专利名称：一种用于电源装置的多功能监控显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源装置的监控技术，具体涉及一种用于电源装置的多功能监控显示装置。
背景技术：
不间断电源、应急电源、逆变电源等电源装置广泛应用于电力电子设备的电力供应，其性能指标的要求越来越高，尤其是对电源装置运行状况的监控已成为电力配套方案的必备功能。电源装置具有输出其工作状态信息的信息输出端，这些工作状态信息包括电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因，信息输出端将这些工作状态信息输入对应的监控装置实现监控，然而，不同的电力方案配套的监控通讯协议就不一致，例如有三相交流输入、单相交流输出的通讯协议，直流输入、交流输出的通讯协议等，现有常规的监控装置无法兼容多种监控通讯协议，而为满足用户的各种电力方案需求，电源装置产品的生产厂家需根 据监控需要集成十几种甚至几十种监控通讯协议，不仅大大增加了成本，也不能灵活使用。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种用于电源装置的多功能监控显示装置，可兼容多种通讯协议，实现对多种电源装置的监控。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下一种用于电源装置的多功能监控显示装置，它包括单片机、用于与电源装置的信息端口进行工作状态信息传输通讯的RS232通讯单元、用于232电平与485电平转换的RS232/485转换器、用于显示电源装置监控状态的显示器、用于人机对话操作的输入键盘、用于发出电源装置的故障报警信号的报警单元、用于通信协议设置的拨码开关，所述RS232通讯单元、RS232/485转换器、显示器、输入键盘、报警单元、拨码开关的接口分别与单片机的相应接口相连；所述RS232通讯单元将电源装置的工作状态信息输入单片机，由单片机根据拨码开关及输入键盘的设置信号，控制显示器显示及控制报警单元报警，同时单片机输出电源装置的工作状态信息、拨码开关及输入键盘的设置信号至RS232/485转换器转换后与外部上位机通讯。本实用新型所述报警单元包括LED指示灯和蜂鸣器，所述单片机具有相应报警控制端分别连接控制LED指示灯和蜂鸣器。本实用新型所述单片机还包括用于在线调试的在线调试接口。本实用新型所述多功能监控显示装置还包括用于存储电源装置的故障时工作状态信息的存储器，所述单片机具有I2C总线接口，单片机通过I2C总线接口与存储器连接通τΗ ο本实用新型所述单片机具有用于输出所述多功能监控显示装置的工作状态的信号的信号输出端。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果[0011]本实用新型可通过拨码开关及单片机的转换处理实现兼容多种电源装置，兼容多种通讯协议，显示多种模式并报警，显示内容灵活，本实用新型极大地减少了硬件设计工作，增强了产品的一致性和灵活性，成本低，可靠性高。

图I为本实用新型多功能监控显示装置的连接示意框图；图2为本实用新型单片机与触摸显示器、拨码开关、输入键盘、存储器的电路连接图；图3为本实用新型继电器驱动电路的电路图；图4为本实用新型RS232通讯单元和RS232/485转换器的电路图；图5为本实用新型LED指示灯的电路图。
具体实施方式
如图I所示的一种用于电源装置的多功能监控显示装置，它包括单片机、用于与电源装置的信息端口进行工作状态信息传输通讯的RS232通讯单元、用于232电平与485电平转换的RS232/485转换器、用于显示电源装置监控状态的显示器、用于人机对话操作的输入键盘、用于发出电源装置的故障报警信号的报警单元、用于通信协议设置的拨码开关和用于存储电源装置的故障时工作状态信息的存储器，RS232通讯单元、RS232/485转换器、显示器、输入键盘、报警单元、拨码开关和存储器的接口分别与单片机的相应接口相连。其中，单片机采用台湾新唐公司的32位ARM内核单片机，型号为M016LAN ;单片机具有I2C总线接口，单片机通过I2C总线接口与存储器连接通讯；存储器采用32K EEPR0M，可实时存储电源装置的故障状态信息，以备电源装置维护检修查用。RS232通讯单元采用型号为MAX232AESE的芯片，RS232/485转换器采用型号为MAX1487E的芯片；报警单元包括LED指示灯和蜂鸣器，单片机具有相应报警控制端分别连接控制LED指示灯和蜂鸣器，电源装置出现故障时可作出警报指示。显示器采用低功耗液晶显示屏，灵活的显示电源装置的运行信息，工作状态信息，报警信息，以及用户输入菜单等。单片机还包括用于在线调试的在线调试接口。单片机具有用于输出多功能监控显示装置的工作状态的信号的信号输出端，如图2所示的通过三个开关管控制的继电器电路，实现配置三个信号输入状态信号、输出状态信号、故障状态信号，将本多功能监控显示装置的工作状态通过继电器触点，转换成无源接点信号给用户进行状态监控。RS232通讯单元将电源装置的工作状态信息输入单片机，由单片机根据拨码开关及输入键盘的设置信号，控制显示器显示及控制报警单元报警，同时单片机输出电源装置的工作状态信息、拨码开关及输入键盘的设置信号至RS232/485转换器，将232电平信号转换为485电平信号后与外部上位机通讯。如图2所示，输入键盘包括由按键Kl、按键K2、按键K3、按键K4、按键K5组成的按键输入电路，键值直接送到单片机的对应I/o 口；如图5所示，LED指示灯包括由LEDl、LED2、LED3、LED4、LED5组成的指示灯电路，直接受单片机的对应I/O 口信号控制，分别用来指示不同特色电源装置机型的运行状态信息和报警信息。如图2所示，插座JPl为LCD触摸屏显示屏的插座受单片机对应I/O直接控制，显示控制运行的状态，个组件的数据，报警信息，各种电气量等。蜂鸣器BUZZl为故障报警蜂鸣器，通过三极管Q9受单片机控制，在电源装置或本监控装置发生故障时发出报警声。实时时钟U8型号为SD2403A，通过I2C总线与单片机相连，配合存储器U9用来记录控制器的事件记录，以备维护维修时可以清晰的分析工作情况。拨码开关SI配合上拉电阻R46、R47、R48构成用户自定义配置信号输入电路，通过不同的拨码组合可以有八种不同的配置，实现多种功能自选。如图4所示，光电耦合器U2和光电耦合器U3及其周边电阻网络构成RS232通讯单元的隔离电路；RS232/485转换器U5把RS232电平转换为RS485电平。提高了通讯的可靠性和抗干扰性能，同时通讯距离和通讯的质量都得到了保障。如图3所示，开关管Q1、Q3、Q6构成的继电器驱动电路的输出作为信号输出端，受单片机控制外接12V直流继电器，以驱动继电器工作，形成继电器电路，实现简单节点信号输出。 本多功能监控显示装置可兼容包括UPS电源、应急电源、稳压电源、整流电源、逆变电源、变频电源和DC-DC变换电源的八种电源装置，各电源装置所被监控的信息是不同，有交流或直流，有三相或单相，所以通讯时有多种不同的通讯协议，本实施例通过设置三个拨码开关，分别控制单片机的三个I/O 口的电平，以实现兼容八种不同的通讯协议和在显示器上相应显示I.单片机的三个I/O 口设置成000时，为三相交流输入，三相交流输出的交流电源通讯协议单片机接收三相输入的电压、电流、频率、相位，三相输出输入的电压、电流、频率、相位，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量运算后经显示器显示三相输入的电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因，三相输出的电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将以上所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换
坐^
寸/ ο2.单片机的三个I/O 口设置成001时，为三相交流输入，单相交流输出的交流电源通讯协议单片机接收三相输入的电压、电流、频率、相位，单相输出的电压、电流、频率，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量运算后经显示器显示三相输入的电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因，单相输出的电压、电流、频率、功率、功因和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。3.单片机的三个I/O 口设置成010时，为单相交流输入，单相交流输出的交流电源通讯协议单片机接收单相输入的电压、电流、频率，单相输出的电压、电流、频率，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量运算后经显示器显示单相输入的电压、电流、频率、功率、功因，单相输出的电压、电流、频率、功率、功因和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。4.单片机的三个I/O 口设置成011时，为单相交流输入，三相交流输出的交流电源通讯协议单片机接收单相输入的电压、电流、频率，三相输出的电压、电流、频率、相位，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量运算后经显示器显示单相输入的电压、电流、频率、功率、功因，三相输出的电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。5.单片机的三个I/O 口设置成100时，为三相交流输入，直流输出的电源通讯协议单片机接收三相输入的电压、电流、频率、相位，直流输出的电压、电流，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量的运算后经显示器显示三相输入的电压、电流、频率、相位、相序、功率、功因，直流输出的电压、电流、功率和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。6.单片机的三个I/O 口设置成101时，为单相交流输入，直流输出的电源通讯协议单片机接收单相输入的电压、电流、频率，直流输出的电压、电流，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量运算后经显示器可显示单相输入的电压、电流、频 率、功率、功因，直流输出的电压、电流、功率和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。7.单片机的三个I/O 口设置成110时，为直流输入，直流输出的电源通讯协议单片机接收直流输入的电压、电流，直流输出的电压、电流，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量的运算后经显示器显示直流输入的电压、电流、功率，直流输出的电压、电流、功率和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换
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寸/ ο8.单片机的三个I/O 口设置成111时，为直流输入，交流输出的逆变电源通讯协议单片机接收直流输入的电压、电流，交流输出的电压、电流、频率、相位，同时还接收电源装置的工作状态信息。单片机对这些接收量的运算后经显示直流输入的电压、电流、功率，交流输出的电压、电流、功率、功因和电源的效率，及电源装置的工作状态；同时将所有的信息转换成RS485通讯协议和外部上位机进行通讯，并接收上位机的控制操作指令(开关机或转换等)。本实用新型的实施方式不限于此，在本实用新型上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本实用新型内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种用于电源装置的多功能监控显示装置，其特征在于它包括单片机、用于与电源装置的信息端口进行工作状态信息传输通讯的RS232通讯单元、用于232电平与485电平转换的RS232/485转换器、用于显示电源装置监控状态的触摸屏显示器、用于人机对话操作的输入键盘、用于发出电源装置的故障报警信号的报警单元、用于通信协议设置的拨码开关，所述RS232通讯单元、RS232/485转换器、显示器、输入键盘、报警单元、拨码开关的接口分别与单片机的相应接口相连；所述RS232通讯单元将电源装置的工作状态信息输入单片机，由单片机根据拨码开关及输入键盘的设置信号，控制显示器显示及控制报警单元报警，同时单片机输出电源装置的工作状态信息、拨码开关及输入键盘的设置信号至RS232/485转换器转换后与外部上位机通讯。
2.根据权利要求I所述的用于电源装置的多功能监控显示装置，其特征在于所述报警单元包括LED指示灯和蜂鸣器，所述单片机具有相应报警控制端分别连接控制LED指示灯和蜂鸣器。
3.根据权利要求2所述的用于电源装置的多功能监控显示装置，其特征在于所述单片机还包括用于在线调试的在线调试接口。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于电源装置的多功能监控显示装置，其特征在于所述多功能监控显示装置还包括用于存储电源装置的故障时工作状态信息的存储器，所述单片机具有I2C总线接口，单片机通过I2C总线接口与存储器连接通讯。
5.根据权利要求4所述的用于电源装置的多功能监控显示装置，其特征在于所述单片机具有用于输出所述多功能监控显示装置的工作状态的信号的信号输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电源装置的多功能监控显示装置，它包括单片机、RS232通讯单元、RS232/485转换器、显示器、输入键盘、报警单元、用于通信协议设置的拨码开关，所述RS232通讯单元、RS232/485转换器、显示器、输入键盘、报警单元、拨码开关的接口分别与单片机的相应接口相连；所述RS232通讯单元将电源装置的工作状态信息输入单片机，由单片机根据拨码开关及输入键盘的设置信号，控制显示器显示及控制报警单元报警，同时单片机输出电源装置的工作状态信息、拨码开关及输入键盘的设置信号至RS232/485转换器转换后与外部上位机通讯。本实用新型可兼容多种通讯协议，实现对多种电源装置的监控。
文档编号G01R31/40GK202758055SQ20122041347
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者张延胜, 潘世高, 黄敏 申请人:佛山市柏克新能科技股份有限公司