微機(jī)式中央信號裝置的應(yīng)用

蘇 楊

阿城繼電器股份有限公司，黑龍江哈爾濱 150302

0 引言

在電力系統(tǒng)中，由于微機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，使電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)和自動控制技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，一些新產(chǎn)品新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，與舊有系統(tǒng)產(chǎn)生矛盾，如節(jié)能型光電信號的應(yīng)用，與機(jī)電式（包括集成電路式）沖擊信號繼電器的矛盾，由于節(jié)能型光電信號裝置工作電流小（一般不大于30mA），勢必降低沖擊信號繼電器的啟動電流，容易造成沖擊信號繼電器誤動作。本文以我公司新開發(fā)的FXZ-1型微機(jī)閃光報警器為列，介紹微機(jī)技術(shù)在信號報警裝置的應(yīng)用。

1 微機(jī)閃光報警器的原理

FXZ-1型微機(jī)閃光報警器以單片機(jī)80C31為主控單元，配以專門的監(jiān)控軟件來實現(xiàn)對各種報警信號的管理與控制。報警器采用了模塊化設(shè)計，它主要由主控單元、操作信號管理單元、輸入開關(guān)量信號管理單元、輸出開關(guān)量管理單元、閃光報警信號驅(qū)動單元、音響報警信號驅(qū)動單元、報警信號記憶單元以及軟件看門狗和開關(guān)電源等構(gòu)成。

下面介紹一下主要功能模塊的工作原理。

1.1 主控單元，報警信號記憶單元和看門狗

主控單元主要由80C31芯片和監(jiān)控程序存儲器EPROM2764等構(gòu)成，主控單元通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與其它單元聯(lián)系，配合監(jiān)控程序?qū)Ω鱾€功能單元進(jìn)行管理和控制。

報警信號記憶單元由一片62256數(shù)據(jù)存儲器芯片構(gòu)成，在報警器運行過程中存儲一些重要數(shù)據(jù)和記憶報警信號；在報警器掉電時，62256芯片由附加的電池供電，從而保持其中的報警數(shù)據(jù)不會因掉電而丟失。

看門狗 由一片74LS123芯片構(gòu)成，它與單片機(jī)一起工作，共同來實現(xiàn)軟件看門狗的功能，一旦出現(xiàn)程序跑飛，看門狗立即發(fā)出復(fù)位信號，使單片機(jī)復(fù)位。

1.2 操作信號管理單元、輸入開關(guān)量信號管理單元

操作信號管理單元和輸入開關(guān)量信號管理單元用于管理操作信號和開關(guān)量信號，主要由光電耦合器構(gòu)成信號輸入回路，它們通過總線驅(qū)動器74LS245同地址總線和數(shù)據(jù)總線相連，將單片機(jī)無法識別的操作信號和開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為可識別的數(shù)字信號，并同時起到信號隔離的作用，防止引入外部干憂信號。

1.3 輸出開關(guān)量管理單元，音響報警信號驅(qū)動單元

輸出開關(guān)量管理單元和音響報警信號驅(qū)動單元主要由達(dá)林頓陣列1413P和小中間HG4100構(gòu)成，它們分別接于系統(tǒng)總線和單片機(jī)的P1.0和P1.1口，由此來實現(xiàn)主控單元對這兩個單元的管理和控制。

1.4 閃光報警信號驅(qū)動單元

閃光報警信號驅(qū)動單元主要由達(dá)林頓陣列1413P構(gòu)成，它通過光電耦合器以及總線驅(qū)動器與系統(tǒng)總線相連接，接收主控單元發(fā)送來的閃光報警信號，驅(qū)動光字牌發(fā)出閃光報警信號。

2 FXZ-1型微機(jī)閃光報警器的算法

目前在微機(jī)系統(tǒng)中，管理外部輸入的方法大致有兩種：一是中斷法，二是查詢法。

中斷法就是利用系統(tǒng)中斷來管理輸入信號，即當(dāng)外部有信號輸入的同時，由外部輸入設(shè)備發(fā)出中斷信號，中斷系統(tǒng)運行，進(jìn)入輸入信號管理子系統(tǒng)，由此來判別輸入信號的類別。這種方法的優(yōu)點在于可以提高系統(tǒng)工作效率，當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)在沒有外部信號輸入時，微機(jī)可以用來處理其他的工作，無須時刻監(jiān)視輸入信號，這對于一個大系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用是非常重要的。

查詢法就是利用微機(jī)系統(tǒng)時刻監(jiān)視輸入信號 的工作狀態(tài)，，由此來判別是否有信號輸入以及輸入信號的類別。這種方法的優(yōu)點在于可以隨時了解輸入信號的狀態(tài)，并且硬件原理實現(xiàn)簡單，但由于程序時刻在查詢輸入狀態(tài)，致使系統(tǒng)利用率相對降低，所以查詢法不適合大型的微機(jī)系統(tǒng)，僅適用于一些小型系統(tǒng)。

FXZ-1型微機(jī)閃光報警器就是這樣一個小型系統(tǒng)，它在處理輸入信號時就采用了查詢算法，雖然查詢的系統(tǒng)利用率比較低，但由于硬件原理實現(xiàn)相對簡單，這對于一個小型的微機(jī)系統(tǒng)是非常有利的。

FXZ-1型微機(jī)閃光報警器運行過程中，時刻在查詢系統(tǒng)輸入狀態(tài)，根據(jù)輸入信號的類別和系統(tǒng)設(shè)定狀態(tài)來判別是否發(fā)出報警信號。

3 FXZ-1型微機(jī)閃光報警器的使用

FXZ-1型微機(jī)閃光報警器，可以與光字牌箱連體安裝，也可以單獨附于屏后安裝。通過過渡引線與光字牌箱連接。該報警器可以同時輸入32路動合或動斷無源觸點。當(dāng)沒有觸點信號（動合觸點閉合或動斷觸點斷開）輸入時，報警器處于等待狀態(tài)；當(dāng)有觸點信號輸入時，報警器在發(fā)出音響報警信號的同時，驅(qū)動對應(yīng)的光字牌進(jìn)行閃光報警。

3.1 觸點輸入方式的設(shè)定

輸入 觸點信號的動合或動斷狀態(tài)的選擇可由主控板上的2號撥碼開關(guān)進(jìn)行設(shè)定。

3.2 雙音雙色的設(shè)定

光字牌有兩種顏色可分別對應(yīng)兩種報警音響，從視覺、聽覺上可明顯區(qū)別事故信號與予告信號，音響設(shè)定可由主控板上3號撥碼開關(guān)來控制，規(guī)定事故音響（音響2）對應(yīng)紅色 光字牌，予告音響（音響1）對應(yīng)黃色光字牌。

3.3 自動確認(rèn)時間的設(shè)定

有信號報警時如不按確認(rèn)鍵，可自動確認(rèn)，光字牌由閃光轉(zhuǎn)平光，音響報警停止。自動確認(rèn)的時間由控制器內(nèi)主控板上的1號撥碼開關(guān)控制，每調(diào)整一次撥碼，必須重新加電啟動。

3.4 各輸入鍵的功能

3.4.1 試驗鍵的功能

試驗鍵用于檢查各個出口的工作是否正常，按下試驗鍵，音響1和音響2同時發(fā)出音響報警，所有光字牌全部閃光。

3.4.2 追憶鍵的功能

報警信號可追憶，按下追憶鍵，已報警的信號按其報警的先后順序在光字牌箱上逐個閃亮（1s/每個），最多可記憶2000個信號，追憶中報警優(yōu)先。

3.4.3 確認(rèn)鍵的功能

確認(rèn)鍵用于確認(rèn)報警，在音響報警信號發(fā)出時，按下確認(rèn)鍵，音響報警停止，對應(yīng)光字牌閃光轉(zhuǎn)為平光。

3.4.4 清除鍵的功能

按下清除鍵可清除報警器內(nèi)的全部記憶信號。

4 結(jié)論

以上通過對FXZ-1型微機(jī)閃光報警器的介紹，展示了微機(jī)技術(shù)在繼電保護(hù)中的廣泛應(yīng)用。微機(jī)技術(shù)在未來的時間里將會更加廣泛和深入地在電力系統(tǒng)中的得到應(yīng)用，繼電保護(hù)產(chǎn)品也會因微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加走向成熟。

[1]陶然，熊為群主編.繼電保護(hù)、自動裝置及二次回路[M].中國電力出版社，2006.

[2]許敬賢，張道民.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京電力出版社，1963.