎn)換器、濾波、過值保護(hù)和量化處理。在電力系統(tǒng)中，電壓和電流信號(hào)取自電壓互感器和電流互感器的次級(jí)，額定值分別為100V/5A。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電量變化很大（幾十倍），所以必須轉(zhuǎn)換成微機(jī)系統(tǒng)能接收到的信號(hào)類型和范圍，不得超過這個(gè)范圍。如果發(fā)生錯(cuò)誤。光電耦合器件利用光傳輸信息，由輸入端的發(fā)光元件和輸出端的受光元件組成，輸入端和輸出端電絕緣。體積小，使用方便，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的干擾情況，組成各種線路，抑制共模和差模干擾。在輸入輸出隔離的情況下使用光耦，電路非常簡(jiǎn)單。這種隔離不僅可用于數(shù)字電路，還可用于線性（模擬）電路。用于去除噪聲的光電耦合器是從兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的，一方面，輸入級(jí)的噪聲不傳輸?shù)捷敵黾?jí)，而是將有用的信號(hào)傳輸?shù)捷敵黾?jí)。另一方面，由于從輸入級(jí)到輸出級(jí)的信號(hào)傳輸是通過光來實(shí)現(xiàn)的，電極間電容小，絕緣電阻大，所以輸出級(jí)的信號(hào)和噪聲沒有反饋。到輸入結(jié)束。如果使用光電耦合器，頻率不能太高，因?yàn)楣怆婑詈掀鞅旧砭哂?0至30pF的分布電容。此外，應(yīng)通過在觸點(diǎn)輸入處添加RC濾波器鏈接來抑制抖動(dòng)。聯(lián)系人的。另外，用于低電壓時(shí)，傳輸距離應(yīng)在100m以內(nèi)，傳輸速度應(yīng)小于10Kbps。圖1.5電壓模擬量輸入示意圖系統(tǒng)采集8個(gè)模擬信號(hào)，包括三相電壓、三相電流、零序電壓和零序電流。從互感器和電流互感器得到的電壓信號(hào)（100V）和電流信號(hào)（5A），進(jìn)入控制器后必須進(jìn)一步調(diào)整，轉(zhuǎn)換成CPU需要的0~2.5V電壓信號(hào)。然后將信號(hào)發(fā)送到CPU進(jìn)行處理。電壓模擬輸入電路原理圖如圖1.5所示，電流模擬輸入類似。由于本系統(tǒng)使用的16F87X自帶10位A/D轉(zhuǎn)換器模塊，所以不用另外設(shè)計(jì)采樣電路。內(nèi)核用到兩個(gè)參考電平，即和，作為轉(zhuǎn)換范圍的上下限和讀數(shù)的滿量程值和“0”值。轉(zhuǎn)換數(shù)值在輸入信號(hào)大于時(shí)為滿量程值，小于等于時(shí)為“0”。1.4.5信號(hào)輸出單元信號(hào)輸出裝置用于指示斷路器的運(yùn)行狀態(tài)。輸出信號(hào)包括斷路器的閉合和斷開狀態(tài)、斷路器操作執(zhí)行情況（常閉或斷開、過流斷開和閉合、失壓斷開、過壓和欠壓斷開）。操作電壓是否滿足合閘或分閘要求，開關(guān)電源的輸入電壓是否正常，斷路器操作機(jī)構(gòu)的故障報(bào)警信號(hào)等。當(dāng)開關(guān)處于合閘位置時(shí)，指示燈指示關(guān)閉位置亮起。當(dāng)開關(guān)處于打開位置時(shí)，指示打開位置的指示燈亮起。當(dāng)開路電容上的電壓大于固定值時(shí)，開路電容上的電壓指示燈亮。閉合時(shí)，如果開關(guān)電容兩端的電壓大于一個(gè)固定值，則指示閉合電容的燈亮。當(dāng)開關(guān)處于閉合位置時(shí)，測(cè)得的電壓為：如果過流時(shí)間大于設(shè)定的延時(shí)值且開路電容燈亮，則開關(guān)跳閘，溢流率關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)處于閉合位置時(shí)，被測(cè)電壓大于設(shè)定的過壓值，開路電容指示燈亮，開關(guān)動(dòng)作，指示燈閃爍。當(dāng)失壓保護(hù)動(dòng)作且輔助線上的電壓低于一定值時(shí)，失壓指示燈亮。如果重合閘保護(hù)處于活動(dòng)狀態(tài)并且計(jì)算機(jī)確定此時(shí)重合閘條件已滿足，則重合閘正在進(jìn)行或重合閘正在進(jìn)行。當(dāng)完成但未進(jìn)行重合閘操作時(shí)，重合閘燈亮。該機(jī)構(gòu)執(zhí)行合閘操作，但若因故合閘不到位，微機(jī)立即發(fā)出分閘指令斷開開關(guān)，并點(diǎn)亮錯(cuò)誤報(bào)警燈。控制器輸出的示意圖如圖1.6所示。圖1.6輸出單元示意圖1.4.6硬件監(jiān)控電路電源監(jiān)控電路是具有電壓監(jiān)控功能的復(fù)位電路。監(jiān)控電路必須具有以下特點(diǎn)：1）上電復(fù)位：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，系統(tǒng)電源穩(wěn)定后取消復(fù)位信號(hào)。為了可靠性，在電源穩(wěn)定后一定延遲后取消復(fù)位信號(hào)，以防止電源開關(guān)或電源插頭打開/關(guān)閉引起的抖動(dòng)或影響復(fù)位。2）掉電復(fù)位：當(dāng)電源被切斷或電壓下降到某一電壓值以下時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。軟件設(shè)計(jì)具有軟件監(jiān)控功能。但是，如果軟件出現(xiàn)問題，例如死循環(huán)，則硬件監(jiān)控和保護(hù)更加可靠和可靠。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中，僅僅依靠軟件看門狗來阻止程序“運(yùn)行”是不安全的。需要硬件監(jiān)控電路來防止系統(tǒng)出現(xiàn)問題并確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。硬件監(jiān)控電路如圖1.7所示。圖1.7電源監(jiān)控電路示意圖圖中MAXS809是PHLIPS半導(dǎo)體生產(chǎn)的單功能復(fù)位微處理器，體積小，功耗低，用于微處理器和其他邏輯系統(tǒng)中的電壓監(jiān)控。當(dāng)電源開關(guān)和電壓不足（低于閾值電壓）時(shí)，閾值電壓可選時(shí)向微處理器發(fā)送復(fù)位信號(hào)。圖中R2和S1組成的電路可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。1.5電磁兼容抗干擾技術(shù)電磁兼容性是測(cè)試智能控制器對(duì)衰減沖擊波、電快速瞬態(tài)脈沖群和浪涌（沖擊）干擾信號(hào)的抗干擾現(xiàn)象。向線路注入沖擊電壓時(shí)是否發(fā)生永久性損壞。在電快速瞬變或短脈沖或振蕩波免疫實(shí)驗(yàn)中，只允許指定的瞬變功能障礙。電磁干擾是一種外部發(fā)生的電磁現(xiàn)象，它來自對(duì)有用信號(hào)有害的干擾源。過去，機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)一般對(duì)電磁干擾（如：靜電、傳導(dǎo)電干擾、輻射電磁場(chǎng)干擾）不敏感。大多數(shù)這些敏感問題是由諧波和電壓等“低頻”現(xiàn)象引起的。停止。當(dāng)前電子元件和設(shè)備的使用使它們對(duì)這些干擾更加敏感，尤其是“高頻”和“瞬態(tài)”現(xiàn)象。隨著電子元器件和設(shè)備的普及和使用，由于電氣和電磁干擾而導(dǎo)致故障和損壞的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，使得電磁兼容性的研究