专利名称：遥信/脉冲输入切换模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种遥信/脉冲输入切换模块。
技术背景目前电力行业负荷监控管理系统终端的遥信/脉冲输入模块1如图1所示， 包括一三态门l 2、 一脉冲光电隔离电路l 3和一遥信光电隔离电路1 4。从 外部状态量设备W2输入的遥信信号和从外部脉冲量设备Wl输入的脉冲信号分 别经光电隔离，再由三态门电路缓冲后输出到负荷监控管理系统终端的主控电 路(MCU)ll。该电路的工作原理是由负荷监控管理系统终端的主控电路采集和处理来自外部状态量设备的 遥信信号和外部脉冲量设备的脉冲信号，信号通过光电隔离电路，再经三态门 输入数据总线。遥信部分和脉冲部分分离，各有相应的电路。外部的脉冲信号和遥信信号通过光电隔离电路送到三态门电路的输入端 口 (MC4-1、 YX4-1) ， MCU随时可以通过数据总线读取数据。"AD7-0"是MCU 读取三态门电路数据的数据总线，由三态门电路输出给负荷监控管理系统终端 的主控电路；当负荷监控管理系统终端的主控电路要读取三态门电路的数据 时，负荷监控管理系统终端的主控电路首先要选中三态门电路，输出为片选信 号"CS1"给三态门电路。三态门被选通后，"MC4-1"和"YX4-1"是由光电 隔离电路输出给三态门电路的脉冲信号和遥信信号，被三态门输出到数据总线 "AD7-0"。为防止外部设备的高电压有可能通过线路直接进入模块内部，而设置了多 个光电隔离电路，从而提高系统的可靠性。各光电隔离电路通过"PI4-1"和 "DI4-1"分别读取外部脉冲量设备的脉冲信号和外部状态量设备的遥信信号， 通过"MC4—1"和"YX4-1"输出到三态门电路。现有电路的优点是电路简单，实现方便。但是，该电路也存在如下缺点脉冲输入和遥信输入路数固定，用户使用 不灵活，可能会出现以下两种情况 一、用户的遥信输入路数较多，原来终端 配置的路数不够用，而脉冲输入则出现用不完的现象；另外一种就是，脉冲输 入路数较多，原来终端配置的路数不够用，而遥信输入则出现用不完的现象。发明内容本实用新型是为了克服现有技术存在的上述缺点而提供的一种配置方便 的遥信/脉冲输入切换模块。本实用新型采取的技术方案是遥信/脉冲输入切换模块，与电力负荷监 控管理系统终端中的主控电路配合使用；所述的遥信/脉冲输入切换模块包括 一外部数据读取电路、多个光电隔离电路；其特点是，还包括一遥信/脉冲功能配置读取电路；所述的各光电隔离电路为遥信/脉冲光电隔离电路，用于采集外部状态量 或外部脉冲量数据和向外部数据读取电路输出外部状态量或外部脉冲量数据， 同时用于向遥信/脉冲功能配置读取电路输出遥信/脉冲状态信息；所述的各光电隔离电路的外部状态量或外部脉冲量数据的输出端与外部 数据读取电路的输入端连接，遥信/脉冲功能配置状态信息的输出端与遥信/脉 冲功能配置读取电路的输入端连接；所述外部数据读取电路和遥信/脉冲功能 配置读取电路的输出端与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路的输入端 连接。上述遥信/脉冲输入切换模块，其中，所述的光电隔离电路包括一遥信/脉 冲隔离切换电路和一高低电平切换电路；所述的遥信/脉冲隔离切换电路的输入端连接外部设备输出的状态量或脉 冲量，其输出端与外部数据读取电路的输入端连接；所述的高低电平切换电路的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路的输入 端连接。上述遥信/脉冲输入切换模块，其中，所述的遥信/脉冲隔离切换电路包括 一并接在电路输入端的限压电阻和分别串接在电路正向端和反向端的限流电阻、以及一连接在限流电阻后级的光电隔离管；所述的限压电阻的反向端输入端、反向端限流电阻的输出端、以及光电隔 离管的输入端分别设有一组接插头，每组接插头设有三个连接点，其中第一组接插头的第一个连接点与限压电阻的反向端输入端连接，第二个连 接点连接l 2V电源正极，第三个连接点为跳空；第二组接插头的第一个连接点为跳空，第二个连接点与反向端限流电阻的 输出端连接，第三个连接点与光电隔离管的输入端连接；第三组接插头的第一个连接点与光电隔离管的输入端连接；第二个连接点 连接l 2V电源负极，第三个连接点为跳空；根据需要同时采用短路线连接各组中连接点的第一和第二连接点，或同时 采用短路线连接各组中连接点的第二和第三连接点，形成遥信光电隔离电路或 脉冲光电隔离电路的相互切换。上述遥信/脉冲输入切换模块，其中，所述的高低电平切换电路包括一与 电源连接的降压电阻、以及连接在降压电阻另一端的一组接插头，该组接插头 设有三个连接点，其中第一个连接点与降压电阻的另一端连接，第二个连接 点连接地线，第三个连接点为跳空；根据需要将上述连接点采用短路线连接第 一和第二连接点，或采用短路线连接第二和第三连接点，形成高低电平的相互 切换。上述遥信/脉冲输入切换模块，其中，所述的外部数据读取电路和遥信/脉 冲功能配置读取电路均由三态门电路构成。本实用新型由于采用了以上的技术方案，将脉冲光电隔离电路和遥信光电 隔离电路进行合并，使外部输入的信号既可以是脉冲信号，也可以是遥信信号， 并提供一高低电平切换电路给电力负荷监控管理系统终端中的主控电路，由电 力负荷监控管理系统终端中的主控电路进行判别。其优点是配置方便，以后终端对外接口不再区分遥信输入和脉冲输入，把这两种输 入方式统称为状态量输入，用户可根据现场需要自由配置为遥信输入或脉冲输 入。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。 图1是现有的遥信/脉冲输入模块的电方框图。 图2是本实用新型遥信/脉冲输入模块的电方框图。 图3是本实用新型遥信/脉冲输入模块中光电隔离电路的电方框图。 图4是本实用新型遥信/脉冲输入模块中光电隔离电路的电路原理图。 图5是本实用新型遥信/脉冲输入模块应用在电力负荷监控管理系统终端 的电路原理图。图6是本实用新型遥信/脉冲输入模块应用在电力负荷监控管理系统终端 的工作流程框图。
具体实施方式
请参阅图2。本实用新型遥信/脉冲输入切换模块，与电力负荷监控管理 系统终端中的主控电路100配合使用。该遥信/脉冲输入切换模块2包括一外 部数据读取电路21、 一遥信/脉冲功能配置读取电路22、多个光电隔离电路23;所述的各光电隔离电路为遥信/脉冲光电隔离电路，用于采集外部状态量 或外部脉冲量数据和向外部数据读取电路输出外部状态量或外部脉冲量数据， 同时用于向遥信/脉冲功能配置读取电路输出遥信/脉冲状态信息。该光电隔离 电路的外部状态量或外部脉冲量数据的输出端与外部数据读取电路的输入端 连接，其遥信/脉冲功能配置状态信息的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路 的输入端连接；所述外部数据读取电路和遥信/脉冲功能配置读取电路的输出 端与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路的输入端连接。请参阅图3。本实用新型遥信/脉冲输入切换模块中，所述的光电隔离电 路23包括一遥信/脉冲隔离切换电路231和一高低电平切换电路232;所述的遥信/脉冲隔离切换电路231的输入端连接外部设备200输出的状 态量或脉冲量，其输出端与外部数据读取电路的输入端连接；所述的高低电平切换电路232的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路的 输入端连接。请参阅图4 ，这是本实用新型遥信/脉冲输入模块其中一个光电隔离电路 的电路原理图。所述的遥信/脉冲隔离切换电路231包括一并接在电路正向端和反向端之间的限压电阻RV1和分别串接在电路正向端和反向端的限流电阻Rl、 R2、以及一连接在限流电阻后级的光电隔离管D14;在电路的反向端，所述的限压电阻的输入端、限流电阻的输出端、以及光电隔离管的输入端分别设有一组接插头，每组接插头设有三个连接点，其中第一组接插头XI的第一个连接点Xl-l与限压电阻的输入端连接，第二个 连接点X1-2连接1 2V电源正极，第三个连接点X1-3为跳空；第二组接插头X2的第一个连接点X2-1为跳空，第二个连接点X2-2与限 流电阻的输出端连接，第三个连接点X2-3与光电隔离管的输入端连接；第三组接插头X3的第一个连接点X3-1与光电隔离管的输入端连接；第二 个连接点X3-2连接1 2V电源负极，第三个连接点X3-3为跳空；根据需要同时采用短路线连接各组中连接点的第一和第二连接点，或同时 采用短路线连接各组中连接点的第二和第三连接点，实现遥信光电隔离电路或 脉冲光电隔离电路的相互切换。本实用新型遥信/脉冲输入切换模块中，所述的高低电平切换电路232包 括一与电源连接的降压电阻R4、以及连接在降压电阻另一端的一组接插头X4， 该组接插头设有三个连接点，其中第一个连接点X4-l与降压电阻的另一端 连接，第二个连接点X4-2连接地线，第三个连接点X4-3为跳空；根据需要将 上述连接点采用短路线连接第一和第二连接点，或采用短路线连接第二和第三 连接点，形成高低电平的相互切换。请参阅图5 ，这是本实用新型遥信/脉冲输入模块应用在电力负荷监控管 理系统终端的一种实施例的电路原理图。该遥信脉冲模块的实施例仅用于证明 本实用新型是可实现的，具有实用性的要求，不用于限制权利要求的范围，所 提到的模块内电路，芯片型号仅用于提供一种可能的电路实现方式。本实施例中，电力负荷监控管理系统终端的主控电路500采用MCU单片机 D11(89C52)构成，所述的外部数据读取电路51和遥信/脉冲功能配置读取电路 52均由三态门电路D12 (74HC573)、 D13 (74HC573)构成，为防止外部电路的 高电压有可能通过线路直接进入模块内部，而设置了 8个光电隔离电路53-1 53-8，以提高系统的可靠性。MCU控制着遥信脉冲模块的工作，采用ATMEL公司的AT89C52作为遥信脉8冲模块的MCU。 MCU的工作电源由电源电路通过"VCC"和"GND"线提供，模 块的内所有电路的工作都是通过MCU来分配工作。MCU采集和处理由外部数据 读取电路51输入的、通过光电隔离电路隔离的外部状态量设备的遥信信号和 外部脉冲量设备的脉冲信号。光电隔离电路通过"PI8-1"读取外部脉冲量设备或外部状态量设备的数 据，通过"MY8-1"输出到三态门电路。PI8-1可以是脉冲输入，也可以是遥信 输入，通过开关、短路块等硬件来设置各路输入的功能。外部的脉冲信号或遥信信号通过光电隔离电路送到外部数据读取电路51 的输入端口 (MY8-1) ， MCU随时可以通过数据总线读取数据。"AD7-0"是MCU 读取外部数据读取电路51数据的数据总线，由外部数据读取电路51输出给 MCU;当MCU要读取外部数据读取电路51的数据时，MCU首先要通过片选信号 "CS1"选中外部数据读取电路51。外部数据读取电路51被选通后，，输出脉 冲信号和/或遥信信号到数据总线"AD7-0"，输入到MCU进行数据处理。遥信/脉冲功能配置读取电路52则负责读取各路功能的配置信息，即配置 为脉冲输入或遥信输入，"M0DE8-1"是各路功能的配置信息，"CS2"为片选 信号，遥信/脉冲功能配置读取电路52被选通后，遥信/脉冲功能配置读取电 路52输出的高或低电平"M0DE8-1"被输出到数据总线"AD7-0"，输入到MCU 进行数据处理。由于该八个光电隔离电路53-1 53-8结构、原理与图4相同，为简洁， 图中只示出第一路光电隔离电路和第八路光电隔离电路，第二 第七路光电隔 离电路省略。请继续参见图5。第一路光电隔离电路53-1的遥信/脉冲隔离切换电路 53-1-1输入端接外部设备的第一路(PIl+， PI1-); PIl+和PI1-是外部设备输入 到光电隔离电路的脉冲信号或遥信信号；如果设置为遥信输入，要求 X1，X2，X3，X4的l一2脚用短路块连接；如果设置为脉冲输入，则要求 X1，X2，X3，X4的2 — 3脚用短路块连接；同时高低电平切换电路53-1-2输出 M0DE1为第一路的功能配置高低电平信息，"l"表示脉冲，"0"表示遥信；第八路光电隔离电路53-8的遥信/脉冲隔离切换电路53-8-1输入端接外 部设备的第八路(PI8+，PI8-); PI8+和PI8-是外部设备输入到光电隔离电路的脉冲信号或遥信信号；设置为遥信输入，要求X29，X30，X31,X32的l一2脚用 短路块连接，设置为脉冲输入，要求X29,X30，X31，X32的2 — 3脚用短路块连 接；同时高低电平切换电路53-2-2输出M0DE8为第八路的功能配置高低电平 信息，"l"表示脉冲，"0"表示遥信。其他第二路 第七路光电隔离电路的结构原理与上述相同，故不赘述。 请参阅图6，这是本实用新型遥信/脉冲输入模块应用在电力负荷监控管理 系统终端的工作流程框图。遥信脉冲模块在终端打开电源后开始"遥信脉冲模 块初始化"程序；初始化完成后；遥信脉冲模块读取各路功能配置信息，根据 各路功能配置信息判别各路信号按脉冲信号处理或按遥信信号处理；读取外部 数据；对读取的数据进行处理；重新开始一轮新的循环，继续读取外部数据。本实用新型可根据现场需要自由配置为遥信输入或脉冲输入，具有配置方 便、操作简单的优点。
权利要求1、遥信/脉冲输入切换模块，与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路配合使用；所述的遥信/脉冲输入切换模块包括一外部数据读取电路、多个光电隔离电路；其特征在于，还包括一遥信/脉冲功能配置读取电路；所述的各光电隔离电路为遥信/脉冲光电隔离电路，用于采集外部状态量或外部脉冲量数据和向外部数据读取电路输出外部状态量或外部脉冲量数据，同时用于向遥信/脉冲功能配置读取电路输出遥信/脉冲状态信息；所述的各光电隔离电路的外部状态量或外部脉冲量数据的输出端与外部数据读取电路的输入端连接，遥信/脉冲功能配置状态信息的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路的输入端连接；所述外部数据读取电路和遥信/脉冲功能配置读取电路的输出端与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路的输入端连接。
2、 根据权利要求1所述的遥信/脉冲输入切换模块，其特征在于，所述 的各光电隔离电路包括一遥信/脉冲隔离切换电路和一高低电平切换电路；所述的遥信/脉冲隔离切换电路的输入端连接外部设备输出的状态量或脉 冲量，其输出端与外部数据读取电路的输入端连接；所述的高低电平切换电路的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路的输入 端连接。
3、 根据权利要求2所述的遥信/脉冲输入切换模块，其特征在于，所述 的遥信/脉冲隔离切换电路包括一并接在电路输入端的限压电阻和分别串接在 电路正向端和反向端的限流电阻、以及一连接在限流电阻后级的光电隔离管；所述的限压电阻的反向端输入端、反向端限流电阻的输出端、以及光电隔 离管的输入端分别设有一组接插头，每组接插头设有三个连接点，其中第一组接插头的第一个连接点与限压电阻的反向端输入端连接，第二个连 接点连接l 2V电源正极，第三个连接点为跳空；第二组接插头的第一个连接点为跳空，第二个连接点与反向端限流电阻的 输出端连接，第三个连接点与光电隔离管的输入端连接；第三组接插头的第一个连接点与光电隔离管的输入端连接；第二个连接点 连接l 2V电源负极，第三个连接点为跳空；根据需要同时采用短路线连接各组中连接点的第一和第二连接点，或同时 采用短路线连接各组中连接点的第二和第三连接点，实现遥信光电隔离电路或 脉冲光电隔离电路的相互切换。
4、 根据权利要求2所述的遥信/脉冲输入切换模块，其特征在于，所述的高低电平切换电路包括一与电源连接的降压电阻、以及连接在降压电阻另一 端的一组接插头，该组接插头设有三个连接点，其中第一个连接点与降压电 阻的另一端连接，第二个连接点连接地线，第三个连接点为跳空；根据需要将 上述连接点采用短路线连接第一和第二连接点，或采用短路线连接第二和第三 连接点，实现高低电平的相互切换。
5、 根据权利要求l所述的遥信/脉冲输入切换模块，其特征在于，所述 的外部数据读取电路和遥信/脉冲功能配置读取电路均由三态门电路构成。
专利摘要本实用新型遥信/脉冲输入切换模块，与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路配合使用；包括一外部数据读取电路、多个光电隔离电路；其特点是，还包括一遥信/脉冲功能配置读取电路；各光电隔离电路用于采集外部状态量或脉冲量数据和向外部数据读取电路输出外部状态量或脉冲量数据，同时用于向遥信/脉冲功能配置读取电路输出遥信/脉冲状态信息；各光电隔离电路的状态量或脉冲量数据的输出端与外部数据读取电路的输入端连接，遥信/脉冲功能配置状态信息的输出端与遥信/脉冲功能配置读取电路的输入端连接；外部数据读取电路和遥信/脉冲功能配置读取电路的输出端与电力负荷监控管理系统终端中的主控电路的输入端连接。具有配置方便、操作简单的优点。
文档编号G08C19/16GK201117096SQ20072007620
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者于颖杰, 彪 张, 炜 陈, 鲁春生 申请人:上海协同科技股份有限公司