專利名稱：一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源裝置的監(jiān)控技術(shù)，具體涉及一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置。
背景技術(shù)：
不間斷電源、應(yīng)急電源、逆變電源等電源裝置廣泛應(yīng)用于電力電子設(shè)備的電力供應(yīng)，其性能指標(biāo)的要求越來越高，尤其是對電源裝置運行狀況的監(jiān)控已成為電力配套方案的必備功能。電源裝置具有輸出其工作狀態(tài)信息的信息輸出端，這些工作狀態(tài)信息包括電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，信息輸出端將這些工作狀態(tài)信息輸入對應(yīng)的監(jiān)控裝置實現(xiàn)監(jiān)控，然而，不同的電力方案配套的監(jiān)控通訊協(xié)議就不一致，例如有三相交流輸入、單相交流輸出的通訊協(xié)議，直流輸入、交流輸出的通訊協(xié)議等，現(xiàn)有常規(guī)的監(jiān)控裝置無法兼容多種監(jiān)控通訊協(xié)議，而為滿足用戶的各種電力方案需求，電源裝置產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家需根 據(jù)監(jiān)控需要集成十幾種甚至幾十種監(jiān)控通訊協(xié)議，不僅大大增加了成本，也不能靈活使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，可兼容多種通訊協(xié)議，實現(xiàn)對多種電源裝置的監(jiān)控。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案如下一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，它包括單片機、用于與電源裝置的信息端口進行工作狀態(tài)信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用于232電平與485電平轉(zhuǎn)換的RS232/485轉(zhuǎn)換器、用于顯示電源裝置監(jiān)控狀態(tài)的顯示器、用于人機對話操作的輸入鍵盤、用于發(fā)出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用于通信協(xié)議設(shè)置的撥碼開關(guān)，所述RS232通訊單元、RS232/485轉(zhuǎn)換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關(guān)的接口分別與單片機的相應(yīng)接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態(tài)信息輸入單片機，由單片機根據(jù)撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態(tài)信息、撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號至RS232/485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后與外部上位機通訊。本實用新型所述報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，所述單片機具有相應(yīng)報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器。本實用新型所述單片機還包括用于在線調(diào)試的在線調(diào)試接口。本實用新型所述多功能監(jiān)控顯示裝置還包括用于存儲電源裝置的故障時工作狀態(tài)信息的存儲器，所述單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通τΗ ο本實用新型所述單片機具有用于輸出所述多功能監(jiān)控顯示裝置的工作狀態(tài)的信號的信號輸出端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果[0011]本實用新型可通過撥碼開關(guān)及單片機的轉(zhuǎn)換處理實現(xiàn)兼容多種電源裝置，兼容多種通訊協(xié)議，顯示多種模式并報警，顯示內(nèi)容靈活，本實用新型極大地減少了硬件設(shè)計工作，增強了產(chǎn)品的一致性和靈活性，成本低，可靠性高。

圖I為本實用新型多功能監(jiān)控顯示裝置的連接示意框圖；圖2為本實用新型單片機與觸摸顯示器、撥碼開關(guān)、輸入鍵盤、存儲器的電路連接圖；圖3為本實用新型繼電器驅(qū)動電路的電路圖；圖4為本實用新型RS232通訊單元和RS232/485轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖5為本實用新型LED指示燈的電路圖。
具體實施方式
如圖I所示的一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，它包括單片機、用于與電源裝置的信息端口進行工作狀態(tài)信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用于232電平與485電平轉(zhuǎn)換的RS232/485轉(zhuǎn)換器、用于顯示電源裝置監(jiān)控狀態(tài)的顯示器、用于人機對話操作的輸入鍵盤、用于發(fā)出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用于通信協(xié)議設(shè)置的撥碼開關(guān)和用于存儲電源裝置的故障時工作狀態(tài)信息的存儲器，RS232通訊單元、RS232/485轉(zhuǎn)換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關(guān)和存儲器的接口分別與單片機的相應(yīng)接口相連。其中，單片機采用臺灣新唐公司的32位ARM內(nèi)核單片機，型號為M016LAN ;單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通訊；存儲器采用32K EEPR0M，可實時存儲電源裝置的故障狀態(tài)信息，以備電源裝置維護檢修查用。RS232通訊單元采用型號為MAX232AESE的芯片，RS232/485轉(zhuǎn)換器采用型號為MAX1487E的芯片；報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，單片機具有相應(yīng)報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器，電源裝置出現(xiàn)故障時可作出警報指示。顯示器采用低功耗液晶顯示屏，靈活的顯示電源裝置的運行信息，工作狀態(tài)信息，報警信息，以及用戶輸入菜單等。單片機還包括用于在線調(diào)試的在線調(diào)試接口。單片機具有用于輸出多功能監(jiān)控顯示裝置的工作狀態(tài)的信號的信號輸出端，如圖2所示的通過三個開關(guān)管控制的繼電器電路，實現(xiàn)配置三個信號輸入狀態(tài)信號、輸出狀態(tài)信號、故障狀態(tài)信號，將本多功能監(jiān)控顯示裝置的工作狀態(tài)通過繼電器觸點，轉(zhuǎn)換成無源接點信號給用戶進行狀態(tài)監(jiān)控。RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態(tài)信息輸入單片機，由單片機根據(jù)撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態(tài)信息、撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號至RS232/485轉(zhuǎn)換器，將232電平信號轉(zhuǎn)換為485電平信號后與外部上位機通訊。如圖2所示，輸入鍵盤包括由按鍵Kl、按鍵K2、按鍵K3、按鍵K4、按鍵K5組成的按鍵輸入電路，鍵值直接送到單片機的對應(yīng)I/o 口；如圖5所示，LED指示燈包括由LEDl、LED2、LED3、LED4、LED5組成的指示燈電路，直接受單片機的對應(yīng)I/O 口信號控制，分別用來指示不同特色電源裝置機型的運行狀態(tài)信息和報警信息。如圖2所示，插座JPl為LCD觸摸屏顯示屏的插座受單片機對應(yīng)I/O直接控制，顯示控制運行的狀態(tài)，個組件的數(shù)據(jù)，報警信息，各種電氣量等。蜂鳴器BUZZl為故障報警蜂鳴器，通過三極管Q9受單片機控制，在電源裝置或本監(jiān)控裝置發(fā)生故障時發(fā)出報警聲。實時時鐘U8型號為SD2403A，通過I2C總線與單片機相連，配合存儲器U9用來記錄控制器的事件記錄，以備維護維修時可以清晰的分析工作情況。撥碼開關(guān)SI配合上拉電阻R46、R47、R48構(gòu)成用戶自定義配置信號輸入電路，通過不同的撥碼組合可以有八種不同的配置，實現(xiàn)多種功能自選。如圖4所示，光電耦合器U2和光電耦合器U3及其周邊電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成RS232通訊單元的隔離電路；RS232/485轉(zhuǎn)換器U5把RS232電平轉(zhuǎn)換為RS485電平。提高了通訊的可靠性和抗干擾性能，同時通訊距離和通訊的質(zhì)量都得到了保障。如圖3所示，開關(guān)管Q1、Q3、Q6構(gòu)成的繼電器驅(qū)動電路的輸出作為信號輸出端，受單片機控制外接12V直流繼電器，以驅(qū)動繼電器工作，形成繼電器電路，實現(xiàn)簡單節(jié)點信號輸出。 本多功能監(jiān)控顯示裝置可兼容包括UPS電源、應(yīng)急電源、穩(wěn)壓電源、整流電源、逆變電源、變頻電源和DC-DC變換電源的八種電源裝置，各電源裝置所被監(jiān)控的信息是不同，有交流或直流，有三相或單相，所以通訊時有多種不同的通訊協(xié)議，本實施例通過設(shè)置三個撥碼開關(guān)，分別控制單片機的三個I/O 口的電平，以實現(xiàn)兼容八種不同的通訊協(xié)議和在顯示器上相應(yīng)顯示I.單片機的三個I/O 口設(shè)置成000時，為三相交流輸入，三相交流輸出的交流電源通訊協(xié)議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，三相輸出輸入的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量運算后經(jīng)顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將以上所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換
坐^
寸/ ο2.單片機的三個I/O 口設(shè)置成001時，為三相交流輸入，單相交流輸出的交流電源通訊協(xié)議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，單相輸出的電壓、電流、頻率，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量運算后經(jīng)顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，單相輸出的電壓、電流、頻率、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。3.單片機的三個I/O 口設(shè)置成010時，為單相交流輸入，單相交流輸出的交流電源通訊協(xié)議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，單相輸出的電壓、電流、頻率，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量運算后經(jīng)顯示器顯示單相輸入的電壓、電流、頻率、功率、功因，單相輸出的電壓、電流、頻率、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。4.單片機的三個I/O 口設(shè)置成011時，為單相交流輸入，三相交流輸出的交流電源通訊協(xié)議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量運算后經(jīng)顯示器顯示單相輸入的電壓、電流、頻率、功率、功因，三相輸出的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。5.單片機的三個I/O 口設(shè)置成100時，為三相交流輸入，直流輸出的電源通訊協(xié)議單片機接收三相輸入的電壓、電流、頻率、相位，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量的運算后經(jīng)顯示器顯示三相輸入的電壓、電流、頻率、相位、相序、功率、功因，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。6.單片機的三個I/O 口設(shè)置成101時，為單相交流輸入，直流輸出的電源通訊協(xié)議單片機接收單相輸入的電壓、電流、頻率，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量運算后經(jīng)顯示器可顯示單相輸入的電壓、電流、頻 率、功率、功因，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。7.單片機的三個I/O 口設(shè)置成110時，為直流輸入，直流輸出的電源通訊協(xié)議單片機接收直流輸入的電壓、電流，直流輸出的電壓、電流，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量的運算后經(jīng)顯示器顯示直流輸入的電壓、電流、功率，直流輸出的電壓、電流、功率和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換
坐')
寸/ ο8.單片機的三個I/O 口設(shè)置成111時，為直流輸入，交流輸出的逆變電源通訊協(xié)議單片機接收直流輸入的電壓、電流，交流輸出的電壓、電流、頻率、相位，同時還接收電源裝置的工作狀態(tài)信息。單片機對這些接收量的運算后經(jīng)顯示直流輸入的電壓、電流、功率，交流輸出的電壓、電流、功率、功因和電源的效率，及電源裝置的工作狀態(tài)；同時將所有的信息轉(zhuǎn)換成RS485通訊協(xié)議和外部上位機進行通訊，并接收上位機的控制操作指令(開關(guān)機或轉(zhuǎn)換等)。本實用新型的實施方式不限于此，在本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段對本實用新型內(nèi)容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均在本實用新型權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，其特征在于它包括單片機、用于與電源裝置的信息端口進行工作狀態(tài)信息傳輸通訊的RS232通訊單元、用于232電平與485電平轉(zhuǎn)換的RS232/485轉(zhuǎn)換器、用于顯示電源裝置監(jiān)控狀態(tài)的觸摸屏顯示器、用于人機對話操作的輸入鍵盤、用于發(fā)出電源裝置的故障報警信號的報警單元、用于通信協(xié)議設(shè)置的撥碼開關(guān)，所述RS232通訊單元、RS232/485轉(zhuǎn)換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關(guān)的接口分別與單片機的相應(yīng)接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態(tài)信息輸入單片機，由單片機根據(jù)撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態(tài)信息、撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號至RS232/485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后與外部上位機通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，其特征在于所述報警單元包括LED指示燈和蜂鳴器，所述單片機具有相應(yīng)報警控制端分別連接控制LED指示燈和蜂鳴器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，其特征在于所述單片機還包括用于在線調(diào)試的在線調(diào)試接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，其特征在于所述多功能監(jiān)控顯示裝置還包括用于存儲電源裝置的故障時工作狀態(tài)信息的存儲器，所述單片機具有I2C總線接口，單片機通過I2C總線接口與存儲器連接通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，其特征在于所述單片機具有用于輸出所述多功能監(jiān)控顯示裝置的工作狀態(tài)的信號的信號輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種用于電源裝置的多功能監(jiān)控顯示裝置，它包括單片機、RS232通訊單元、RS232/485轉(zhuǎn)換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、用于通信協(xié)議設(shè)置的撥碼開關(guān)，所述RS232通訊單元、RS232/485轉(zhuǎn)換器、顯示器、輸入鍵盤、報警單元、撥碼開關(guān)的接口分別與單片機的相應(yīng)接口相連；所述RS232通訊單元將電源裝置的工作狀態(tài)信息輸入單片機，由單片機根據(jù)撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號，控制顯示器顯示及控制報警單元報警，同時單片機輸出電源裝置的工作狀態(tài)信息、撥碼開關(guān)及輸入鍵盤的設(shè)置信號至RS232/485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后與外部上位機通訊。本實用新型可兼容多種通訊協(xié)議，實現(xiàn)對多種電源裝置的監(jiān)控。
文檔編號G01R31/40GK202758055SQ20122041347
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者張延勝, 潘世高, 黃敏 申請人:佛山市柏克新能科技股份有限公司