微机式中央信号装置的应用

苏 杨

阿城继电器股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150302

0 引言

在电力系统中，由于微机技术的引进，使电力系统中的继电保护和自动控制技术产生了质的飞跃，一些新产品新技术的广泛应用，与旧有系统产生矛盾，如节能型光电信号的应用，与机电式（包括集成电路式）冲击信号继电器的矛盾，由于节能型光电信号装置工作电流小（一般不大于30mA），势必降低冲击信号继电器的启动电流，容易造成冲击信号继电器误动作。本文以我公司新开发的FXZ-1型微机闪光报警器为列，介绍微机技术在信号报警装置的应用。

1 微机闪光报警器的原理

FXZ-1型微机闪光报警器以单片机80C31为主控单元，配以专门的监控软件来实现对各种报警信号的管理与控制。报警器采用了模块化设计，它主要由主控单元、操作信号管理单元、输入开关量信号管理单元、输出开关量管理单元、闪光报警信号驱动单元、音响报警信号驱动单元、报警信号记忆单元以及软件看门狗和开关电源等构成。

下面介绍一下主要功能模块的工作原理。

1.1 主控单元，报警信号记忆单元和看门狗

主控单元主要由80C31芯片和监控程序存储器EPROM2764等构成，主控单元通过地址总线和数据总线与其它单元联系，配合监控程序对各个功能单元进行管理和控制。

报警信号记忆单元由一片62256数据存储器芯片构成，在报警器运行过程中存储一些重要数据和记忆报警信号；在报警器掉电时，62256芯片由附加的电池供电，从而保持其中的报警数据不会因掉电而丢失。

看门狗 由一片74LS123芯片构成，它与单片机一起工作，共同来实现软件看门狗的功能，一旦出现程序跑飞，看门狗立即发出复位信号，使单片机复位。

1.2 操作信号管理单元、输入开关量信号管理单元

操作信号管理单元和输入开关量信号管理单元用于管理操作信号和开关量信号，主要由光电耦合器构成信号输入回路，它们通过总线驱动器74LS245同地址总线和数据总线相连，将单片机无法识别的操作信号和开关量信号转换为可识别的数字信号，并同时起到信号隔离的作用，防止引入外部干忧信号。

1.3 输出开关量管理单元，音响报警信号驱动单元

输出开关量管理单元和音响报警信号驱动单元主要由达林顿阵列1413P和小中间HG4100构成，它们分别接于系统总线和单片机的P1.0和P1.1口，由此来实现主控单元对这两个单元的管理和控制。

1.4 闪光报警信号驱动单元

闪光报警信号驱动单元主要由达林顿阵列1413P构成，它通过光电耦合器以及总线驱动器与系统总线相连接，接收主控单元发送来的闪光报警信号，驱动光字牌发出闪光报警信号。

2 FXZ-1型微机闪光报警器的算法

目前在微机系统中，管理外部输入的方法大致有两种：一是中断法，二是查询法。

中断法就是利用系统中断来管理输入信号，即当外部有信号输入的同时，由外部输入设备发出中断信号，中断系统运行，进入输入信号管理子系统，由此来判别输入信号的类别。这种方法的优点在于可以提高系统工作效率，当微机系统在没有外部信号输入时，微机可以用来处理其他的工作，无须时刻监视输入信号，这对于一个大系统的设计应用是非常重要的。

查询法就是利用微机系统时刻监视输入信号 的工作状态，，由此来判别是否有信号输入以及输入信号的类别。这种方法的优点在于可以随时了解输入信号的状态，并且硬件原理实现简单，但由于程序时刻在查询输入状态，致使系统利用率相对降低，所以查询法不适合大型的微机系统，仅适用于一些小型系统。

FXZ-1型微机闪光报警器就是这样一个小型系统，它在处理输入信号时就采用了查询算法，虽然查询的系统利用率比较低，但由于硬件原理实现相对简单，这对于一个小型的微机系统是非常有利的。

FXZ-1型微机闪光报警器运行过程中，时刻在查询系统输入状态，根据输入信号的类别和系统设定状态来判别是否发出报警信号。

3 FXZ-1型微机闪光报警器的使用

FXZ-1型微机闪光报警器，可以与光字牌箱连体安装，也可以单独附于屏后安装。通过过渡引线与光字牌箱连接。该报警器可以同时输入32路动合或动断无源触点。当没有触点信号（动合触点闭合或动断触点断开）输入时，报警器处于等待状态；当有触点信号输入时，报警器在发出音响报警信号的同时，驱动对应的光字牌进行闪光报警。

3.1 触点输入方式的设定

输入 触点信号的动合或动断状态的选择可由主控板上的2号拨码开关进行设定。

3.2 双音双色的设定

光字牌有两种颜色可分别对应两种报警音响，从视觉、听觉上可明显区别事故信号与予告信号，音响设定可由主控板上3号拨码开关来控制，规定事故音响（音响2）对应红色 光字牌，予告音响（音响1）对应黄色光字牌。

3.3 自动确认时间的设定

有信号报警时如不按确认键，可自动确认，光字牌由闪光转平光，音响报警停止。自动确认的时间由控制器内主控板上的1号拨码开关控制，每调整一次拨码，必须重新加电启动。

3.4 各输入键的功能

3.4.1 试验键的功能

试验键用于检查各个出口的工作是否正常，按下试验键，音响1和音响2同时发出音响报警，所有光字牌全部闪光。

3.4.2 追忆键的功能

报警信号可追忆，按下追忆键，已报警的信号按其报警的先后顺序在光字牌箱上逐个闪亮（1s/每个），最多可记忆2000个信号，追忆中报警优先。

3.4.3 确认键的功能

确认键用于确认报警，在音响报警信号发出时，按下确认键，音响报警停止，对应光字牌闪光转为平光。

3.4.4 清除键的功能

按下清除键可清除报警器内的全部记忆信号。

4 结论

以上通过对FXZ-1型微机闪光报警器的介绍，展示了微机技术在继电保护中的广泛应用。微机技术在未来的时间里将会更加广泛和深入地在电力系统中的得到应用，继电保护产品也会因微机技术的应用更加走向成熟。

[1]陶然，熊为群主编.继电保护、自动装置及二次回路[M].中国电力出版社，2006.

[2]许敬贤，张道民.电力系统继电保护[M].北京电力出版社，1963.