專利名稱：Soe采集卡及其采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種SOE采集系統(tǒng)，尤其是ー種SOE采集卡及其采集方法。
背景技術(shù)：
隨著火電機(jī)組日趨規(guī)?；蛷?fù)雜化，生產(chǎn)過(guò)程信息瞬間千變?nèi)f化。當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障吋，需要查找出真實(shí)原因，并采取有效措施，防止同類事故的再次發(fā)生，這時(shí)就需要對(duì)事件進(jìn)行追憶記錄。當(dāng)事件發(fā)生后，往往同一秒內(nèi)出現(xiàn)的信息很多，且不能分出先后順序，這就給事故分析造成了很大的困難。事件順序記錄(SOE，Sequence of Events)系統(tǒng)通過(guò)捕捉并分辨出時(shí)間間隔在Ims 以上的任意兩個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的先后順序，能夠更精確地反映生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)狀態(tài)和事件的變化次序，能以毫秒級(jí)的分辨率獲取事件信息，為事故分析提供真實(shí)有力的證據(jù)。大型火力發(fā)電廠將重要設(shè)備的狀態(tài)直接進(jìn)入SOE報(bào)警系統(tǒng)，如電廠主機(jī)重要的測(cè)量信號(hào)、重要輔機(jī)的狀態(tài)信號(hào)等。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的SOE系統(tǒng)能處理多達(dá)上千個(gè)開(kāi)關(guān)量，這些點(diǎn)可分布在不同的 PCU(過(guò)程控制單元)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，通過(guò)SOE系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)關(guān)聯(lián)設(shè)備的狀態(tài)變化按照發(fā)生的先后順序及時(shí)捕獲并加上時(shí)間標(biāo)簽后傳送到調(diào)度主站，作為調(diào)度人員正確處理事故、分析和判斷復(fù)雜電カ系統(tǒng)故障的重要依據(jù)，是電廠進(jìn)行事故分析和保證機(jī)組正常運(yùn)行的重要工具。目前的SOE系統(tǒng)大多是毫秒級(jí)的分辨率，當(dāng)某一事件發(fā)生后，可能在同一時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)的信息較多，不能分辨出先后順序，且檢測(cè)端子一般較少，只覆蓋機(jī)組運(yùn)行中最重要的開(kāi)關(guān)量。隨著電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的日益復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)監(jiān)控水平、事故分析判斷水平要求越來(lái)越高，因此要求SOE系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)和更高的分辨事件的能力。在傳統(tǒng)的SOE系統(tǒng)中，多通道信號(hào)的同步采集和附加了事件標(biāo)記的開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)的排序問(wèn)題成為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的瓶頸，受到所用硬件和軟件系統(tǒng)的限制，在采集通道數(shù)目較多吋， 往往采用多組模塊經(jīng)I/O擴(kuò)展來(lái)達(dá)到通道數(shù)目的要求，而多組模塊之間采集信號(hào)時(shí)的同步要求會(huì)大幅度增加軟硬件設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)對(duì)巨型開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)的排序會(huì)大量占用系統(tǒng)資源，降低系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種SOE采集卡及其采集方法，擴(kuò)大了 SOE數(shù)據(jù)的采集數(shù)量， 并且提高了數(shù)據(jù)處理的效率，從而提高了事件的分辨能力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種SOE采集卡，其特征在于包括CPLD，其中所述SOE采集卡具有唯一的地址且存儲(chǔ)在所述CPLD中，并且所述CPLD包括串行接ロ、命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊
所述命令接收模塊用于通過(guò)串行接ロ 1接收串行形式的同步幀命令，其中所述同步幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼如果判定所述同步幀命令中的SOE采集卡地址與該SOE采集卡的地址相同，則將所述同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式并且進(jìn)一歩判斷所述同步幀命令是否有效，如果所述同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將所述命令有效信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收模塊；
所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收所述命令有效信號(hào)，開(kāi)始采集各并行通道的SOE數(shù)據(jù)，并且將所述SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；
所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于將SOE數(shù)據(jù)與SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中，并且在將所述響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后通過(guò)所述串行接ロ 1發(fā)送出去，其中所述響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼、數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將所述SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，所述功能信息封裝在功能碼中，所述SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，所述校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。所述CPLD還包括定時(shí)器和輸入鎖存器，所述數(shù)據(jù)接收模塊通過(guò)所述輸入鎖存器采集各并行通道的SOE數(shù)據(jù)；
所述輸入鎖存器針對(duì)各并行通道，用于分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)； 所述定時(shí)器用于向所述輸入鎖存器提供鎖存信號(hào)，在所述數(shù)據(jù)接收模塊通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道的SOE數(shù)據(jù)時(shí)每間隔時(shí)間T發(fā)送ー個(gè)鎖存信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收模塊；
所述數(shù)據(jù)接收模塊用于比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù) 如果在所述N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的 SOE數(shù)據(jù)有效，其中所述M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效 SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，所述有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為T*N ；
還用于將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間間隔T*N內(nèi)獲得的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將所述異或運(yùn)算的結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊； 其中T為非零的任意數(shù)值，N、M為正整數(shù)。所述串行接ロ 1為高速RS485接ロ，傳輸速率大于2Mbps。所述校驗(yàn)碼用于校驗(yàn)所述SOE采集卡的通信狀態(tài)是否正常如果所述SOE采集卡連續(xù)接收到2次同步幀命令，均未返回響應(yīng)幀命令，則通知上位機(jī)所述SOE采集卡的通信異常。如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)，則將響應(yīng)幀命令中的數(shù)據(jù)域置為零。本發(fā)明還提供了ー種SOE采集卡的采集方法，所述SOE采集卡包括CPLD，所述SOE 采集卡具有唯一的地址且存儲(chǔ)在所述CPLD中，并且所述CPLD包括定時(shí)器、輸入鎖存器、串行接ロ、命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，其特征在于由以下步驟
51、命令接收模塊通過(guò)串行接ロ接收到同步幀命令，所述同步幀命令的格式中包括SOE 采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼如果判定同步幀命令中SOE采集卡地址與該SOE采集卡的地址相同，則將同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式且進(jìn)一歩判斷該同步幀命令是否有效，如果該同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將該命令有效信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊；
52、數(shù)據(jù)接收模塊在接收到命令有效信號(hào)后開(kāi)始通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道的 SOE數(shù)據(jù)，輸入鎖存器針對(duì)各并行通道，分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)；53、定時(shí)器每間隔時(shí)間T則發(fā)送一個(gè)鎖存信號(hào)給數(shù)據(jù)接收模塊，驅(qū)動(dòng)輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù)如果在所述N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー 樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的SOE數(shù)據(jù)有效，其中所述M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，所述有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為T*N，T為非零的任意數(shù)值，N、M為正整數(shù)；
54、數(shù)據(jù)接收模塊將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間間隔T*N內(nèi)獲得的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將所述異或運(yùn)算的結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；
55、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將SOE數(shù)據(jù)與SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中，并且在將所述響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后通過(guò)所述串行接ロ發(fā)送出去，其中所述響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼、 數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將所述SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，所述功能信息封裝在功能碼中，所述SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，所述校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。在所述步驟S5中如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)，則將響應(yīng)幀命令中的數(shù)據(jù)域置為零。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
1、首先，傳統(tǒng)的SOE數(shù)據(jù)采集中并行通道直接與SOE通信模塊連接，SOE數(shù)據(jù)的采集數(shù)量受到SOE通信模塊I/O ロ的限制，本發(fā)明則在SOE通信模塊與并行通道之間增加了 CPLD 作為SOE采集卡，ー個(gè)CPLD可以接收多個(gè)并行通道的數(shù)據(jù)而上傳數(shù)據(jù)時(shí)僅需SOE通信模塊中的ー個(gè)I/O ロ，擴(kuò)大了 SOE數(shù)據(jù)的采集數(shù)量；其次，命令接收模塊從SOE通信模塊接收到的同步幀命令為串行形式，本發(fā)明在確定SOE采集卡地址有效時(shí)將同步幀命令轉(zhuǎn)換為并行形式，不必逐一讀取同步幀命令中的內(nèi)容，提高了數(shù)據(jù)處理的效率；再者，SOE數(shù)據(jù)的處理在CPLD中分別進(jìn)行，不必傳輸給CPU統(tǒng)ー處理，進(jìn)ー步提高了數(shù)據(jù)處理的效率，從而提高了事件的分辨能力，并且為了適應(yīng)CPLD與SOE通信模塊之間的串行傳輸，將處理后的SOE數(shù)據(jù)由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后傳輸給SOE通信模塊；
2、本發(fā)明采用定時(shí)器、輸入鎖存器和數(shù)據(jù)接收模塊，増加了SOE數(shù)據(jù)的濾波功能，排除了外界可能存在的干擾；
3、串行接ロ采用高速RS485接ロ，傳輸速率大于2Mbps，提高了傳輸效率。


本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中
圖1是傳統(tǒng)SOE數(shù)據(jù)系統(tǒng)中SOE數(shù)據(jù)采集的電路原理圖； 圖2是本發(fā)明的電路原理圖； 圖3是同步幀命令的格式示意圖； 圖4是響應(yīng)幀命令的格式示意圖； 圖5是本發(fā)明的流程圖。
圖中標(biāo)記1為串行接ロ，2為并行通道。
具體實(shí)施例方式本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是ー系列等效或類似特征中的ー個(gè)例子而已。如圖1所示，在待采集SOE數(shù)據(jù)較多的情況下，傳統(tǒng)的SOE系統(tǒng)通常采用擴(kuò)展SOE 通信模塊的通信I/O ロ來(lái)増加SOE數(shù)據(jù)的傳輸通道，ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)傳輸通道僅對(duì)應(yīng)于ー個(gè) I/O ロ，在擴(kuò)展通信I/O ロ時(shí)信號(hào)采集的同步要求會(huì)大幅度増加，從而增加了軟硬件設(shè)計(jì)的難度。此外，在SOE通信模塊將SOE數(shù)據(jù)傳輸給CPU(Central Processing Unit，中央處理単元)進(jìn)行統(tǒng)ー處理中，由于CPU通常采用軟件語(yǔ)言(即高級(jí)語(yǔ)言)編寫程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)需逐條執(zhí)行代碼，無(wú)疑處理效率較低，從而導(dǎo)致事件的分辨能力較低。本發(fā)明在SOE通信模塊與數(shù)據(jù)并行通道2之間增加了具有CPLD的SOE采集卡，其中ー個(gè)CPLD可以接收、處理多條并行通道2的SOE數(shù)據(jù)，而在上傳SOE數(shù)據(jù)時(shí)則僅占用一個(gè)通信I/O ロ，根據(jù)SOE通信模塊I/O ロ的數(shù)據(jù)可以連接多個(gè)CPLD ；并且CPLD采用硬件描述語(yǔ)言(即匯編語(yǔ)音)，當(dāng)存在多個(gè)CPLD時(shí)各CPLD可以同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，提高了數(shù)據(jù)處理的效率，從而提高了事件的分辨能力。如圖 2 所示，該 SOE采集卡包括ー個(gè)CPLD(Complex Programmable Logic Device, 復(fù)雜可編程邏輯器件)，該CPLD包括串行接ロ 1、定時(shí)器、輸入鎖存器、命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，其中串行接ロ 1、定時(shí)器和輸入鎖存器為硬件部分，命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊采用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)的控制運(yùn)算電路。每ー SOE采集卡均具有唯一的地址并且存儲(chǔ)在CPLD中，命令接收模塊用于通過(guò)串行接ロ 1接收串行形式的同步幀命令，該同步幀命令的格式如圖3所示，包括SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼，其中該SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼分別占用1個(gè)字節(jié)，該同步幀命令用于控制地址與同步幀命令中SOE采集卡地址相同的SOE采集卡時(shí)鐘同歩。SOE采集卡地址的第一字位如果為0則表示為目的地址，如果為1則表示為源地址；第二字位為預(yù)留位；第五至八位字位表示SOE采集卡的地址；第三和第四字位如果為00表示ms起始幀，則所有SOE采集卡均需對(duì)時(shí)在ms起始位置，如果為01表示通道值幀，則僅與第五至第八位字位所表示SOE采集卡地址相同的SOE采集卡響應(yīng)時(shí)鐘同歩。功能碼為51時(shí)表示讀取SOE采集卡的數(shù)據(jù)；檢驗(yàn)碼采用ー個(gè)字節(jié)的CRC碼(Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余校驗(yàn)碼)，從而減少占用資源和信息傳輸時(shí)間當(dāng)同步幀命令發(fā)送后一段時(shí)間(諸如8 us)內(nèi)，未接收到對(duì)應(yīng)SOE采集卡返回的響應(yīng)幀命令時(shí)，則再次發(fā)送同步幀命令給對(duì)應(yīng)的SOE采集卡；同樣，如果在該時(shí)間段 (諸如8 us)內(nèi)未接收到響應(yīng)幀命令則通知上位機(jī)SOE通信模塊與SOE采集卡之間通信異常。由于如果逐一讀取串行形式的同步幀命令則需要花費(fèi)較多的時(shí)間，為了提高數(shù)據(jù)處理的效率，命令接收模塊還用于在接收到同步幀命令后，如果判定其SOE采集卡的地址與同步命令幀中SOE采集卡地址相同，則將同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式并且進(jìn)一歩判斷同步幀命令是否有效如果該同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將該命令有效信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊。在本實(shí)施例中同步幀命令有效即為SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼有效，當(dāng)功能碼為51時(shí)功能碼有效，表示讀取SOE采集卡數(shù)據(jù)。當(dāng)然，在特定情況下功能碼也可以賦予其他值。數(shù)據(jù)接收模塊用于接收該命令有效信號(hào)，開(kāi)始通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道2 的SOE數(shù)據(jù)。該輸入鎖存器針對(duì)各并行通道2，用于分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)，定時(shí)器向輸入鎖存器提供鎖存信號(hào)，在數(shù)據(jù)接收模塊通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道2的SOE 數(shù)據(jù)時(shí)每間隔時(shí)間T發(fā)送ー個(gè)鎖存信號(hào)，驅(qū)動(dòng)輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊。在本實(shí)施例中輸入鎖存器鎖存采集到的3個(gè)SOE數(shù)據(jù)，并且定時(shí)器每間隔300 us (微秒)發(fā)送ー個(gè)鎖存信號(hào)給該輸入鎖存器。數(shù)據(jù)接收模塊用于比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù) 如果在N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的SOE 數(shù)據(jù)有效，其中M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為 T*N。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)接收模塊用于比較連續(xù)3個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得近Ims的時(shí)間間隔內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù)如果在3個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在2個(gè)以上的SOE數(shù)據(jù)ー樣則表示在該Ims時(shí)間間隔內(nèi)的SOE數(shù)據(jù)有效，其中2個(gè)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為該有效SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為近 lms，此時(shí)SOE采集卡的采集周期為1 ms。通過(guò)比較多個(gè)連續(xù)SOE數(shù)據(jù)，排除了外界可能存在的干擾，實(shí)現(xiàn)了輸入濾波的功能。數(shù)據(jù)接收模塊在獲得有效SOE數(shù)據(jù)后，還用于將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將該異或運(yùn)算結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收到有效SOE數(shù)據(jù)后，對(duì)該有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行處理將SOE數(shù)據(jù)與 SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中。此外，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將該響應(yīng)幀命令由高位開(kāi)始進(jìn)行并行至串行的轉(zhuǎn)換(即將響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式)，并且將串行形式的響應(yīng)幀命令通過(guò)串行接ロ 1發(fā)送出去。該響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼、數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，如圖4所示，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，功能信息封裝在功能碼中， SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。響應(yīng)幀命令中SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼分別占用1個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)域占用4個(gè)字節(jié)，其中SOE采集卡地址的各字位、功能碼和校驗(yàn)碼所表示的含義與同步幀命令中的含義相同。應(yīng)注意的是如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)時(shí)，則將數(shù)據(jù)域置為零，同樣在8 us內(nèi)返回響應(yīng)幀命令。在本實(shí)施例中該串行接ロ 1為高速RS485接ロ，傳輸速率大于2Mbps。如圖5所示，上述SOE采集卡的采集方法由以下步驟組成
Si、命令接收模塊通過(guò)串行接ロ 1接收到同步幀命令，所述同步幀命令的格式中包括 SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼如果判定同步幀命令中SOE采集卡地址與該SOE采集卡的地址相同，則將同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式且進(jìn)一歩判斷該同步幀命令是否有效，如果該同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將該命令有效信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊；
52、數(shù)據(jù)接收模塊在接收到命令有效信號(hào)后開(kāi)始通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道2的 SOE數(shù)據(jù)，輸入鎖存器針對(duì)各并行通道2，分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)；
53、定時(shí)器每間隔時(shí)間T則發(fā)送一個(gè)鎖存信號(hào)給數(shù)據(jù)接收模塊，驅(qū)動(dòng)輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù)如果在所述N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー 樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的SOE數(shù)據(jù)有效，其中所述M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，所述有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為T*N，T為非零的任意數(shù)值，N、M為正整數(shù)；
54、數(shù)據(jù)接收模塊將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間間隔T*N內(nèi)獲得的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將所述異或運(yùn)算的結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；
55、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將SOE數(shù)據(jù)與SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中，并且在將所述響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后通過(guò)所述串行接ロ 1發(fā)送出去，其中所述響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼、數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將所述SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，所述功能信息封裝在功能碼中，所述SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，所述校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。在步驟S5中如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)，則將響應(yīng)幀命令中的數(shù)據(jù)域置為零。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.ー種SOE采集卡，其特征在于包括CPLD，其中所述SOE采集卡具有唯一的地址且存儲(chǔ)在所述CPLD中，并且所述CPLD包括串行接ロ(1)、命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊所述命令接收模塊用于通過(guò)串行接ロ(1)接收串行形式的同步幀命令，其中所述同步幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼如果判定所述同步幀命令中的SOE 采集卡地址與該SOE采集卡的地址相同，則將所述同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式并且進(jìn)一歩判斷所述同步幀命令是否有效，如果所述同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將所述命令有效信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收模塊；所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收所述命令有效信號(hào)，開(kāi)始采集各并行通道(2 )的SOE數(shù)據(jù)， 并且將所述SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于將SOE數(shù)據(jù)與SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中，并且在將所述響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后通過(guò)所述串行接ロ(1)發(fā)送出去，其中所述響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、 功能碼、數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將所述SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，所述功能信息封裝在功能碼中，所述SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，所述校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOE采集卡，其特征在于所述CPLD還包括定時(shí)器和輸入鎖存器，所述數(shù)據(jù)接收模塊通過(guò)所述輸入鎖存器采集各并行通道(2)的SOE數(shù)據(jù)； 所述輸入鎖存器針對(duì)各并行通道(2 )，用于分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)；所述定時(shí)器用于向所述輸入鎖存器提供鎖存信號(hào)，在所述數(shù)據(jù)接收模塊通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道(2)的SOE數(shù)據(jù)時(shí)每間隔時(shí)間T發(fā)送ー個(gè)鎖存信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收模塊；所述數(shù)據(jù)接收模塊用于比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù) 如果在所述N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的 SOE數(shù)據(jù)有效，其中所述M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效 SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，所述有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為T*N ；還用于將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間間隔T*N內(nèi)獲得的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將所述異或運(yùn)算的結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；其中T為非零的任意數(shù)值，N、M為正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOE采集卡，其特征在于所述串行接ロ(1)為高速RS485接 ロ，傳輸速率大于2Mbps。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOE采集卡，其特征在于所述校驗(yàn)碼用于校驗(yàn)所述SOE采集卡的通信狀態(tài)是否正常如果所述SOE采集卡連續(xù)接收到2次同步幀命令，均未返回響應(yīng)幀命令，則通知上位機(jī)所述SOE采集卡的通信異常。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOE采集卡，其特征在于如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)，則將響應(yīng)幀命令中的數(shù)據(jù)域置為零。
6.ー種SOE采集卡的采集方法，所述SOE采集卡包括CPLD，所述SOE采集卡具有唯一的地址且存儲(chǔ)在所述CPLD中，并且所述CPLD包括定時(shí)器、輸入鎖存器、串行接ロ(1)、命令接收模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，其特征在于由以下步驟s1、命令接收模塊通過(guò)串行接ロ接收到同步幀命令，所述同步幀命令的格式中包括SOE 采集卡地址、功能碼和校驗(yàn)碼如果判定同步幀命令中SOE采集卡地址與該SOE采集卡的地址相同，則將同步幀命令由串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式且進(jìn)一歩判斷該同步幀命令是否有效，如果該同步幀命令有效則產(chǎn)生命令有效信號(hào)并將該命令有效信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊；s2、數(shù)據(jù)接收模塊在接收到命令有效信號(hào)后開(kāi)始通過(guò)輸入鎖存器采集各并行通道(2) 的SOE數(shù)據(jù)，輸入鎖存器針對(duì)各并行通道(2)，分別鎖存采集到的N個(gè)SOE數(shù)據(jù)；s3、定時(shí)器每間隔時(shí)間T則發(fā)送一個(gè)鎖存信號(hào)給數(shù)據(jù)接收模塊，驅(qū)動(dòng)輸入鎖存器將鎖存的ー個(gè)SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊比較連續(xù)N個(gè)SOE數(shù)據(jù)以獲得時(shí)間間隔T*N內(nèi)的有效SOE數(shù)據(jù)如果在所述N個(gè)SOE數(shù)據(jù)中存在M個(gè)連續(xù)以上的SOE數(shù)據(jù)ー 樣則表示在時(shí)間間隔T*N內(nèi)的SOE數(shù)據(jù)有效，其中所述M個(gè)連續(xù)以上SOE數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的對(duì)象狀態(tài)即為時(shí)間間隔T*N內(nèi)有效SOE數(shù)據(jù)的對(duì)象狀態(tài)，所述有效SOE數(shù)據(jù)即為該SOE采集卡實(shí)際采集到的SOE數(shù)據(jù)，其采集時(shí)間間隔為T*N，T為非零的任意數(shù)值，N、M為正整數(shù)；s4、數(shù)據(jù)接收模塊將本次有效SOE數(shù)據(jù)與上次時(shí)間間隔T*N內(nèi)獲得的有效SOE數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，并且將所述異或運(yùn)算的結(jié)果以及本次有效SOE數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；s5、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將SOE數(shù)據(jù)與SOE采集卡地址信息、功能信息、校驗(yàn)信息和時(shí)間標(biāo)簽并行組合，封裝于響應(yīng)幀命令中，并且在將所述響應(yīng)幀命令由并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式后通過(guò)所述串行接ロ發(fā)送出去，其中所述響應(yīng)幀命令的格式中包括SOE采集卡地址、功能碼、 數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)碼，在響應(yīng)幀命令的封裝過(guò)程中將所述SOE采集卡信息封裝在SOE采集卡地址中，所述功能信息封裝在功能碼中，所述SOE數(shù)據(jù)和時(shí)間標(biāo)簽封裝在數(shù)據(jù)域中，所述校驗(yàn)信息封裝在校驗(yàn)碼中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的SOE采集卡的采集方法，其特征在于在所述步驟S5中如果數(shù)據(jù)發(fā)送模塊在發(fā)送響應(yīng)幀命令時(shí)并未接收到SOE數(shù)據(jù)，則將響應(yīng)幀命令中的數(shù)據(jù)域置為零。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SOE采集卡及其采集方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。本發(fā)明在SOE通信模塊與并行通道之間增加了CPLD作為SOE采集卡，一個(gè)CPLD可以接收多個(gè)并行通道的數(shù)據(jù)而上傳數(shù)據(jù)時(shí)僅需SOE通信模塊中的一個(gè)I/O口，擴(kuò)大了SOE數(shù)據(jù)的采集數(shù)量；SOE數(shù)據(jù)的處理在CPLD中分別進(jìn)行，不必傳輸給CPU統(tǒng)一處理，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)處理的效率，從而提高了事件的分辨能力；并且本發(fā)明增加了定時(shí)器和輸入鎖存器，增加了SOE數(shù)據(jù)的濾波功能，排除了外界可能存在的干擾。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102566460SQ201110434789
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者凌睿, 劉渝新, 安康, 柴毅, 裴文龍, 郭茂耘 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)