[发明专利]一种智能断路器通信组网系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能断路器领域，具体地涉及一种基于Modbus总线的智能断路 器通信组网系统。

背景技术

断路器作为低压配电的基础元件，负责电能的分配、传输以及用电设备的 保护控制等，对电力系统的可靠运行起着举足重轻的作用；随着智能电网及工 业自动化应用的深入，断路器除了具备传统功能之外，还需实现实时电能质量 监测、运行状态监控、动态配置及分级保护等功能，因此对智能断路器通信功 能提出了高速、双向、实时、集成的技术要求，而当前智能断路器在长期的实 际运行中表现出传输速度低、实时性差、配置扩展性不好等缺点，制约了断路 器的监控与保护功能及应用范围。

智能型电器的通信功能好坏直接关系到整个配电与控制系统能否稳定、可 靠运行，Modbus协议是一种工业控制系统串行通信协议，由于其简单可靠，得 到了众多硬件厂商的支持。虽然现在也出现一些采用Modbus总线进行通信的新 型智能断路器，如公开专利：CN202102988U，其可以通过Modbus总线实现多个 智能断路器联网通信，组成智能供配电系统，使低压配电、控制系统的调度、 操作和维护实现远程监控。但其通信系统的传输速度、稳定性、实时性差、配 置扩展性还是不够理想，影响了断路器的监控与保护功能及应用范围。

发明内容

本发明目的在于为解决上述问题而提供一种通信稳定、传输速度快、数据 交互实时性好、抗干扰能力强、置扩展性好的智能断路器通信组网系统。

为此，本发明公开了一种智能断路器通信组网系统，包括远程监控端、 RS485/232转换器、Modbus通信模块、Modbus总线和智能断路器，所述RS485 /232转换器作为远程监控端与Modbus总线的接口，完成Modbus总线数据电平 与RS232接口电平的转换，所述智能断路器包括断路器本体和智能控制器，负 责现场线路状态的监测和进行分断或闭合操作，并通过通信接口与所述Modbus 通信模块进行数据交互，所述Modbus通信模块通过Modbus总线经RS485/232 转换器与远程监控端通信连接。

进一步的，所述智能控制器包括微控制器、变换器、模拟信号调理电路、 A/D转换器、数字量测量隔离电路、数字接口电路、时钟电路、人机接口管理单 元、键盘电路、显示与报警电路、打印接口电路、数字输出及驱动与隔离电路 和RS232/RS485接口电路，所述变换器的输入端接电信号，输出端依次通过模 拟信号调理电路和A/D转换器与微控制器连接，所述数字量测量隔离电路的输 入端接数字信号，输出端通过数字接口电路与微控制器连接，所述键盘电路、 显示与报警电路和打印接口电路分别通过人机接口管理单元与微控制器连接， 所述时钟电路、数字输出及驱动与隔离电路和RS232/RS485接口电路分别与微 控制器连接，所述数字输出及驱动与隔离电路的输出端接断路器本体的控制输 入端。

进一步的，所述Modbus通信模块与智能控制器的接口采用带屏蔽的RJ45接头，其接口电路包括RS485收发器、共模扼流圈、TVS二极管D6、D7和D8、电阻R4和电阻R5，所述RS485收发器的型号为SN65HVD22，所述RS485收发器的端口A和通过共模扼流圈与485总线连接，所述TVS二极管D6、D7和D8接在485总线与地之间，所述RS485收发器的端口D和R与智能控制器的微控制器的通信端连接，所述RS485收发器的端口DE和与智能控制器中的微控制器的控制输出端连接，所述电阻R4接在RS485收发器的端口A和电源之间，所述电阻R5接在RS485收发器的端口与地之间。

更进一步的，所述电阻R4和R5的阻值均为560Ω。

进一步的，所述Modbus通信模块包括电源转换电路、RS485通信接口电路、 地址编码器、状态指示灯和MCU处理器，所述电源转换电路实现24V至5V的直 流供电转换，为MCU处理器和其它外围芯片提供稳定的电源，所述地址编码器 提供Modbus通信模块硬件地址，所述MCU处理器通过RS485通信接口电路分别 与远程监控端和智能断路器进行通信连接，所述状态指示灯用于Modbus通信模 块的电源、网络通信状态和故障指示。