CN101694579A - Soe智能模件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SOE智能模件，包括第一数据通讯接口、第二数据通讯接口、第三数据通讯接口、信号采集检测接口、模件主CPU处理器和模件从CPU处理器。第一数据通讯接口、第二数据通讯接口构成冗余的数据传输通道并与模件主CPU处理器连接；第三数据通讯接口为模件实时时钟同步信号传输通道并与模件从CPU处理器连接；信号采集检测接口分别与模件主CPU处理器、模件从处理器连接，主处理器负责常规的数字信号采集、从处理器负责SOE事件采集，确保SOE事件的实时性。本发明采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输；采用外部时钟源进行实时时钟同步，内部采用定时自校正手段，减少了各SOE模件之间的实时时间差，确保能准确记录各事件的产生时间。

Description

SOE智能模件

技术领域

本发明涉及一种IO模件，具体地说是一种SOE智能模件。

背景技术

随着火电机组日趋规模化和复杂化，生产过程信息瞬间千变万化。当机组发生故障时，需要查找真实原因，并采取相应的措施，这时就需要对事件进行追忆打印。当故障发生后，往往同一秒内会出现很多信息，且不能正确的分出先后顺序，这就给事故分析带来了很大的困扰。而事件顺序记录系统(Sequence Of Event简称SOE系统)能精确地反映事故发生时的真实情况，它能以ms级的分辨率获取各事件信息，为事故分析提供有力的证据。传统的SOE系统由专用的SOE模件来采集信号，这样，当SOE模件出现故障时，同时发生的所有事件记录将全部丢失。另外，由于SOE模件为专用的，因此在现场布线时也会带来不便，有时为了采集事件信息会布很长的线，使用不方便。

发明内容

为了克服现传统的SOE系统存在的问题，本发明的目的是提供一种SOE智能模件，该SOE智能模件将SOE信息采集和数字量信号采集融合到一个模件中，可以将SOE信号分解到大量的数字量信号采集模件中去，再通过上位机将各接入SOE信息的通道配置为SOE信号采集通道，降低了事件记录丢失的概率，给SOE信息采集布线带来了极大的方便。同时，各SOE智能模件由外部GPS时钟源进行同步，确保各SOE智能模件的实时时钟保持一致。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种SOE智能模件，其特征在于：该智能模件包括第一数据通讯接口、第二数据通讯接口、第三数据通讯接口、信号采集检测接口、主CPU处理器和从CPU处理器，第一数据通讯接口和第二数据通讯接口构成冗余的数据传输通道并与主CPU处理器连接；第三数据通讯接口为模件实时时钟同步信号传输通道并与从CPU处理器连接；主CPU处理器负责数字量信号的采集，从CPU处理器负责SOE信息的采集，主CPU处理器与从CPU处理器之间使用SPI通讯总线进行SOE信息数据的交互传输；信号采集检测接口同时与主CPU处理器和从CPU处理器连接。

本发明中，所述第一数据通讯接口、第二数据通讯接口、第三数据通讯接口和信号采集检测接口具有超长发送限制电路。

事件的记录时间通过第三数据通讯接口与标准时钟源同步并通过从CPU处理器内部定时器进行实时校正。

在主CPU处理器上设有用于信息识别、内部诊断、软件升级的通讯接口。

从CPU处理器上设有时钟同步的通讯接口。主CPU处理器负责数字量信号的采集，从CPU处理器负责SOE信息的采集。主从CPU处理器之间使用SPI通讯总线进行SOE信息数据的交互传输。

本发明SOE模件具有如下优点：

(1)采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输。

(2)模件实时时钟与外部GPS时钟定期同步，确保SOE信息的实时性。

(3)灵活的通道配置方式，将数字量信号采集和SOE信息采集融合到一起。

(4)完善的自诊断功能，可通过通讯口监视到卡件内部的各种工作状态

(5)独特的电子标签功能，使生产制造、工程应用能有效的对软硬件版本进行管理，且软件可在线升级。

本发明采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输；采用外部时钟源进行实时时钟同步，内部采用定时自校正手段，减少了各SOE模件之间的实时时间差，确保能准确记录各事件的产生时间；内部自带硬件去抖接口，保证信号采集准确无误；完善的自诊断功能，可通过通讯口监视到模件内部的各种工作状态；内部软件可在线升级。

本发明将SOE信息采集和数字量信号采集融合到一个模件中，可以将SOE信号分解到大量的数字量信号采集模件中去，再通过上位机将各接入SOE信息的通道配置为SOE信号采集通道，降低了事件记录丢失的概率，给SOE信息采集布线带来了极大的方便。同时，各SOE智能模件由外部GPS时钟源进行同步，确保各SOE智能模件的实时时钟保持一致。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的系统连接图。

具体实施方式

一种本发明所述的SOE智能模件，见图1，包括第一数据通讯接口1、第二数据通讯接口2、第三数据通讯接口3、信号采集检测接口4、主CPU处理器5和从CPU处理器6。第一数据通讯接口1和第二数据通讯接口2构成冗余的数据传输通道并与模件主CPU处理器5连接；第三数据通讯接口3为模件实时时钟同步信号传输通道并与模件从CPU处理器6连接；信号采集检测接口4同时与模件主CPU处理器5和模件从CPU处理器6连接。在模件主CPU处理器5上设有用于信息识别、内部诊断、更新软件的通讯接口7。

本发明具体说明如下：

1、采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输。

由于SOE模件要将采集到的现场各种开关量信号并通过数据传输通道送给控制系统的主控单元进行处理，以便主控单元能实时的了解现场各设备的工作状态。所以数据传输通道的可靠性非常重要，SOE智能模件采用了双通讯总线的设计，两条通讯总线并行工作。当其中一条通讯总线由于发生意外而出现故障时，整个系统的数据传输通道仍能正常畅通，同时对出现的其中一条总线故障进行报警提示。同时数据通讯接口具有超长发送限制电路，可防止不正常的数据包将总线嵌位。

2、模件实时时钟与外部GPS时钟定期同步，确保SOE信息的实时性。

由于模件记录的SOE信息是用来对事故分析进行辅助分析，因此对记录的SOE事件的时钟精度要求非常高，因此采用外部GPS时钟源与系统中的各SOE模件进行实时同步，确保各SOE模件时钟的一致性，如图2所示。图2中，全球定位系统(Global PositioningSystem简称GPS)，分散控制系统(Decentralized Control System简称DCS)。时钟同步信号通过第三数据通道以秒脉冲的方式传输给从CPU处理器，从CPU处理器再通过时钟同步信号的脉冲宽度对晶振进行动态校正，确保SOE模件的实时时钟与外部GPS时钟源一致，从而确保SOE信息的实时性精确到1mS左右。

3、灵活的通道配置方式，将数字量信号采集和SOE信息采集融合到一起。

在SOE智能模件中，将数字量信号采集和SOE信息采集融合到一个模件中，SOE模件接口设计成和普通的IO模件接口一致，这样就可以放置在DCS系统中任何一个IO模件的槽位而不需要做专用的底座，只需要将通道配置成数字量信号采集通道或SOE信息采集通道即可，还可将SOE模件剩余通道改用为数字量采集通道，这样既节省了安装成本又能更好的利用资源。

4、完善的自诊断功能，可通过通讯口监视到卡件内部的各种工作状态。

SOE智能模件产品中具有完善的自诊断功能，现场的工程师可在线读出运行中的模件的关键工作状态，比如模件信号采集是否正常，时钟同步否正常，卡件是否曾经发生过复位等，为产品运行中的性能评估提供参考数据。

5、独特的电子标签功能，使生产制造、工程应用能有效的对软硬件版本进行管理。

SOE智能模件中设计了独特的电子标签功能，卡件内部的存储器中具有产品的制造编号、软硬件版本标识。模件在系统中运行时可在线读出以上信息，为产品的升级维护、质量分析提供依据。

软件可在线升级。当产品需要进行软件升级时，传统的模件需要将硬件进行拆装，使用专用编程工具由专业人员来实施此项工作，SOE智能模件采用芯片自编程技术，可以通过模件上的通讯接口和软件升级PDA工具直接将新版本的软件更新到模件中，整个过程可在现场进行，不需要断电，更不需要拆装，完全可由用户自己来完成。

Claims (4)

1.一种SOE智能模件，其特征在于：该智能模件包括第一数据通讯接口(1)、第二数据通讯接口(2)、第三数据通讯接口(3)、信号采集检测接口(4)、主CPU处理器(5)和从CPU处理器(6)，第一数据通讯接口(1)和第二数据通讯接口(2)构成冗余的数据传输通道并与主CPU处理器(5)连接；第三数据通讯接口(3)为模件实时时钟同步信号传输通道并与从CPU处理器(6)连接；主CPU处理器(5)负责数字量信号的采集，从CPU处理器(6)负责SOE信息的采集，主CPU处理器(5)与从CPU处理器(6)之间使用SPI通讯总线进行SOE信息数据的交互传输；信号采集检测接口(4)同时与主CPU处理器(5)和从CPU处理器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的SOE智能模件，其特征在于：所述第一数据通讯接口(1)、第二数据通讯接口(2)、第三数据通讯接口(3)和信号采集检测接口(4)具有超长发送限制电路。

3.根据权利要求1所述的SOE智能模件，其特征在于：事件的记录时间通过第三数据通讯接口(3)与标准时钟源同步并通过从CPU处理器(6)内部定时器进行实时校正。

4.根据权利要求1所述的SOE智能模件，其特征在于：在主CPU处理器(5)上设有用于信息识别、内部诊断、软件升级的通讯接口(7)。

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