專利名稱：儀表總線通信網絡主站接口電路裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，具體地說是一種儀表總線通信網絡主站 接口電路裝置，用于儀表總線通訊網絡中的主站接口電路，進行計量儀表遠 程讀抄。
技術背景隨著我國水、電、氣等各種計量儀表的發(fā)展趨勢，對配電自動化與集中 抄表的要求己日益迫切，儀表總線通訊網絡技術已經廣泛用于電路設計中。 目前已有的儀表總線接口電路裝置中，調制電路基本使用運算功率放大器來 調制信號，但是運算功率放大器在使用時，普遍存在功率消耗火，發(fā)熱嚴重， 電路結構復雜且不易調試，易損壞電路。目前的總線保護電路，有的僅僅采 用壓敏電阻等單一的電器元件作為電路的保護裝置，當計量終端出現故障時， 3致裝置失效，不能自我恢復，必須進行逐點查找排障。有的裝置雖然釆用 了復雜的專用保護電路，但是成本高，實時性差。因此加入可自動恢復的過 流和過壓保護電路是必須考慮的。 實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述已有技術的不足，提供一種儀表總線 通信網絡主站接口電路裝置，以達到在儀表總線下行數據傳輸中具有波形失 真小，低功耗，負載能力強的效果，并具有過載、短路保護及自動恢復功能， 使其在水、電、氣、熱等計量儀器遠程抄、讀領域中廣泛應用。本實用新型的技術方案是在現有技術的基礎上，更合理設計各模塊的 電路組成和選擇元件，有機的將他們連接組成本實用新型儀表總線通信網絡 主站接口電路裝置。具體地說，該裝置包括電源主站電路、電平轉換電路和 特別設計的調控電路和保護電路。調控電路包括調控開關和控制轉換電路， 保護電路包括采樣電阻、延時自恢復電路和保護丌關電路；丄站電源'U路由 220伏交流電源供電工作，由它轉變的直流電壓分別送給調控電路和本裝置的 各部分電路作為工作電壓；PC機輸出的控制信號經過電平轉化電路轉換成調 控電路需要的控制信號，傳送給控制轉換電路控制調控開關工作；調控電路 把調制的信號經保護電路將信號加載在一條總線上。上述的儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，所說的調控電路由控制轉換 電路和調控開關組成?？刂妻D換電路包括三極管和若干電阻；調控開關為兩 個由可控開關構成的單刀單擲開關，兩個開關的一端分別連接由主站電源電 路送來的兩個不同的直流電壓，另一端與保護電路連接。上述的儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，所說的保護電路由采樣電 阻、延時自恢復電路和保護開關電路組成；延時自恢復電路由二極管、時基 電路以及外圍的阻、容元件組成。保護開關電路由可控開關、比較放大器、 三極管以及若干電阻、電容元件組成。采樣電阻串聯于總線BUS-與地線之間。保護開關電路串聯在調控開關與BUS+總線之間，接收調控開關送來的信號。采樣電阻具有電流/電壓變換功能，將流過采樣電阻的電流信號轉換為與之成 比例的電壓信號，傳送給比較放大器進行放大，經時基電路和三極管，控制 可控開關的接通或關斷。 本實用新型與同類技術相比具有的優(yōu)點1. 本實用新型采用了以調控電路為主體的開關調制接口電路，具有低功 耗，結構簡單，波形失真小，帶負載能力強的功能。2. 本實用新型采用了串聯型自恢復保護電路，它具有保護動作靈敏，安全可靠，運行功耗低，可自行恢復，不怕短路的優(yōu)點，很好的解決了儀表總線接口正常使用的保護要求。


圖1是本實用新型組成的方框圖圖2是本實用新型的電路原理圖具體實施方式
參照圖l，本實用新型由電源主站電路、電平轉換電路、調控電路和保護 電路組成。調控電路包括調控開關和控制轉換電路，保護電路包括采樣電阻、延時自恢復電路和保護開關電路。電源主站電路由220v交流電源供電工作， 它負責供給本實用新型組成的各電路工作所需要的5V直流電壓，同時提供兩 路39V和24V的直流電壓經輸出端子TU1和TU2分別送給調控開關的兩個輸 入端子IN1和工N2上，調控開關的輸出通過保護電路與總線中的一根BUS+連 接。PC機發(fā)出的下行控制信號經過電平轉換電路送給調控電路，由其中的控 制轉換電路將傳來的控制信號轉換成調控開關需要的控制信號控制調控開關 進行工作，這樣，調控開關的輸出將根據控制信號的不同，接通或關斷調控 開關中的工N1或IN2，此時，便將IN1或IN2輸入端子上的電壓經保護電路傳 送到總線上。上述的過程若連續(xù)進行，PC機上發(fā)出的控制信號，就轉變成了
由電源主站電路的輸出端子TU2或TU1以高或低電平的形式，連續(xù)輸出到總線上的電壓信號。保護電路包括采樣電阻、延時自恢復電路和保護開關電路， 采樣電阻串聯在一路總線上，檢測通過采樣電阻上的電流是否過載，來確定 保護開關電路的通、斷工作狀態(tài)。如果沒有過載，保護開關電路接通，電壓 信號傳輸到總線上。參照圖2，它是本實用新型的電路原理圖。圖中的電平轉換電路為現有技術，沒有畫出，電源主站電路也是己有技術，電源主站電路僅畫出了兩個輸出端子TU1和TU2分別輸出的39V和24V的直流電壓。虛線框中為本實用新 型特別設計的部分電路。調控電路由控制轉換電路和調控開關組成，控制轉 換電路包括三極管Q1、 Q2和若干電阻，調控開關為兩個可控開關K1和K2， Kl和K2的一端分別連接39V和24V的直流電壓，另一端連接到一起后再接到 保護電路中的K3上。PC機輸出的下行控制信號經電平轉換電路轉化為對開關 K1和K2的電平控制信號?？刂菩盘枮楦唠娖綍r，三極管Q1導通，Q2截至， 開關K1吸合，開關K2斷開，39V電壓輸出接通；控制信號為低電平時，三極 管Q1截至，Q2導通，開關K1斷開，K2吸合，24V電壓輸出接通。如此，高 低變換的電平信號由電平轉換電路傳來時，調控電路控制開關Kl或K2不斷 導通或關斷，最終PC上的控制信號被調制為不同幅度的總線電壓信號，經保 護開關電路加載于BUS+上。保護電路包括采樣電阻Rll、延時自恢復電路和保護開關電路。延時自恢 復電路由二極管D1、時基電路U1以及外圍的阻、容元件與連線組成；保護開 關電路由可控開關K3、比較放大器A1、三極管Q3以及若干電阻、電容元件 組成。釆樣電阻Rll串聯于總線BUS-與電源地之間。電源主站電路向總線供 電時，供電電流流過采樣電阻Rll， Rll兩端電壓反映總線電流大小，比較放 大器A1將此電壓信號放大，并與其5腳的基準電壓值進行比較。當總線電流 小于規(guī)定值時，比較放大器6腳的輸入電壓小于設定的基準電壓值，比較放 大器輸出低電平。這時時基電路U1工作處于穩(wěn)態(tài)，其7腳輸出低電平，三極 管Q3導通，可控開關K3閉合，總線處于接通狀態(tài)，系統(tǒng)可正常工作。當總 線電流大于規(guī)定值時，比較放大器的輸出狀態(tài)反轉，觸發(fā)時基電路U1， Ul由 穩(wěn)態(tài)進入暫態(tài)，其管腳7輸出變?yōu)楦唠娖?，三極管Q3截止，開關K3斷開， 總線中沒有電流流過。時基電路U1延時若干時間后會自動回到穩(wěn)態(tài)，這時K3 接通。若此時過載故障未排除，保護電路會快速重新進入下一個保護循環(huán)，
權利要求1、一種儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，它包括電源主站電路、電平轉換電路，主站電源電路由220伏交流電源供電工作，由它轉變的直流電壓分別送給本裝置的各部分電路作為工作電壓，其特征在于還包括調控電路和保護電路；調控電路包括調控開關和控制轉換電路，保護電路包括采樣電阻、延時自恢復電路和保護開關電路；PC機輸出的控制信號經過電平轉化電路轉換成調控電路需要的控制信號，傳送給控制轉換電路控制調控開關工作；調控電路把調制的信號經保護電路將信號加載在一條總線上。
2、 根據權利要求1所述的儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，其特征 在于，所說的調控電路由控制轉換電路和調控開關組成；控制轉換電路包括 三極管(Ql)、 (Q2)和若干電阻；調控開關由兩個可控開關(Kl)和(K2) 組成，(Kl)和(K2)的一端分別連接由主站電源電路送來的39V和24V的直 流電壓，另一端與保護電路連接；
3、 根據權利要求1所說的儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，其特征 在于，所說的保護電路由采樣電阻(Rll)、延時自恢復電路和保護開關電路 組成；延時自恢復電路由二極管(Dl)、時基電路(Ul)以及外圍的阻、容元 件與連線組成；保護開關電路由可控開關(K3)、比較放人器(Al)、 二極管(Q3)以及若干電阻、電容組成；采樣電阻(R11)串聯于總線BUS-與地線之 間；保護開關電路串聯在調控開關與另一條總線之間，接收調控丌關送來的 信號；采樣電阻(R11)將測得反映流過它的電流大小的、(R11)兩端電壓信 號，傳送給比較放大器(Al)進行放大，經時基電路(Ul)和三極管(Q3)， 控制開關(K3)的接通或關斷。
專利摘要本實用新型公開了一種儀表總線通信網絡主站接口電路裝置，它涉及通信技術領域，其目的在于采用該裝置，以達到在儀表總線下行數據傳輸中具有波形失真小，低功耗，帶負載能力強的效果，并具有過載、短路保護和自動恢復功能。該裝置包括電源主站電路、電平轉換電路、調控電路和保護電路。調控電路由調控開關和控制轉換電路組成，保護電路由采樣電阻、延時自恢復電路和保護開關電路組成?？刂妻D換電路接收由PC機發(fā)出的控制信號控制調控開關工作；保護電路根據測得的負載電流是否過載，確定保護開關電路的通、斷。調控電路把調制的信號經保護電路加載在總線上實現下行通信。本實用新型用于儀表總線通訊網絡中的主站接口電路，進行計量儀表遠程讀抄。
文檔編號G06F13/42GK201045650SQ20072003186
公開日2008年4月9日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權日2007年5月24日
發(fā)明者李金玲, 郭永林 申請人:西安旌旗電子有限公司