萬能式斷路器除了本身具有高分斷能力、高短時耐受性能及良好的操作性能外,還必須裝配性能優越的控制器。基于微處理器的智能控制器具有多種檢測和通信功能, 利用總線功能實現電力質量監控是一種經濟有效的方案。由于基于Profibus-DP現場總線的驅動和執行單元被大量開發和應用, 因此針對原有萬能式斷路器的控制器系統進行改造,結合現場總線的優點,保留原有系統的投資, 設計了一種具有PROFIBUS 現場總線接口的新型控制系統。
1 Profibus-DP 現場總線系統的構成
Profibus 現場總線系統由主站和從站構成,主站具有總線存取控制權,從站是被動的站,沒有總線存取權。主站分為一類、二類。一類主站包括PLC、PC 等, 完成循環的總線通訊控制和管理。
二類主站指操作員工作站(如PC 機加圖形監控軟件)、編程器、組態設備,完成非循環數據的讀寫、系統配置、故障診斷、調試等。從站是進行輸入輸出信息采集和發送的現場設備、包括輸入輸出I/O 設備、驅動器、執行器等。總線系統根據主站設置的個數可以分為多主站系統和單主站總線系統。
2從站總體結構設計
智能控制器系統實現的功能包括:溫度采集、處理控制、現場通信等,能單獨完成現場測量控制等功能,也可與多個從站和主站一起構建一個大系統,完成整體的測量控制任務。智能控制器由微處理器、信號采集電路、電源、鍵盤和液晶顯示電路、時鐘溫度檢測電路、執行電路以及Profibus-DP 總線接口電路等部分組成,組成框圖如圖1 所示。
2.1 信號采集系統
本設計需要采集的信號是三路線電壓和四路相電流信號,所需的電壓和電流信號都是經過互感器形成的二次側感應電壓, 經濾波隔離放大之后形成適合A/D 轉換的電壓范圍在3V以內。由于LPC2114 本身具有A/D 轉換器,所以只需要接入一個多路選擇開關,即可完成對多路信號的采集,因此選用了單八路模擬開關CD4051。
