基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，属于电力系统继电保护领域。
【背景技术】
[0002]当前，我国的煤矿生产已经逐步的实现了电气化，继电保护装置是井下供电系统中一种防止发生事故的自动装置，是保证电力系统安全可靠运行不可缺少的重要设备。当电力系统中的某一处发生接地和短路故障时，或者不正常运行对系统的其它部分产生不良影响时，继电保护装置能迅速准确检测出不正常状态，发出指令或信号，将这部分从系统中切除，或使值班人员采取必要措施，避免事故的进一步恶化。
[0003]传统的煤矿通信链路是构建在有线电缆通信的基础上，硬件投入成本、运行成本和维护成本都会很高。而无线传感网络技术的不断进步，为解决传统的弊端提供新的条件。新一代ZigBee无线传感网络技术以其低成本、低功耗、网络容量大、组网自适应强等优点，被广泛应用于各个工业场合；将ZigBee技术应用于煤矿继电保护定值系统中，可以极大地增强系统可靠性和灵活性，具有安装方便，可靠性高，成本低等优点。
【发明内容】
[0004]为了满足煤矿继电保护的快速性、可靠性和安全性，本实用新型提供了一种采用ZigBee无线传输网络的煤矿继电保护定值无线传输装置，该装置适用于煤矿井下，并具有成本低、安装方便、数据传输可靠、又符合煤矿安全规范要求的特点。
[0005]本实用新型的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，主要包括了上位机端，通信单元和保护器单元，如附图1所示；其中上位机端和通信单元通过光纤连接进行信号传输，通信单元和保护器单元通过ZigBee无线网络进行信号传输。
[0006]进一步地，所述上位机端包含上位机和第一光电转换装置，上位机连接第一光电转换装置。
[0007]所述通信单元包含DSP控制器、第二光电转换装置和无线发射模块，第二光电转换装置连接DSP控制器，DSP控制器输出端连接无线发射模块。
[0008]所述保护器单元包含中央处理器、无线接收模块、存储器、按键、显示电路和报警电路，无线接收模块连接中央处理器，中央处理器连接报警电路，中央处理器连接显示模块，按键连接中央处理器，中央处理器还连接存储器。
[0009]附图2所述的第一光电转换装置包含依次相连的传输编码器、第一电平转换器和光纤发送器。
[0010]附图3所述的所述第二光电转换装置包含依次相连的光纤接收器、第二电平转换器和接收解码器。
[0011]作为优选，DSP控制器采用TMS320c62xx型DSP处理器。
[0012]作为优选，报警电路采用声光报警电路。
[0013]作为优选，ZigBee无线发射模块和无线接收模块采用MC13224芯片。
[0014]作为优选，中央处理器采用ARM7TDMI芯片。
[0015]作为优选，存储器采用基于EEPROM的DS2432芯片。
[0016]本实用新型的有益效果:在进行煤矿数据传输时采用ZigBee无线通信技术，可以使用无线设备传输信号，减少了线路建设的资金投入和施工周期，并且可以有效解决因为受到井下现场恶劣环境的影响，造成的系统通信故障阻碍信息的快速有效传输，同时可以很好地解决有线通信方式布线难度大、成本高、不易维护和升级的问题，具有较高的组网灵活性和传输可靠性；通信单元的信息通过光纤传输信号，可以有效避免井下的电磁干扰。
[0017]在使用本实用新型时，将上位机中的定值送入第一光电转换装置，第一光电转换装置将信号经由传输编码器并输出至第一电平转换器进行电平转换，转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号后输入光纤准备传送数据，通信单元的第二光电转换装置中的光纤接收器将输入的光信号转换成电信号输入至第二电平转换器，进而将输入的电信号转换成普通的电平信号，并将该普通电平信号输入至接收解码器送入DSP控制器，DSP控制器将此信号通过无线发射模块发射出去，通过ZigBee无线网络进行传输，保护器单元中的无线接收模块接收到信号以后，送入中央处理器，中央处理器对信号进行处理然后存入存储器，通过按键电路能够对存储在存储器中的继电保护定值进行查询，查询结果可在显示模块中显示；当线路发生短路时，短路电流值会超过预先设置的定值时，保护器单元的中央处理器驱动报警电路报警。
【附图说明】
[0018]图1为传输装置的系统原理框图；图2为第一光电转换装置；图3为第二光电转换
目.ο
【具体实施方式】
[0019]附图1所示的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置系统原理框图，包括了上位机端、通信单元和保护器单元，上位机端和通信单元通过光纤连接进行信号传输，通信单元和保护器单元通过ZigBee无线网络进行信号传输；所述上位机端包含上位机和第一光电转换装置，上位机连接第一光电转换装置；所述通信单元包含DSP控制器、第二光电转换装置和无线发射模块，第二光电转换装置连接DSP控制器，DSP控制器输出端连接无线发射模块；所述保护器单元包含中央处理器、无线接收模块、存储器、按键电路、显示电路和报警电路，无线接收模块连接中央处理器，中央处理器连接报警电路，中央处理器连接显示模块，按键连接中央处理器，中央处理器还连接存储器。
[0020]进一步地，附图2所述的第一光电转换装置包含依次相连的传输编码器、第一电平转换器和光纤发送器。附图3所述的第二光电转换装置包含依次相连的光纤接收器、第二电平转换器和接收解码器。
[0021]作为优选，DSP控制器采用TMS320c62xx型DSP处理器。
[0022]作为优选，报警电路采用声光报警电路。
[0023]作为优选，ZigBee无线发射模块和无线接收模块采用MC13224芯片。
[0024]作为优选，中央处理器采用ARM7TDMI芯片。
[0025]作为优选，存储器采用基于EEPROM的DS2432芯片。
[0026]本实用新型的有益效果:在进行煤矿数据传输时采用ZigBee无线通信技术，可以使用无线设备传输信号，减少了线路建设的资金投入和施工周期，并且可以有效解决因为受到井下现场恶劣环境的影响，造成的系统通信故障阻碍信息的快速有效传输，同时可以很好地解决有线通信方式布线难度大、成本高、不易维护和升级的问题，具有较高的组网灵活性和传输可靠性；通信单元的信息通过光纤传输信号，可以有效避免井下的电磁干扰。
[0027]在使用本实用新型时，将上位机中的定值送入第一光电转换装置，第一光电转换装置将信号经由传输编码器并输出至第一电平转换器进行电平转换，转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号后输入光纤准备传送数据，通信单元的第二光电转换装置中的光纤接收器将输入的光信号转换成电信号输入至第二电平转换器，进而将输入的电信号转换成普通的电平信号，并将该普通电平信号输入至接收解码器送入DSP控制器，DSP控制器将此信号通过无线发射模块发射出去，通过ZigBee无线网络进行传输，保护器单元中的无线接收模块接收到信号以后，送入中央处理器，中央处理器对信号进行处理然后存入存储器，通过按键能够对存储在存储器中的继电保护定值进行查询，查询结果可在显示模块中显示；当保护器单元检测到当前电流值超过预先设置的定值时，驱动报警电路报警。
[0028]上面所述的实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，在不脱离本实用新型的设计前提下，对本实用新型的技术方案做出的改进，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:包含了上位机端，通信单元和保护器单元，其中上位机端和通信单元通过光纤连接进行信号传输，通信单元和保护器单元通过ZigBee无线网络进行信号传输。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述上位机端包含上位机和第一光电转换装置，上位机连接第一光电转换装置。3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述通信单元包含DSP控制器、第二光电转换装置和无线发射模块，第二光电转换装置连接DSP控制器，DSP控制器输出端连接无线发射模块。4.根据权利要求1所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述保护器单元包含中央处理器、无线接收模块、存储器、按键、显示电路和报警电路，无线接收模块连接中央处理器，中央处理器连接报警电路，中央处理器连接显示模块，按键连接中央处理器，中央处理器还连接存储器。5.根据权利要求2所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述第一光电转换装置包含依次相连的传输编码器、第一电平转换器和光纤发送器。6.根据权利要求3所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述第二光电转换装置包含依次相连的光纤接收器、第二电平转换器和接收解码器。7.根据权利要求3所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:作为优选，DSP控制器采用TMS320C62xx型DSP处理器。8.根据权利要求3所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:作为优选，ZigBee无线发射模块采用TI公司的MC13224芯片。9.根据权利要求4所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:所述报警电路采用声光报警电路。10.根据权利要求4所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:作为优选，ZigBee无线接收模块采用TI公司的MC13224芯片。11.根据权利要求4所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:作为优选，中央处理器采用ARM7TDMI芯片。12.根据权利要求4所述的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，其特征在于:存储器采用基于EEPROM的DS2432芯片。
【专利摘要】本实用新型提供的基于ZigBee的煤矿继电保护定值无线传输装置，包含上位机端、通信单元和保护器单元，上位机端包含上位机和第一光电转换装置，通信单元包含DSP控制器、第二光电转换装置和无线发射模块，保护器单元包含中央处理器、无线接收模块、存储器、按键电路、显示电路和报警电路，上位机端和通信单元通过光纤连接进行信号传输，通信单元和保护器单元通过ZigBee无线网络进行信号传输。本实用新型通过ZigBee无线传感网络代替矿用电缆通信，其特点是安装方便、可靠性高、低成本、网络容量大。
【IPC分类】G08C23/06, G08C17/02, H02H1/00
【公开号】CN205081451
【申请号】CN201520808578
【发明人】王新良, 靳翔, 任航
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月20日