CN103116347B - 一种开入开出扩展方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开入开出扩展方法，COM板为通讯中枢，管理所有的信息流通，信息分别通过以太网、RS485及CAN总线进行通讯，所述以太网用于PC板、COM板及DSP板间录波文件、程序的传输；所述RS485用于参数设置、SOE事件报文的低速数据传递；所述CAN总线用于开入变位、命令报文的高速数据传输；PC板上设有数个槽位可任意配置开入开出板卡，根据项目需要，插入开入开出板卡后，系统自动适应开入开出数量，同时可通过接入开入开出扩展模块，实现开入开出的扩展。本发明通过开入开出扩展方法来实现开入开出的适应性配置，在满足系统开入开出要求的同时又能极方便的适应系统对开入开出的需求。
Description
技术领域
本发明属于数字量扩展领域，涉及一种开入开出扩展方法。
背景技术
随着电力系统的发展，各种电力保护、测量、控制装置的功能越来越复杂，需求越来越多样化，这其中，对开入开出的要求越来越拉高，实时、准确、迅速、数量及稳定性等，同时开入开出对于装置来说又是极其重要的组成部分，一方面，开入量引进外部信息到装置，是装置获取外部信息的一个重要手段，如开关位置、开关状态等一些数字量很难通过其它手段传入装置；另一方面，开出量输出信息或者控制外部节点，实现装置的一些测量、保护、控制功能，如输出告警信息、控制断路器动作等，这些也很难由其它来代替实现。
但现有电力装置的开入开出量通常直接耦合中央CPU，而中央CPU的IO口数量限制了开入开出的数量，常常开入开出会被固定死，很难进行扩展，灵活性极差，因此，就需要一种开入开出扩展方法来实现开入开出的适应性配置，在满足系统开入开出要求的同时又能极方便的适应系统对开入开出的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有电力装置开入开出数量固定，难以扩展而提出的一种开入开出扩展方法。
本发明的技术方案为：一种开入开出扩展方法，COM板为通讯中枢，管理所有的信息流通，信息分别通过以太网、RS485及CAN总线进行通讯，所述以太网用于PC板、COM板及DSP板间录波文件、程序的传输；所述RS485用于参数设置、SOE事件报文的低速数据传递；所述CAN总线用于开入变位、命令报文的高速数据传输。PC板上设有数个槽位可任意配置开入开出板卡，根据项目需要，插入开入开出板卡后，系统自动适应开入开出数量，同时可通过接入开入开出扩展模块，实现开入开出的扩展。
所述开入开出板卡ID号由帧类型、板卡类型、板卡地址、板卡标志组成，帧类型占1bit，0表示变位或命令报文，1表示心跳报文；板卡类型占4bit，共有16种组合，从0x0到0xF，类型号越小的板子，CAN传输优先级越高，其中0x0板ID号保留。0x01规定为管理板；0x02规定为处理板；0x05规定为开出板A-跳闸继电器板；0x06为开出板B-信号继电器板；0x08为开入量板；0x0a为开入量扩展板，规定板卡号小于0x4的板卡才有权发送输出命令报文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于区分板卡，可以取槽位号或者拨码开关值；板卡标志占2bit，传输本板卡的各种状态信息，0表示正常，1表示异常，2、3保留。
所述开入开出板卡数据共8个字节，对于开入板，其前5个字节共40bit用于表示开入量状态，一帧报文最多可表示40路开入量，第6、7字节用于表示时间，第8字节则是本板卡的复位次数；对于开出板，两个字节16bit组成一个开出命令，一个开出命令的前4bit用于指定开出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡对应继电器的状态，共有4组，一帧报文最多控制48个继电器。
所述COM板监测各开入开出板卡心跳报文，如果含有异常标志则生成异常事件；如果COM板未收到心跳报文后会生成该板件通信出错报文；所有心跳报文1s发送一次；如果复位次数发生变化则生成该板件复位报文。
所述DSP板接受、处理及发送变位报文及命令报文，对接受到的变位报文进行解析、读取及分析；当需要开出时，DSP板发送开出命令报文，控制开出板动作；变位报文及命令报文按照2n（n=0,1,3）ms的规律发送，发送三次，保证变位报文及命令报文的可靠性；时标ms为发送时间。
主要特点：
l 本发明采用了微型计算机、电力自动化、光纤通讯等多种高新技术。多处理器为高速、准确的运算及控制提供有力的保障；高度集成的CPLD芯片保证了对开入量、继电器的实时控制；
l 人机界面友好，采用800×480超高分辨率图形液晶，动态显示开入开出信息。友好的图形化界面，采用四维导航键，操作快捷方便；
l 通讯功能强大，提供两组以太网。采用光纤通道传输数据质量高、误码率低、频带宽、抗干扰能力强；
l 电路板采用表面贴装技术，减少了电路体积以及功耗；
l 外型美观大方，机壳采用铝合金板，全封闭机箱，强弱电严格分离，散热性能好，抗震动及抗电磁干扰性能更强；
l 采用多CPU技术，各板件相互独立，通过通信紧密联系，躲避了CPU本身IO出口的限制；
l 开入开出信息通过内部高速通信传递，速度快，延时低，基本无延时，实现快速开入与开出；
l 通信通过CAN总线实现，安全性高，传输可靠，使用方便，作为一种广泛使用的总线协议，其能满足绝大多数使用需求；
l 开入开出板任意配置，开入开出数量根据板件自动变化。
附图说明
图1本发明的系统架构图。
图2本发明的开入心跳报文。
图3本发明的开入变位报文。
图4本发明的开出心跳报文。
图5本发明的开出命令报文。
图6 本发明的系统硬件结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
本发明的系统架构如图1所示。COM板为通讯中枢，管理所有的信息流通，其共有三种通讯，分别为以太网、RS485及CAN总线。以太网用于PC、COM及DSP间文件传输，如录波文件、程序的传输；RS485则用于低速数据传递，如参数设置、SOE事件报文的传输；CAN总线用于高速数据传输，如开入变位、命令报文的传输。
报文如图2、3、4、5所示，报文说明。
1. 板卡ID号由帧类型、板卡类型、板卡地址、板卡标志组成，帧类型占1bit，0表示变位或命令报文，1表示心跳报文；板卡类型占4bit，共有16种组合，从0x0到0xF，类型号越小的板子，CAN传输优先级越高，其中0x0板ID号保留。0x01规定为管理板；0x02规定为处理板；0x05规定为开出板A-跳闸继电器板；0x06为开出板B-信号继电器板；0x08为开入量板；0x0a为开入量扩展板，规定板卡号小于0x4的板卡才有权发送输出命令报文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于区分板卡，可以取槽位号或者拨码开关值；板卡标志占2bit，传输本板卡的各种状态信息，0表示正常，1表示异常，2、3保留。
2. 板卡数据共8个字节，对于开入板，其前5个字节共40bit用于表示开入量状态，一帧报文最多可表示40路开入量，第6、7字节用于表示时间，第8字节则是本板卡的复位次数；对于开出板，两个字节16bit组成一个开出命令，一个开出命令的前4bit用于指定开出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡对应继电器的状态，共有4组，一帧报文最多控制48个继电器。
3. COM板监测各板卡心跳报文，如果含有异常标志则生成异常事件。如果COM板未收到心跳报文后会生成该板件通信出错报文。所有心跳报文1s发送一次。如果复位次数发生变化则生成该板件复位报文。
4. DSP板接受、处理及发送变位报文及命令报文。对接受到的变位报文进行解析、读取及分析；当需要开出时，DSP板发送开出命令报文，控制开出板动作；变位报文及命令报文按照2n（n=0,1,3）ms的规律发送，发送三次，保证变位报文及命令报文的可靠性。时标ms为发送时间。
本发明的系统硬件结构图如图6所示，其中，PC211，PC222，PC223共10个槽位可任意配置开入开出板卡，根据项目需要，插入板件后，系统自动适应开入开出数量，如10个槽位插满开入开出板卡后开入开出数量仍然不够，可通过PC331板件接入开入开出扩展模块，由此，实现开入开出的扩展。
虽然本发明通过实施例进行了描述，但实施例并非用来限定本发明。本领域技术人员可在本发明的精神的范围内，做出各种变形和改进，但同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (2)
1.一种开入开出扩展方法，COM板为通讯中枢，管理所有的信息流通，信息分别通过以太网、RS485及CAN总线进行通讯，其特征在于：PC板上设有数个槽位可任意配置开入开出板卡，根据项目需要，插入开入开出板卡后，系统自动适应开入开出数量，同时可通过接入开入开出扩展模块，实现开入开出的扩展；所述以太网用于PC板、COM板及DSP板间录波文件、程序的传输；所述RS485用于参数设置、SOE事件报文的低速数据传递；所述CAN总线用于开入变位、命令报文的高速数据传输；所述开入开出板卡ID号由帧类型、板卡类型、板卡地址、板卡标志组成，帧类型占1bit，0表示变位或命令报文，1表示心跳报文；板卡类型占4bit，共有16种组合，从0x0到0xF，类型号越小的板子，CAN传输优先级越高，其中0x0板ID号保留；所述开入开出板卡数据共8个字节，对于开入板，其前5个字节共40bit用于表示开入量状态，一帧报文最多可表示40路开入量，第6、7字节用于表示时间，第8字节则是本板卡的复位次数；对于开出板，两个字节16bit组成一个开出命令，一个开出命令的前4bit用于指定开出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡对应继电器的状态，共有4组，一帧报文最多控制48个继电器；所述COM板监测各开入开出板卡心跳报文，如果含有异常标志则生成异常事件；如果COM板未收到心跳报文后会生成该板件通信出错报文；所有心跳报文1s发送一次；如果复位次数发生变化则生成该板件复位报文；所述DSP板接受、处理及发送变位报文及命令报文，对接受到的变位报文进行解析、读取及分析；当需要开出时，DSP板发送开出命令报文，控制开出板动作；变位报文及命令报文按照2n（n=0,1,3）ms的规律发送，发送三次，保证变位报文及命令报文的可靠性；时标ms为发送时间。
2.根据权利要求1所述的开入开出扩展方法，其特征在于：0x01规定为管理板；0x02规定为处理板；0x05规定为开出板A-跳闸继电器板；0x06为开出板B-信号继电器板；0x08为开入量板；0x0a为开入量扩展板，规定板卡号小于0x4的板卡才有权发送输出命令报文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于区分板卡，可以取槽位号或者拨码开关值；板卡标志占2bit，传输本板卡的各种状态信息，0表示正常，1表示异常，2、3保留。
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