下载文档原格式
![双电源自动切换控制器说明书(CN B44 2011[1].06.13)](https://img.taocdn.com/s1/m/e44d471b866fb84ae45c8d40.png)
NA1系列双电源自动切换控制器概述产品型号及含义正常工作条件和安装条件性能特点断路器型号、规格Page 01 Page 02 Page 02主要技术参数故障切换过程外形及安装尺寸工作原理安装与调试二次接线图订货须知Page 02 Page 02 Page 04Page 12Page 12Page 15Page 19 Page 01 Page 01目录1 概述NA1系列自动电源转换开关（简称NA1）主要由两台NA1系列万能式断路器、机械连锁及双电源转换控制器等组成，适用于频率50Hz，额定工作电压400V的两路三相四线制电网中。
如高层建筑、医院、商场、银行、消防、化工、冶金等不允许断电的一类负荷，部分二类负荷完成双回路供电系统的电源自动转换，从而保证重要用户供电的可靠性。
本系列产品符合GB14048.2和GB/T 14048.11标准。
2 产品型号及含义N A 1 - □双电源控制器功能代号：R－电网转电网，自投自复型S－电网转电网，自投不自复型（试制中，暂不供货）F－电网转发电，自投自复型企业设计序号企业万能式断路器代号企业特征代号3 正常工作条件和安装条件3.1 周围空气温度：上限值不超过＋40℃；下限值不低于－5℃；24h内的平均值不超过+35°环境温度低于-5℃时，订货时需要特殊注明。
环境温度超过+40℃时，需按照NA1万能式断路器使用说明书第3页2.3条款要求进行降容使用。
3.2 极限大气条件按照NA1万能式断路器使用说明书第1页1.3c条款要求。
3.3 安装地点：安装地点的海拔高度不超过2000m。
安装地点海拔高度超过2000m时，需按照NA1万能式断路器使用说明书第3页2.3条款要求进行降容使用。
3.4 污染等级为3级。
3.5 安装类别为IV类。
3.6 主回路的使用类别为AC－33B，电动机负载或混合负载。
3.7 安装条件：双电源系统的两台NA1万能式断路器在相邻的两个配电柜中进行水平安装，两台断路器 左侧板之间的最大距离不超过1.5m，两台断路器之间安装钢缆连锁进行连锁。
浙江科技学院学报,第19卷第4期,2007年12月Journal of Zhejiang University of Science and Technology Vol.19No.4,Dec.2007收稿日期:2007209205基金项目:浙江省科技计划重点资助项目(2006C21023)作者简介:项新建(1964— ),男,浙江永康人,教授,硕士,主要从事智能控制技术和装备研究。
双电源自动切换系统的设计项新建,胡剑挺(浙江科技学院自动化与电气工程学院,杭州310023)摘 要:双电源供电系统的自动切换是一个实时性和可靠性要求很高的控制系统。
针对不间断供电的需求,运用采样、比较的工作原理和方法,提出了一种以P89c591微控制器为主控芯片的双电源供电自动切换系统的智能优化解决方案。
根据不同的情况实现对电源故障状况的准确判断和快速切换,完成主、备电源间转换,以保持供电的连续性。
文中给出了系统硬件电路框图和软件流程及试验结果。
关键词:双电源供电;自动切换;智能控制中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:167128798(2007)0420277204Design of Double Pow er Supply Autom atic Switch SystemXIAN G Xin 2jian ,HU Jian 2ting(School of Automation and E lectrical Engineering ,Zhejiang University of Science and T echnology ,Hangzhou 310023,China )Abstract :Double 2power supply automatic switch system requires high reliability and real 2time.According to need of non 2stop supplying ,an intelligent optimized scheme of double 2power supply automatic switch system is p ropo sed wit h microcont roller P89c591as main chip by sampling and comparing in t his system.System permit s users to have different settings according to distri 2bution network and load conditions ,to switch main power to reserve power according to different breakdowns.So t he continuity of power supply is ensured by correct evaluation and fast switch of power source conditions.System hardware diagrams ,software procedures and test result s are pro 2vided in t he paper.K ey w ords :double 2power supply ;automatic switch ;intelligent cont rol 作为对连续供电的一种保障,双电源自动切换开关电器(A TSE )已广泛应用于各种重要的场所,如电梯、消防、地铁、医院、邮电通讯、电视台、工业流水线等。
发明专利申请模版：发明名称一种用于双电源系统的控制方法及装置摘要：一种用于双电源系统的控制方法及装置，所述系统包括框架式断路器（或交流接触器）和继电控制装置，所述方法包括以下步骤：1）工作电源有电，自动投入工作电源；2）工作电源失电或断相，当备用电源正常带电时，自动切换到备用电源供电；当备用电源不正常时，工作/备用电源开关保持失电前状态；3）工作电源恢复正常供电，自动切换回工作电源供电。
本方法及装置价格低廉、故障率低、可靠性高、调试及维修简便的，适用于与通用框架式断路器或交流接触器（固定式或抽屉式安装）组合构成备用电源自动投入装置的控制装置。
说明：本装置尤其适用于柴油发电机作备用电源的切换控制。
当工作电源故障时，待备用电源柴油发电机启动正常后自动切换到柴油发电机供电；当工作电源恢复正常时，自动切换回工作电源供电。
技术领域：本发明属于双电源系统控制领域，具体涉及一种用于双电源系统的控制方法及装置。
背景技术：采用明备用接线方式的MCC，正常情况下，由工作电源供电，当工作电源因故障被断开后，自动切换至备用电源供电。
随着电子技术在电源控制领域的深入应用，各厂家开发了大量基于MCU作为控制单元的双电源自动转换开关及双电源智能切换控制器，其产品价格昂贵、故障率较高，维护成本较高。
尤其双电源智能切换控制器，产品价格一般1万多元一台，一旦故障，一般需整台更换。
为此，有必要提供一种价格低廉、故障率低、可靠性高、调试及维修简便的，适用于与通用框架式断路器或交流接触器（固定式或抽屉式安装）组合构成备用电源自动投入装置的控制装置。
发明内容：为提供一种价格低廉、故障率低、可靠性高、调试及维修简便的，适用于与通用框架式断路器、交流接触器等电气元件组合构成备用电源自动投入装置的控制装置，本发明的技术方案如下：1）工作电源有电，自动投入工作电源。
说明1：只要工作电源“L1、L2、L3”有电，中间继电器“Kn2、Kn3”线圈带电，其接点“Kn2、Kn3”闭合使中间继电器“K”线圈带电。
双电源智能控制器的设计
摘要：详细介绍了一种以STM32ZET6为主控芯片的双电源智能控制器，介绍了系统的组成部分和功能，并
分别从硬件和软件设计两个方面说明了系统的工作原理。
这种智能控制器具有较高的实用价值，实现对市
电和发电机组的实时监控，能够保证连续可靠地供电。
关键字：双电源；STM32；自动监测
0 引言
随着科技的进步，人民生活越来越趋向于自动化和智能化，比如智能工厂、自动生产、智能物流，各个环节的安全运作都需要一个良好的电源供应。
因此各行各业对电能的质量要求都越来越高，对供电的可靠性、安全性、连续性提出了越来越高的要求，很多场合需要采用双电源来保证供电的可靠性和连续性。
例如商场、银行、医院、通信部门、交通部门以及国防军事等部门都要求能连续不间断地安全供电。
本文采用了32位微控制器，能够实现对于发电机组控制器实时性以及精确控制的需求。
采用了电能测量专用芯片，能够测试出发电机组的相电压、相电流、有功功率、无功功率等参数。
此外还具备丰富的通信接口，可以支持RS232，RS485、CAN通信，能够适应大多数工业控制联网的需求。
并且还加入以太网的控制，对于发电机组的互联互通以及远程监控提供了解决途径。
9路可编程继电器的输出，可以灵活设置对于外设控制的选择。
8路数字量的输入接口，可以对发电机组的控制提供扩展功能。
最后，大容量SD卡可以记录发电机组的运行状态以及参数。
显示屏选用了4.2寸的TFT触摸显示屏，能够提供更加友好的人机交流界面。
1 硬件设计
硬件框图如图1所示。
图表 1硬件框图
1.1单片机的选择
本文采用了STM32F103ZET6芯片，是一种嵌入式芯片，内置高速存储器(高达512K字节的闪存和64K字节的SRAM)，集成了两路高级定时器和12位的AD[1],丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C接口、3个SPI接口、2个I2S接口、1个SDIO接口、5个USART 接口、一个USB接口和一个CAN接口。
由于其拥有的丰富的内置资源，已经成为一种较高速的新型处理器，我们采用其作为主控芯片，也使得我们的控制器更高
效精确。
1.2三相电检测电路
为了更加精准的实现对电源的相电压、相电流、频率、相位、有功功率和无功功率的监测，我们采用了电能计量专用芯片ATT7022EU，集成了六路二阶sigma-delta ADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。
电流检测电路，采用双端差分信号输入，将三相电流分别通过电流互感器，以2000：1的比例降低之后，送入ATT7022EU芯片的电流信道。
由于检测的是市电，干扰比较严重，所以增加了隔离滤波电路，电路图如图2所示。
图表 2电流检测电路
电压检测电路，将三相电压按1000：1的比例经过降压以及滤波后，将采样电压送入ATT7022EU芯片的电压信道。
电路图如图3所示。
图表 3电压检测电路
1.3通信模块设计
随着通信技术的飞速发展，智能控制器与其他设备之间的数据通讯是必不可少的，而双电源智能控制器作为一种新型控制装置，拥有完善的通信功能才能使其成为名副其实的智能装置。
常见的标准异步串行总线接口有RS232和RS485标准总线接口。
RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。
采用单端通信，共模抑制能力差，其传输距离最大约为15M，最高速率为20KBPS，且其只能支持点对点通信。
RS-485采用二线差分平衡传输技术，结构简单、抗干扰能力较强，但目前来看，其总线效率低、系统实时性差、通讯可靠性低、后期维护成本高、网络工程调试复杂、传输距离不理想[2]。
针对这些局限性，我们引入了起源于汽车工业的现场总线CAN通信，它作为一种多主方式的串行通信总线，实时性强、抗电磁干扰能力强且成本低有较高的经济效益，还有较远的传输距离，可以更好的保证通信的准确性和高效性。
但由于目前很多采用RS-485的设备仍在延用，因此我们保留了RS-485通信接口。
并通过RS-232与上位机相连，以灵活的实现对各个通信节点的控制和配置，并实时了解通信结果和状态。
1.4继电器设计
直流继电器采用ULN1003A芯片作为继电器驱动芯片，是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片，能够同时驱动7个继电器，工作稳定可靠。
继电器电路如图4所示。
图表4继电器电路
当检测到异常情况时，单片机输出的M信号是高电平，发光二极管不亮，光敏三极管处于截止状态，B信号均为高电平，输入到ULN1003A芯片，使得C端输出低电平，电磁铁导通，继电器闭合，反之，光耦三极管导通，继电器处于断开状态。
2 软件设计
控制器的功能主要是检测参数并显示在触摸屏，通过触摸屏对控制器的内部参数进行设置，并且控制双电源的切换。
程序主要采用C语言和STM32的库函数编写，控制器的软件控制市电切换到发电机发简易电流程如图5所示。
3 结束语
本文介绍的双电源控制器能准确检测并处理供电故障，保证供电可靠连续及保障用电安全，此外，其还具有如下优点：
1、实时监测市电参数，一旦发生异常情况，立即进行电源的自动切换，以保护相关设备运行安全，避免发生意外，造成损失。
2、实时监测发电机组运行参数，调节发电机组运行状态，为发电机组的安全运行保驾护航。
图表5软件设计流程图
3、利用CAN总线实现多台设备之间的连接以及诊断信息输出。
4、有LED显示屏，使得人机交互更加清晰。
5、采用ATT7022EU电能计量专用芯片，功能丰富，精度高。
参考文献：
[1] 周江.STM32单片机原理及硬件电路设计研究[J].数字技术与应用.2015（11）.
[2] 张海艳.RS232/485与CAN总线协议转换器的研究与设计[D].大连：大连海事大学.2008.。
