本發(fā)明屬于直流牽引供電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種模塊化直流牽引供電系統(tǒng)直流側(cè)測控保護系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)城市軌道交通的快速發(fā)展，直流牽引供電技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新和改進，新一代的高科技的測控保護裝置不僅僅向單個回路提供完善的保護，還將回路的實時狀態(tài)、故障信息和故障波形上傳給上一級綜合監(jiān)控系統(tǒng)，為城軌直流牽引供電系統(tǒng)提供了安全可靠、功能完善的解決方案。測控保護裝置可用作諸如電車、地鐵、火車、輕軌等公共交通系統(tǒng)直流變電站中的牽引整流器與饋線柜的測控保護裝置。然而，一般的測控保護裝置仍然存在問題，測控保護裝置一般由控制與保護兩大部分組成，采用單一CPU微機處理，CPU一般沒有單獨的模塊，而是集成于控制模塊之中，控制模塊與保護模塊不能夠完全獨立，數(shù)據(jù)采樣分析速度不夠快，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度也不夠高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種模塊化直流牽引供電系統(tǒng)直流側(cè)測控保護系統(tǒng)，各個模塊配置各自的微處理器，提高數(shù)據(jù)采樣分析速度和精度，完善控制效果。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種模塊化直流牽引供電系統(tǒng)直流側(cè)測控保護系統(tǒng)，包括主控模塊、保護模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、人機交互模塊以及直流電源模塊；所述直流電源模塊為其他各模塊提供工作電源，所述主控模塊包括主控模塊CPU以及分別與之連接的存儲器和通信接口，所述保護模塊包括保護模塊CPU、電壓/電流互感器、AD轉(zhuǎn)換器、保護模塊感光傳感器和保護模塊顯示器，保護模塊CPU連接保護模塊感光傳感器和保護模塊顯示器，電壓/電流互感器經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器與保護模塊CPU相連，所述數(shù)字量輸入輸出模塊包括數(shù)字量輸入輸出模塊CPU以及分別與之連接的數(shù)字量輸入輸出模塊感光傳感器和數(shù)字量輸入輸出模塊顯示器，所述保護模塊CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊CPU、人機交互模塊分別連接主控模塊CPU；所述數(shù)字量輸入輸出模塊采集直流牽引供電系統(tǒng)的直流側(cè)線路的數(shù)字狀態(tài)信號，根據(jù)數(shù)字狀態(tài)信號生成控制信號，并傳送給直流側(cè)保護裝置，所述保護模塊采集直流牽引供電系統(tǒng)的直流側(cè)線路的電壓/電流信號，根據(jù)電壓/電流信號生成控制信號，并傳送給直流側(cè)保護裝置；數(shù)字量輸入輸出模塊和保護模塊將自身采集到的信號和生成的控制信號均傳送給主控模塊，主控模塊將這些信號數(shù)據(jù)顯示在人機交互模塊上，并通過通信接口上傳給監(jiān)控站。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述主控模塊CPU采用VORTEX86MX處理器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述保護模塊CPU和數(shù)字量輸入輸出模塊CPU均采用STM32F4 ARM Cortex M3處理器。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述人機交互模塊采用觸摸屏。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述通信接口包括USB接口和以太網(wǎng)接口，所述USB接口用于主控模塊與外部數(shù)據(jù)存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸，以太網(wǎng)接口用于主控模塊與監(jiān)控站之間的無線通信。

采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：

（1）本發(fā)明各個模塊配置各自的微處理器，提高數(shù)據(jù)采樣分析速度和精度，完善控制效果；

（2）本發(fā)明中的保護模塊和輸入輸出模塊均設(shè)有顯示器和與之配合的感光傳感器，可以根據(jù)環(huán)境光強改變顯示器的背光亮度，從而方便現(xiàn)場工作人員查看，而且節(jié)能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

如圖1所示（圖中省略了直流電源模塊），一種模塊化直流牽引供電系統(tǒng)直流側(cè)測控保護系統(tǒng)，包括主控模塊、保護模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、人機交互模塊以及直流電源模塊；所述直流電源模塊為其他各模塊提供工作電源，所述主控模塊包括主控模塊CPU以及分別與之連接的存儲器和通信接口，所述保護模塊包括保護模塊CPU、電壓/電流互感器、AD轉(zhuǎn)換器、保護模塊感光傳感器和保護模塊顯示器，保護模塊CPU連接保護模塊感光傳感器和保護模塊顯示器，電壓/電流互感器經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器與保護模塊CPU相連，所述數(shù)字量輸入輸出模塊包括數(shù)字量輸入輸出模塊CPU以及與之連接的數(shù)字量輸入輸出模塊感光傳感器和數(shù)字量輸入輸出模塊LED矩陣顯示器，所述保護模塊CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊CPU、人機交互模塊分別連接主控模塊CPU。

在本實施例中，主控模塊CPU采用VORTEX86MX處理器。保護模塊CPU和數(shù)字量輸入輸出模塊CPU均采用STM32F4 ARM Cortex M3處理器。人機交互模塊采用觸摸屏。通信接口包括USB接口和以太網(wǎng)接口，USB接口用于主控模塊與外部數(shù)據(jù)存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸，以太網(wǎng)接口用于主控模塊與監(jiān)控站之間的無線通信。

本發(fā)明的工作原理：

保護模塊中的電壓/電流互感器通過對外端子排與整個外部保護回路進行二次接線，采集線路上的電流、電壓等實時數(shù)據(jù)，并通過保護模塊CPU進行邏輯運算，并將運算結(jié)果輸出至外部保護回路進行控制和保護，同時將所有采集信息和運算結(jié)果實時傳輸給主控模塊。保護模塊顯示器用于顯示保護模塊采集到的數(shù)據(jù)，并與保護模塊感光傳感器配合，感光傳感器采集環(huán)境光強，并據(jù)此調(diào)節(jié)保護模塊顯示器的背光亮度，方便現(xiàn)場工作人員查看，而且節(jié)能。

數(shù)字量輸入輸出模塊通過對外端子排與整個外部保護回路進行二次接線，采集線路上的各狀態(tài)的數(shù)字量信號，并通過數(shù)字量輸入輸出模塊CPU進行邏輯運算，并將運算結(jié)果輸出至外部保護回路進行控制和保護，同時將所有采集信息和運算結(jié)果實時傳輸至主控模塊。與保護模塊一樣，數(shù)字量輸入輸出模塊同樣設(shè)有顯示器和感光傳感器，用于顯示數(shù)字量輸入輸出模塊采集到的數(shù)據(jù)。

一方面，主控模塊將保護模塊和數(shù)字量輸入輸出模塊傳送的數(shù)據(jù)存儲后，顯示在人機交互模塊上，同時通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳給上級監(jiān)控站。另一方面，現(xiàn)場工作人員可以通過人機交互模塊向主控模塊輸入工作參數(shù)，或者監(jiān)控站的工作人員通過通信網(wǎng)絡(luò)向主控模塊輸入工作參數(shù)，主控模塊再將工作參數(shù)下達給保護模塊或數(shù)字量輸入輸出模塊。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。