0 引言

開關(guān)柜一般有斷路器(負(fù)荷開關(guān))、隔離刀閘、接地刀閘等一次開關(guān)設(shè)備。在運行或調(diào)試中，監(jiān)測這些一次開關(guān)設(shè)備狀態(tài)是至關(guān)重要的。在傳統(tǒng)的開關(guān)柜上，一般使用信號燈來指示這些狀態(tài)的，這樣做顯示不直觀，且接線不方便。開關(guān)柜智能測控裝置將一次設(shè)備狀態(tài)顯示與開關(guān)柜的一次方案圖相結(jié)合，LED顯示器件置于一次方案圖中設(shè)備符號所處位置，電路狀態(tài)一目了然，生動直觀，如圖1所示。

同時集成的高壓帶電顯示、自動溫濕度控制、電參數(shù)測量功能使開關(guān)柜盤面簡潔大方，降低二次接線工作量。

1 硬件設(shè)計方法

1.1 設(shè)計平臺

 *處理器采用Freescale公司的*款基于高度節(jié)能型S08核的器件MC9S08AW32高性能單片機，該單片機片上資源豐富，支持BDM片上調(diào)試功能，片內(nèi)集成看門狗電路，抗*力突出，具有業(yè)內(nèi)*的EMC性能。CPU總線頻率zui高可達(dá)20MHz，zui高運行速率可達(dá)40MHz。豐富的片上資源：32KB在線可編程FLASH存儲器，內(nèi)部時鐘發(fā)生器，帶有2個可編程定時器，豐富的I/O口：雙SCI口，SPI、I2C等接口，極大的方便了硬件的擴展。

1.2 設(shè)計框圖

裝置硬件電路設(shè)計框圖如下，整個系統(tǒng)以MC9S08AW32為核心，按功能可劃分為*處理單元、電源模塊、電壓電流采樣及運算、開關(guān)量控制模塊、溫濕度采集模塊、人機交互模塊、通訊模塊等。

1.3 部分電路

 1.3.1 *處理單元

 *處理單元電路圖如圖3所示，CPU對采樣信號進(jìn)行處理計算，根據(jù)測量得到的電流、電壓、溫濕度值與預(yù)先設(shè)定的各種保護數(shù)值進(jìn)行對比，由此來判斷開關(guān)柜的電壓電流是否正常、溫濕度狀況是否正常，若不正常則輸出相應(yīng)的告警信息。外部擴展了鐵電存儲器，用于存儲一些重要的參數(shù)，即使以后升級程序也不會丟失先前的重要數(shù)據(jù)。

1.3.2 開關(guān)量控制模塊

開關(guān)量控制模塊包括開關(guān)量輸入和告警輸出，其電路圖如圖4所示。開關(guān)量輸入經(jīng)光電耦合接入CPU；告警由GPIO口經(jīng)光電耦合器連接到繼電器輸出。開關(guān)量輸入設(shè)有8路，依次對應(yīng)一次圖中的斷路器合、斷路器分、手車工作位置、手車試驗位置、接地刀位置以及彈簧儲能指示，其余預(yù)留。開關(guān)量輸入對應(yīng)一次圖可編程設(shè)置。開關(guān)量輸出設(shè)有6路，依次輸出加熱器1、加熱器2、風(fēng)扇、告警、照明、閉鎖的狀態(tài)。