一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊分別連接開入插件、開出插件、交流測量插件、直流測量插件和主CPU模塊，主CPU模塊分別連接通信插件和GOOSE/SV模塊，通信插件分別連接MMI、GPS和后臺。本實(shí)用新型的有益效果是采用信息匯總處理方式達(dá)到過程層數(shù)字化接入或者傳統(tǒng)接入都能滿足的要求，從而滿足新老智能變電站的建設(shè)要求。
【專利說明】一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著配網(wǎng)自動化的逐步發(fā)展，智能變電站的建設(shè)也在不斷開展，有全新的智能變 電站在建設(shè)，也有傳統(tǒng)的變電站需要進(jìn)行智能化改造，針對目前的變電站智能化工程，其站 控層與間隔層采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，而過程層設(shè)備參差不齊：有的信號通過電纜方式接入測 控裝置；有的互感器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，電壓電流信號通過合并單元按照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)接入測 控裝置，而開入開出仍采用傳統(tǒng)電纜接入；有的開入開出量經(jīng)智能終端通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)接 入測控裝置，而交流采集為傳統(tǒng)的PT/CT通過電纜接入測控裝置；也有的開入開出、測量都 采用光纖與測控裝置相連?；谝陨细鞣N情況，給變電站智能化造成了一定的困難。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，解決了現(xiàn)有的傳統(tǒng) 變電站各設(shè)備接入測控裝置的方式不同，無法對整個(gè)電網(wǎng)的監(jiān)控信息智能化整合的問題。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊分別連接開入插件、 開出插件、交流測量插件、直流測量插件和主CPU模塊，主CPU模塊分別連接通信插件和 G00SE/SV模塊，通信插件分別連接MMI、GPS和后臺。
[0005] 本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于開入插件、開出插件、交流測量插件以及直流測量插件 與FPGA模塊的通信采用SPI通信；主CPU模塊與通信插件之間采用CAN通信；測控裝置 G00SE/SV模塊對外連接為光纖連接。開入插件、開出插件、交流測量插件以及直流測量插 件，其數(shù)量都可為一個(gè)或多個(gè)。G00SE/SV模塊可提供4路光口與合并單元連接，通信采用 G00SE/SV報(bào)文。開入插件、開出插件、交流測量插件和直流測量插件均采用意法半導(dǎo)體的 STM32系列芯片；FPGA模塊的芯片采用XILINX公司XC3S1000-4FG456I芯片；主CPU模塊采 用MPC8247作為主控芯片；通信插件主CPU芯片型號為MPC8247 ;MMI的主CPU亦采用了意 法半導(dǎo)體的STM32系列芯片。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果是采用信息匯總處理方式達(dá)到過程層數(shù)字化接入或者傳 統(tǒng)接入都能滿足的要求，從而滿足新老智能變電站的建設(shè)要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置的系統(tǒng)框圖。
[0008] 圖中，1. FPGA模塊，2.開入插件，3.開出插件，4.交流測量插件，5.直流測量插件， 6.主 CPU 模塊，7.通信插件，8. G00SE/SV 模塊，9. MMI，10. GPS，11.后臺。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010] 本實(shí)用新型如圖1所示包括FPGA模塊1，F(xiàn)PGA模塊1分別連接開入插件2、開出插 件3、交流測量插件4、直流測量插件5和主CPU模塊6,主CPU模塊6分別連接通信插件7 和G00SE/SV模塊8,通信插件7分別連接麗19、GPS10和后臺11。本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在 于開入插件2、開出插件3、交流測量插件4以及直流測量插件5與FPGA模塊1的通信采用 SPI通信；主CPU模塊6與通信插件7之間采用CAN通信；測控裝置G00SE/SV模塊8對外 連接為光纖連接。開入插件2、開出插件3、交流測量插件4以及直流測量插件5,其數(shù)量為 一個(gè)或多個(gè)。G00SE/SV模塊8可提供4路光口與合并單元連接，通信采用G00SE/SV報(bào)文。 開入插件2、開出插件3、交流測量插件4和直流測量插件5均采用意法半導(dǎo)體的STM32系 列芯片；FPGA模塊1的芯片采用XILINX公司XC3S1000-4FG456I芯片；主CPU模塊6采用 MPC8247作為主控芯片；通信插件7主CPU芯片型號為MPC8247 ;MMI9的主CPU亦采用了意 法半導(dǎo)體的STM32系列芯片。
[0011] 開入插件2 :用于接收本地遙信量并將其傳遞到FPGA模塊1 ;其中，開入插件的 (PU采用意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片進(jìn)行采集遙信量等，開關(guān)狀態(tài)等遙信信號通過電纜 接入開入插件，通過光耦隔離傳入采集CPU，CPU通過SPI通信方式將信號如實(shí)傳遞給FPGA 模塊。
[0012] 開出插件3 :用于發(fā)出與測控裝置直接相連的本地遙控信息，開出插件主CPU也采 用了意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片，其接收從FPGA傳遞來的控制命令，并根據(jù)此控制命令 來控制板子上的繼電器分合，從而實(shí)現(xiàn)對本地刀閘的控制。
[0013] 交流測量插件4:用于采集與其相連的本地交流電壓或電流信號，其CPU也采用了 意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片，采集到的信號通過FPGA傳遞到主CPU進(jìn)行計(jì)算處理。
[0014] 直流測量插件5 :用于采集與其相連的本地直流電壓或電流信號其CPU也采用了 意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片，采集到的信號通過FPGA傳遞到主CPU進(jìn)行計(jì)算處理。
[0015] FPGA模塊1，接收到這些插件的信號后將其轉(zhuǎn)發(fā)給主CPU模塊6進(jìn)行處理，F(xiàn)PGA模 塊1的芯片采用XILINX公司XC3S1000-4FG456I芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳入傳出。
[0016] 主CPU模塊6 :將FPGA模塊1傳遞過來的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)方合并單元傳遞過來的 G00SE/SV數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并與通信插件7進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其中主CPU模塊6采用MPC8247 作為主控芯片。所述的主CPU模塊6與通信插件7之間采用CAN通信。
[0017] G00SE/SV模塊8 :用于接收合并單元的輸出量并將其傳遞到主CPU模塊6 ;所述的 G00SE/SV模塊8可提供4路光口與合并單元連接，通信采用G00SE/SV報(bào)文。
[0018] 通信插件7 :將主CPU模塊6處理好的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后臺11或者通過SPI 通信傳遞給麗19,同時(shí)接收GPS10對時(shí)信息以校準(zhǔn)裝置系統(tǒng)時(shí)鐘；通信插件7主CPU亦采 用MPC8247型號芯片。通信插件7提供3路網(wǎng)絡(luò)電口與后臺11通信，通信采用MMS報(bào)文或 者103規(guī)約。通信插件7與后臺11連接為網(wǎng)線連接。
[0019] MMI9 :通過SPI通信將通信插件7的信息提供給操作人員在液晶顯示屏上查看或 通過鍵盤操作，其中MMI9的主CPU亦采用了意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片。
[0020] GPS10 :通過時(shí)鐘同步總線與通信插件7相連，用于管理裝置時(shí)鐘信息；
[0021] 后臺11 :后臺11的PC終端接收測控裝置發(fā)出的所有開入、開出量以及交流、直流 測量量。
[0022] 本實(shí)用新型通過光纖接入的合并單元或傳統(tǒng)電纜接入的信號可實(shí)現(xiàn)對電氣量、非 電氣量（如溫度等）的測量，能計(jì)算出電壓、電流的幅值、相位、諧波、以及有功功率、無功功 率等；能對開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)開入變位時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)出變位信息并將其發(fā)送到 后臺11 ;當(dāng)站控層后臺通過MMS9報(bào)文下發(fā)遙控命令時(shí)，能準(zhǔn)確通過G00SE/SV模塊8或者 本地開出插件來控制刀閘分合。另外，本方法提供的測控裝置能夠與變電站集中式防誤操 作閉鎖系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)現(xiàn)場需要實(shí)現(xiàn)防誤功能。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)有：所提供的測控裝置的一種網(wǎng)絡(luò)通信方法， 能夠通過靈活的軟硬件配置，既能接入通過傳統(tǒng)電纜接入傳統(tǒng)開入、開出以及交直流信號， 也能通過G00SE/SV報(bào)文接入合并單元的數(shù)字化信號，同時(shí)，也滿足了站控層與間隔層的 IEC61850通信，其為傳統(tǒng)變電站進(jìn)行智能化改造以及新建智能化變電站提供了一種完美的 測控解決方案。
[0024] 上述功能只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的 人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡 根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，其特征在于：包括FPGA模塊（1)，F(xiàn)PGA模塊（1) 分別連接開入插件（2)、開出插件（3)、交流測量插件（4)、直流測量插件（5)和主CPU模塊 (6)，主CPU模塊（6)分別連接通信插件（7)和GOOSE/SV模塊（8)，通信插件（7)分別連接 MMI(9)、GPS(10)和后臺（11)。
2. 按照權(quán)利要求1所述一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，其特征在于：所述開入插件 (2)、開出插件（3)、交流測量插件（4)以及直流測量插件（5)與FPGA模塊（1)的通信采用 SPI通信；所述主CPU模塊（6)與通信插件（7)之間采用CAN通信；所述的測控裝置GOOSE/ SV模塊（8)對外連接為光纖連接。
3. 按照權(quán)利要求1所述一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，其特征在于：所述開入插件 (2)、開出插件（3)、交流測量插件（4)以及直流測量插件（5)，其數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
4. 按照權(quán)利要求1所述一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，其特征在于：所述G00SE/SV 模塊（8)可提供4路光口與合并單元連接，通信采用G00SE/SV報(bào)文，所述通信插件（7)與 后臺（11)通信采用麗S報(bào)文或者103規(guī)約。
5. 按照權(quán)利要求1所述一種帶網(wǎng)絡(luò)通信功能的測控裝置，其特征在于：所述開入插件 (2)、開出插件（3)、交流測量插件（4)和直流測量插件（5)均采用意法半導(dǎo)體的STM32系 列芯片；所述FPGA模塊（1)的芯片采用XILINX公司XC3S1000-4FG456I芯片；所述主CPU 模塊（6)采用MPC8247作為主控芯片；所述通信插件（7)主CPU芯片型號為MPC8247 ;所述 麗I (9)的主CPU亦采用了意法半導(dǎo)體的STM32系列芯片。
【文檔編號】H02J13/00GK203896049SQ201420293864
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】程少勇, 戴云霞, 蔣亞峰, 蔣珀, 徐建國 申請人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司