CN102403170A - 受手机信号远程控制的断路器及远程控制断路器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路设备，公开了一种受手机信号远程控制的断路器及远程控制断路器的方法。本发明中，断路器包含用于接收表示脱扣或再扣的手机信号的控制器，该控制器将接收到的手机信号发送给断路器包含的智能模块，智能模块用于判断来自该控制器的信号的含义，该智能模块在判定信号表示脱扣时，向该断路器所包含的执行器输出驱动脱扣的信号，在判定信号表示再扣时，驱动执行器进行再扣。从而遥控自动实现断路器的再扣和脱扣。

Description

受手机信号远程控制的断路器及远程控制断路器的方法

技术领域

本发明涉及电路设备，特别涉及电路设备中的断路器。

背景技术

断路器是指切断电流的设备，就相当于水龙头，它控制的是水流，而断路器控制的是电流。主要用于对电路出现短路电流的保护，当电路中出现短路时，立即断开电路(即脱扣)，保护负载的安全。

目前，断路器的脱扣形式主要有过电流脱扣、欠电压脱扣、分励脱扣等。过电流脱扣还可分为过载脱扣和短路(电磁)脱扣，并有长延时、短延时、瞬时之分。

在目前的现有技术中，断路器主要是在通过液压或电磁电路感应到需要脱扣时，进行自动脱扣，以保护负载的安全。当断路器发生脱扣时(也可称为跳闸)，如果需要再扣，普遍采用的都是手动方式使断路器合闸(即再扣)。

然而，本发明的发明人发现，对于某些高自动化、需远程控制的场合，现有手动方式很难达到这种要求，且手动方式也存在一定的安全隐患。另外，在实际应用中，需要手动合闸的断路器在应用到隐蔽的环境或高处、远处等，也很难实现断路器的维护、诊断、负载脱落和能源分配控制等操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受手机信号远程控制的断路器及远程控制断路器的方法，能遥控自动实现断路器的再扣和脱扣。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种受手机信号远程控制的断路器，包含控制器、智能模块、执行器；

所述控制器用于接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的手机信号发送给所述智能模块；

所述智能模块用于判断来自所述控制器的信号所表示的含义，如果来自所述控制器的信号表示脱扣，则所述智能模块向所述执行器输出驱动脱扣的信号；如果来自所述控制器的信号表示再扣，则所述智能模块驱动所述执行器进行再扣；

所述执行器用于在收到来自所述智能模块的驱动脱扣的信号时，自动进行脱扣，在收到来自所述智能模块的对再扣的驱动时，配合所述智能模块完成再扣。

本发明的实施方式还提供了一种远程控制断路器的方法，包含以下步骤：

通过断路器所包含的控制器，接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的手机信号发送给所述断路器所包含的智能模块；

所述断路器所包含的智能模块判断来自所述控制器的信号所表示的含义，如果来自所述控制器的信号表示脱扣，则所述所述智能模块向所述断路器所包含的执行器输出驱动脱扣的信号；所述执行器在收到来自所述智能模块的驱动脱扣的信号时，自动进行脱扣；

如果所述智能模块判定来自所述控制器的信号表示再扣，则所述智能模块驱动所述执行器进行再扣；所述执行器在收到来自所述智能模块的对再扣的驱动时，配合所述智能模块完成再扣。

本发明实施方式相对于现有技术而言，断路器包含用于接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号的控制器，该控制器将接收到的手机信号发送给断路器包含的智能模块，智能模块用于判断来自控制器的信号的含义，该智能模块在判定信号表示脱扣时，向该断路器所包含的执行器输出驱动脱扣的信号，在判定信号表示再扣时，驱动执行器进行再扣。由于控制断路器进行脱扣或再扣的指示信息，可由用户通过手机发出，由控制器接收该手机信号，并将收到的手机信号发送给智能模块。智能模块识别后，通过与执行器的交互，完成断路器的再扣和脱扣，因此能遥控自动实现断路器的再扣、脱扣功能，比手动开关断路器更方便实用，也更安全。在隐蔽的环境或高处、远处，异地也能实现维护、诊断、负载脱落和能源分配控制等，能广泛应用于工业在自动化装置、电信设备、通讯设备、铁路机车、船用电气系统、电梯控制系统等，相对于普通断路器而言扩大了其应用范围。

另外，智能模块的输入接口通过光电耦合输入驱动电路实现与智能模块的CPU的连接；输出接口通过继电器输出驱动电路实现与CPU的连接，通过这种电隔离的措施可极大地提高断路器的可靠性。

另外，断路器包含2个执行器，其中一个执行器作为主路执行器，另一个执行器作为备路执行器。智能模块还用于判断在预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，是否大于N次，如果大于N次，则将当前的主路执行器切换为备路执行器，将当前的备路执行器切换为主路执行器。由于在用户通过手机发出脱扣信号的次数过于频繁时，极有可能说明当前的主路执行器存在故障，因此由智能模块触发执行器的主备切换，可有效保证电路的稳定性。

另外，控制器还用于从执行器读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息，并将读取的指示信息通过移动网络发送给手机，使得用户能及时获取到断路器的当前状态。

另外，执行器还用于在通过液压或电磁电路感应到需要脱扣时，进行自动脱扣。使得本发明的断路器同样能实现现有断路器的传统功能，保证了本发明中的断路器与现有技术的兼容性。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的受手机信号远程控制的断路器的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式中智能模块的结构示意图；

图3是根据本发明第三实施方式的远程控制断路器的方法流程图。

具体实施方式

本发明的第一实施方式涉及一种受手机信号远程控制的断路器，本实施方式中的断路器可为RSB-1断路器。具体结构如图1所示，该断路器包含控制器、智能模块和两个执行器，其中一个执行器作为主路执行器，另一个执行器作为备路执行器。

断路器中的控制器用于接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的信号发送给智能模块。断路器中的智能模块用于判断来自控制器的信号所表示的含义，如果该信号表示脱扣，则该智能模块向当前工作的执行器(即主路执行器)输出驱动脱扣的信号；如果该信号表示再扣，则该智能模块驱动当前工作的执行器进行再扣。

执行器用于在收到来自该智能模块的驱动脱扣的信号时，自动进行脱扣，在收到来自该智能模块的对再扣的驱动时，配合该智能模块完成再扣。

比如说，在本实施方式中，当用户在需要进行脱扣或再扣的远程控制时，只需通过普通的全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，简称“GSM”)手机以短信或拨号的方式，发送表示脱扣或再扣的手机信号即可，由断路器中的控制器接收该手机信号。该控制器由GSM模块和AT89C52单片机和控制电路组成。GSM模块相当于没有屏和按健的GSM手机，AT89C52的232通讯口和GSM模块的数据线相连，GSM模块和AT89C52的信号就在此相互传输。当GSM模块中的GMS用户识别模块(SubscriberIdentity Module，简称“SIM”)卡安装完成后，如果GSM手机向该卡号发送短信(如发送“贝红A”短信)或拨号，则GSM模块将收到该信号，AT89C52也即检测到信息和振铃，判断后通过驱动电路把触点信号传输给智能模块遥控脱扣和再扣。当然，在GSM模块中的GMS SIM卡安装完成后，可由手机拨该卡号码或发送短信“开远程”，以表示开启由GSM手机远程控制断路器的功能，GSM控制器如要返回信息可发送短信“开远程？”，以确认是否要开启由GSM手机远程控制断路器的功能。

另外，GSM控制器也可以通过AT89C52从执行器中读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息，并由GSM模块依据AT89C52的指令将当前处于脱扣或再扣状态的信息发送给手机，使得用户能及时获取到断路器的当前状态。比如说，在电路连接后，发生脱扣，GSM手机将收到连续的短信以提示脱扣。

需要说明的是，本实施方式中仅以手机、控制器支持GSM制式为例进行说明，在实际应用中，手机和控制器也可以是支持其他制式的手机和控制器，如手机也可以是WCDMA手机，相应地，控制器包含的是WCDMA模块。

本实施方式中的智能模块如图2所示，包含输入接口、输出接口、CPU和内存。其中，CPU通过芯片AT89C2051实现，使得该智能模块可启用AT89C2051的定时功能、计数功能、逻辑判断等可灵活设计的功能。内存为电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)AT24C04，用于保存状态值、定时值、次数值等数据，并在失电时依然能保存，用I2总线方式在89C51和24C04之间实现可靠的数据传输。输入接口通过光电耦合输入驱动电路实现与CPU的连接，输出接口通过继电器输出驱动电路实现与CPU的连接，也就是说，所有的输入采用光电耦合，所有的输出采用继电器触点，通过这种电隔离的措施可极大地提高断路器的可靠性。当然，在实际应用中，也可以采取其他的输入、输出实现方式，在此不再赘述。

下面对本实施方式中的智能模块如何识别来自控制器的信号的含义，以及如何通过与执行器的交互，完成相应的操作进行具体说明。

当智能模块通过输入接口IN5接收到来自控制器的信号时，通过与执行器连接的输入接口，从该执行器中读取当前断路器处于脱扣或再扣状态的指示信息。如图1中的执行器包含有脱扣指示模块，执行器在开关非正常情况下(即当前处于脱扣状态)向智能模块输出“脱扣指示”；在正常情况下(即当前处于合闸状态)向智能模块输出“正常工作指示”，智能模块在收到“正常工作指示”时，即可获知当前断路器处于再扣状态。

该智能模块在读取到当前处于脱扣状态的指示信息时，判定来自控制器的信号表示再扣；该智能模块在读取到当前处于再扣状态的指示信息时，判定来自控制器的信号表示脱扣。如果该智能模块识别出来自控制器的信号表示再扣，则通过以下方式，驱动执行器进行再扣：

该智能模块向该执行器包含的电机送电，由电机驱动执行器的手柄底部实现自动再扣，并且，该智能模块同时判别来自执行器的限位信息，在限位信息到位时向该电机送反向电压，使执行器包含的手柄底部回复原位(执行器的机械机构是若不回复原位，则就不能脱扣)。

如果该智能模块识别出来自控制器的信号表示脱扣，则该智能模块向执行器输出信号驱动脱扣，自动实现脱扣。执行器在收到驱动脱扣的信号后，进行自动脱扣的操作可类似于现有技术中的通过液压或电磁电路在感应到需要脱扣时，进行的自动脱扣，在此不再赘述。

本实施方式中的断路器所包含的两个执行器是完全相同的，以主备方式进行工作。智能模块在判断出预定时长内向当前工作的执行器输出驱动脱扣的信号的次数，大于N次时，将当前工作的执行器(即主路执行器)切换为备路执行器，将当前的备路执行器切换为主路执行器。

比如说，智能模块在判别出10分钟期间有超过2次脱扣时(此时预定时长为10分钟，N为2)，将从主路执行器切换为备路执行器。由于在用户通过GSM手机发出脱扣信号的次数过于频繁时，极有可能说明当前的主路执行器存在故障，因此由智能模块触发执行器的主备切换，可有效保证电路的稳定性。当然，在实际应用中，预定时长也可以设置为15分钟、20分钟等等，N也可以为3、5等其他数值，只需根据用户的需要进行设定即可。另外，由于智能模块有很大的灵活性，因此该智能模块还可和用户合作做出符合用户应用要求的功能，如判别脱扣或再扣的时间长短，次数多少，对主，备执行器的其它要求等等。

不难发现，在本实施方式中，由于控制断路器进行脱扣或再扣的指示信息，可通过GSM手机发出，由控制器接收到后传输给智能模块，智能模块识别出信号的含义后，通过与执行器的交互，完成断路器的再扣和脱扣，因此能遥控自动实现断路器的再扣、脱扣功能，比手动开关断路器更方便实用，也更安全。在隐蔽的环境或高处、远处，异地也能实现维护、诊断、负载脱落和能源分配控制等，能广泛应用于工业在自动化装置、电信设备、通讯设备、铁路机车、船用电气系统、电梯控制系统等，相对于普通断路器而言扩大了其应用范围。

另外，值得一提的是，断路器所包含的执行器还用于在通过液压或电磁电路感应到需要脱扣时，进行自动脱扣。使得本发明的断路器同样能实现现有断路器的传统功能，保证了本发明中的断路器与现有技术的兼容性。

本发明的第二实施方式涉及一种受手机信号远程控制的断路器。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，该断路器包含2个结构完全相同的执行器，将其中一个执行器作为主路执行器，另一个执行器作为备路执行器，在通过手机发出表示脱扣的信号的次数过于频繁时，进行执行器的主备切换。而在本发明第二实施方式中，该断路器只包含一个执行器，不考虑主备切换的情况。本领域技术人员可以理解，断路器中的执行器是以主备方式进行工作，还是只采用一个执行器进行工作，对本发明的技术方案并没有实质性的影响，本实施方式的具体实现方式可完全与第一实施方式类似，达到本发明的目的：遥控自动实现断路器的再扣和脱扣。

本发明的第三实施方式涉及一种远程控制断路器的方法，具体流程如图3所示。

在步骤310中，通过断路器所包含的控制器，接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的手机信号发送给该断路器所包含的智能模块。

具体地说，当用户在需要进行脱扣或再扣的远程控制时，通过普通的手机，以短信或拨号的方式向断路器发送表示脱扣或再扣的手机信号，由断路器中的控制器接收该手机信号，控制器通过驱动电路把触点信号传输给智能模块。

接着，在步骤320中，由该智能模块识别来自控制器的信号的含义，判断该信号是否表示再扣。如果是表示再扣，则进入步骤330，否则进入步骤340。

具体地说，智能模块在收到来自控制器的信号后，通过与执行器连接的输入接口，从该断路器所包含的执行器中读取当前断路器处于脱扣或再扣状态的指示信息。该执行器在开关非正常情况下(即当前处于脱扣状态)向智能模块输出“脱扣指示”；在正常情况下(即当前处于合闸状态)向智能模块输出“正常工作指示”，智能模块在收到“正常工作指示”时，即可获知当前断路器处于再扣状态。该智能模块在读取到当前处于脱扣状态的指示信息时，判定来自控制器的信号表示再扣，进入步骤330；该智能模块在读取到当前处于再扣状态的指示信息时，判定来自控制器的信号表示脱扣，进入步骤340。

在步骤330中，该智能模块通过以下方式，驱动执行器进行再扣：

该智能模块向该执行器包含的电机送电，由电机驱动执行器的手柄底部实现自动再扣，并且，该智能模块同时判别来自执行器的限位信息，在限位信息到位时向该电机送反向电压，使执行器包含的手柄底部回复原位(执行器的机械机构是若不回复原位，则就不能脱扣)。

在步骤340中，该智能模块向执行器输出信号驱动脱扣，自动实现脱扣。执行器在收到驱动脱扣的信号后，进行自动脱扣的操作可类似于现有技术中的通过液压或电磁电路在感应到需要脱扣时，进行的自动脱扣，在此不再赘述。

在步骤350中，该智能模块进一步判断在预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，是否大于N次，比如说，在预定时长设定为10分钟，N设定为2时，智能模块需要在步骤350中进一步判断，在10分钟内，是否有3次来自控制器的脱扣信息，如果是，则说明在预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，大于了N次，进入步骤360，由智能模块发起主备执行器的切换。如果在10分钟内，来自控制器的脱扣信息未达到3次，则说明预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，未大于N次，结束本流程。

在本实施方式中，智能模块的所有输入通过光电耦合输入驱动电路实现，所有输出通过继电器输出驱动电路实现。手机和控制器均支持GSM制式，当然，在实际应用中，手机和控制器也可以是支持其他制式(如WCDMA、TD-SCDMA等)的手机和控制器。

不难发现，本实施方式所涉及的远程控制断路器的方法，与第一实施方式的受手机信号远程控制的断路器相对应，因此本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

而且，上面流程中各步骤的划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都属于本实施方式的具体实现。对算法中或者流程中也可以再添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计。

本发明第四实施方式涉及一种远程控制断路器的方法。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第三实施方式中，智能模块还需要进一步判断在预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，是否大于N次，如果大于N次，则发起主备执行器的切换。而在本发明第四实施方式中，智能模块并不需要在预定时长内向执行器输出驱动脱扣的信号的次数，超过N次时，发起主备执行器的切换。也就是说，在步骤340后直接结束本流程。

不难发现，本实施方式所涉及的远程控制断路器的方法，与第二实施方式的受手机信号远程控制的断路器相对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，包含控制器、智能模块、执行器；

所述控制器用于接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的手机信号发送给所述智能模块；

所述智能模块用于判断来自所述控制器的信号所表示的含义，如果来自所述控制器的信号表示脱扣，则所述智能模块向所述执行器输出驱动脱扣的信号；如果来自所述控制器的信号表示再扣，则所述智能模块驱动所述执行器进行再扣；

所述执行器用于在收到来自所述智能模块的驱动脱扣的信号时，自动进行脱扣，在收到来自所述智能模块的对再扣的驱动时，配合所述智能模块完成再扣。

2.根据权利要求1所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述智能模块包含输入接口、输出接口、中央处理器CPU和内存；

所述输入接口通过光电耦合输入驱动电路实现与所述CPU的连接；

所述输出接口通过继电器输出驱动电路实现与所述CPU的连接。

3.根据权利要求1所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述智能模块通过以下方式，判断来自所述控制器的信号所表示的含义：

所述智能模块在收到来自所述控制器的信号后，从所述执行器读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息；

所述智能模块在读取到当前处于脱扣状态的指示信息时，判定来自所述控制器的信号表示再扣；

所述智能模块在读取到当前处于再扣状态的指示信息时，判定来自所述控制器的信号表示脱扣。

4.根据权利要求1所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述智能模块通过以下方式，驱动所述执行器进行再扣：

所述智能模块向所述执行器包含的电机送电，由电机驱动执行器的手柄底部实现自动再扣，并且，所述智能模块判别来自所述执行器的限位信息，在限位信息到位时向所述电机送反向电压，使所述执行器包含的手柄底部回复原位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述断路器包含2个所述执行器，其中一个执行器作为主路执行器，另一个执行器作为备路执行器；

所述智能模块还用于判断在预定时长内向所述执行器输出驱动脱扣的信号的次数，是否大于N次，如果大于N次，则将当前的主路执行器切换为备路执行器，将当前的备路执行器切换为主路执行器。

6.根据权利要求5所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，

所述预定时长为10分钟，所述N为2。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述控制器还用于从所述执行器读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息，并将读取的指示信息通过移动网络发送给所述手机。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，

所述手机为支持全球移动通信系统GSM制式的手机；所述控制器为支持GSM制式的控制器。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的受手机信号远程控制的断路器，其特征在于，所述执行器还用于在通过液压或电磁电路感应到需要脱扣时，进行自动脱扣。

10.一种远程控制断路器的方法，其特征在于，包含以下步骤：

通过断路器所包含的控制器，接收通过手机发送的表示脱扣或再扣的手机信号，并将接收到的手机信号发送给所述断路器所包含的智能模块；

所述断路器所包含的智能模块判断来自所述控制器的信号所表示的含义，如果来自所述控制器的信号表示脱扣，则所述所述智能模块向所述断路器所包含的执行器输出驱动脱扣的信号；所述执行器在收到来自所述智能模块的驱动脱扣的信号时，自动进行脱扣；

如果所述智能模块判定来自所述控制器的信号表示再扣，则所述智能模块驱动所述执行器进行再扣；所述执行器在收到来自所述智能模块的对再扣的驱动时，配合所述智能模块完成再扣。

11.根据权利要求10所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，

所述智能模块通过输入接口接收来自所述控制器的信号；

所述智能模块通过输入接口和输出接口与所述执行器进行交互；

所述智能模块的输入通过光电耦合输入驱动电路实现；

所述智能模块的输出通过继电器输出驱动电路实现。

12.根据权利要求10所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，所述断路器所包含的智能模块判断来自所述控制器的信号所表示的含义的步骤中，包含以下子步骤：

所述智能模块在收到来自所述控制器的信号后，从所述执行器读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息；

所述智能模块在读取到当前处于脱扣状态的指示信息时，判定来自所述控制器的信号表示再扣；

所述智能模块在读取到当前处于再扣状态的指示信息时，判定来自所述控制器的信号表示脱扣。

13.根据权利要求10所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，所述智能模块驱动所述执行器进行再扣的步骤中，包含以下子步骤：

所述智能模块向所述执行器包含的电机送电，由电机驱动执行器的手柄底部实现自动再扣，并且，所述智能模块判别来自所述执行器的限位信息，在限位信息到位时向所述电机送反向电压，使所述执行器包含的手柄底部回复原位。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，所述智能模块在判定来自所述控制器的信号表示脱扣后，还包含以下步骤：

所述智能模块判断在预定时长内向所述执行器输出驱动脱扣的信号的次数，是否大于N次；

如果大于N次，则所述智能模块发起主备执行器的切换。

15.根据权利要求14所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，

所述预定时长为10分钟，所述N为2。

16.根据权利要求10至13中任一项所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，还包含以下步骤：

所述控制器从所述执行器读取当前处于脱扣或再扣状态的指示信息，并将读取的指示信息通过移动网络发送给所述手机。

17.根据权利要求10至13中任一项所述的远程控制断路器的方法，其特征在于，所述手机为支持全球移动通信系统GSM制式的手机；所述控制器为支持GSM制式的控制器。

Images