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基于ATmega128的32路遥信单元的设计及应用

2013-04-20 浏览数：584

掉电自动保存部分使用MAX691CWE（IC8）作为电源管理，在系统有辅助供电的情况下保证IC3由主电源Vcc供电，当主电源掉电时则自动切换到后备电池供电方式。同时此芯片还兼有看门狗功能，在系统死机的极端情况下及时复位CPU，使系统快速恢复至受控状态。（见图5）

图5　看门狗电路

1.7 光电隔离的输入信号状态采集
外部开关信号采集使用光耦（IC1，IC2只画出其中四路）作电器隔离，光耦输出端使用一个数据缓冲器74HC244（IC9）对光耦输出信号进行缓冲后传送到CPU的数据总线供CPU读取。（见图6）

图6　信号状态采集

1.8 电源部分
电源模块采用PI公司的开关电源芯片，输入范围为AC/DC 80-270V，电源共有3路输出，分别给CPU，12V电源输出、通讯等部分电路提供电源。

2　软件设计
软件流程见图7

图7　软件流程图

3　产品结构特点
ARTU-K32采用DIN35mm导轨安装。前端带通信指示和信号运行通道指示2组指示灯，通信有两路RS485接口，（使用ModBus—RTU协议）一路用于通用参数的设置及调试，另一路用于和上位机通讯。产品顶端设有拨码开关窗口，可通过拨码开关设置产品通讯地址和波特率。产品符合JB/T10388-2002《带总线通信功能的智能测控节点产品通用技术条件》、GB/T7261-2000《继电器及装置基本试验方法》和GB/T13729-2002《远动终端设备》标准。

4　产品主要技术指标见表1

产品主要技术指标　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1

性能	指标
输入回路/方式	32路有源湿接点或无源干接点
总线方式	二线制半双工RS485（ModBus—RTU）建议采用三芯屏蔽线
总线容量	≤32
开关量事件分辨率	多接点相继变位的区分能力，任两个接点变位时间间隔大于1毫秒时，单元的区分能力（小于2ms）并在SOE中体现出来
遥信扫描速度	32个通道扫描一周需要1ms
遥信去抖时间	1~99ms可编程（32通道统一的时间）
事件顺序记录（SOE）容量	1600组
外壳防护等级	IP20
电源	DC24V或AC/DC200V
电源功耗	＜５Ｗ

5　应用案例
1台ARTU-K32可以监控8条马达回路或16路照明回路的工作状态。以监测马达回路为例，一次方案见图8(a)，由配辅助、故障触点的NS断路器、LC1交流接触器、LR2热继电器和AKH-0.66P保护型互感器组成。每条马达回路监测4组节点，即断路器合闸、故障触点，电机运行（接触器）状态触点，电机热过载（热继电器）触点，1台ARTU-K32监测8条马达回路。见图8（b），通过现场启停按钮控制马达的运行与停车，现场红、绿指示灯同步显示马达的工作状态，遥信单元则可通过监测各元件触点的动作值远程显示马达的工作状态。