CN103267906B - 一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，属于变电站综合自动化系统的测试领域，具体涉及一种电力调度系统理想测试及校验工具；目的为了解决人工测试雪崩测试试验无法满足多个遥信点动作的同步性和准确性的问题，它包括外部时钟输入单元、串口通讯单元、守时单元、外部时钟接收单元、N个脉冲输出单元、主微处理器单元和时钟源选择电路；本发明采用外部时钟接收单元所发出的时间同步信息的设计方案，主微处理器单元接收外部时钟接收单元所发出的时间同步信息信号作为系统的时钟源，时钟源选择电路将选择后的信号作为输出标准秒脉冲信号，本发明主要应用在对电力设备检测领域。
Description
技术领域
本发明属于变电站综合自动化系统的测试领域，具体涉及一种电力调度系统理想测试及校验工具。
背景技术
在电力设备检测中，需要对设备进行雪崩试验，即：多个遥信点同时试验，判断事件的一致性和准确性。要求多个遥信点同时动作并保证动作时间的同步性和准确性，人工测试无法满足多个遥信点动作的同步性和准确性，人工测试的动作时间准确度可以达到10ms。
发明内容
本发明的目的为了解决人工测试雪崩测试试验无法满足多个遥信点动作的同步性和准确性的问题，提出了一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置。
一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，它包括外部时钟输入单元、串口通讯单元、守时单元、外部时钟接收单元、N个脉冲输出单元、主微处理器单元和时钟源选择电路；N为大于0的整数，
所述的外部时钟输入单元的信号输出端与外部时钟接收单元的时钟信号输入端连接；所述的外部时钟接收单元的信号输出端与时钟源选择电路的第一时钟信号输入端连接，
所述的主微处理器单元的第一控制信号输出端与时钟源选择电路的第一控制信号输入端连接，主微处理器单元的第二控制信号输出端与时钟源选择电路的第二控制信号输入端连接，主微处理器单元的第三控制信号输出端与时钟源选择电路的第三控制信号输入端连接，主微处理器单元的第四控制信号输出端与时钟源选择电路的第四控制信号输入端连接，主微处理器单元的守时控制信号输出端与守时单元的守时控制信号输入端连接，主微处理器单元的串行通讯信号端与串口通讯单元的串行通讯信号端连接，主微处理器单元的脉冲控制信号输出端通过控制总线与每个脉冲输出单元的控制信号输入端和外部时钟接收单元的信号输入端连接，主微处理器单元的脉冲反馈信号输入端通过控制总线与每个脉冲输出单元的脉冲反馈信号输出端和外部时钟接收单元的脉冲反馈信号输出端连接，所述的守时单元的信号输出端与时钟源选择电路的第二时钟信号输入端连接，所述的时钟源选择电路的时钟信号输出端同时与守时单元的时钟信号输入端和每个脉冲输出单元的标准秒脉冲信号输入端连接。
所述的主微处理器单元包括主微处理器、键盘电路、液晶显示器、第一串口驱动单元、RS422总线驱动单元和LED指示电路；
所述的主微处理器的第一串行端口与第一串口驱动单元的信号输入输出端连接，主微处理器的RS422串行通讯端口与RS422总线驱动单元的信号输入输出端连接，主微处理器的指示灯控制信号输出端与LED指示电路的控制信号输入端连接，主微处理器的按键信号输入端与键盘电路的按键信号输出端连接，主微处理器的液晶显示器驱动单元信号输出端与液晶显示器的信号输入端连接，主微处理器的第一、第二、第三和第四控制信号输出端分别是主微处理器单元的第一至第四控制信号输出端，主微处理器的守时控制信号输出端是主微处理器单元的守时控制信号输出端，第一串口驱动单元的信号输出端是主微处理器单元的串行通讯信号端，RS总线驱动单元的第二信号输入输出端是主微处理器单元的脉冲反馈信号输入端。
主微处理器控制守时单元的守时状态，主微处理器根据外部时钟和守时状态进行时间源解算，并通过主微处理器的第一、第二、第三和第四控制信号输出端控制时钟源选择电路将选择后的信号以标准秒脉冲信号输出。
通过键盘电路可设置主微处理器的参数，该参数可通过液晶显示器进行显示。
所述的外部时钟接收单元的脉冲反馈信号输出端输出的是包含年、月、日、时、分、秒信息的时间同步信号。
所述的主微处理器单元的脉冲控制信号输出端输出的是控制信号。
所述的时间同步信号为秒脉冲信号。
所述的脉冲输出单元输出的信号路数大于等于1小于等于200。所述的守时单元的信号输出端输出的信号为秒脉冲信号。
所述N为大于等于1小于等于10的整数。
所述的时钟源选择电路的时钟信号输出端输出的信号作为选择后的标准秒脉冲信号。
主微处理器单元还包括第二串口驱动单元，所述的主微处理器的第二串行端口与第二串口驱动单元的信号输入输出端连接，第二串口驱动单元作为备用端口。
原理分析：外部时钟接收单元接收来外部时钟输入单元输出IRIG-B码形式的时间的信号，通过外部时钟接收单元解算出时间同步信号和秒脉冲信号，并同时把时间同步信号送给主微处理器单元，秒脉冲信号发送至时钟源选择电路，
守时单元的秒脉冲输出至时钟源选择电路，其守时状态由主微处理器的守时控制信号输出端控制。主微处理器通过第一、第二、第三和第四控制信号输出端控制时钟源选择电路，时钟源选择电路选择外部时钟接收单元输出的秒脉冲或守时单元输出秒脉冲信号中的一种作为输出标准秒脉冲信号，并将该信号同时发送至守时单元和脉冲输出单元，
脉冲输出单元接收时钟源选择电路发来的标准秒脉冲信号和主微处理器单元通过总线驱动单元发送过来的时间信号及控制信号，这些信号经脉冲输出单元处理后输出与标准秒脉冲信号同步的脉冲信号。
本发明采用外部时钟接收单元所发出的时间同步信息的设计方案，主微处理器单元接收外部时钟接收单元所发出的时间同步信息信号作为系统的时钟源。主微处理器单元采用先进的时间控制处理算法，可确保外部时钟接收单元时间同步的同时也可以实现外部时钟接收单元所发出在一段时间内保持失锁或失效前的稳定度和准确度，保证遥信点信号输出的准确性和同步性。
通过主微处理器单元对守时单元和外部时钟接收单元的秒脉冲和时间同步信号进行实时检测和对比，选择合适的时间源作为主微处理器单元的工作时间源并且使用该时间源的秒脉冲信号对于守时单元的石英晶体振荡器进行驯服控制和校对，得到高精度的时间信息。
本发明所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置带来的有益效果是，可对多个遥信点同时进行雪崩测试，多个遥信点达到了动作的同步性和准确性，动作时间准确度提高了100倍，可以达到0.1ms。
附图说明
图1是本发明所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的原理框图。
图2是主微处理器单元的内部结构图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，它包括外部时钟输入单元、串口通讯单元1、守时单元2、外部时钟接收单元3、N个脉冲输出单元4、主微处理器单元5和时钟源选择电路6；N为大于0的整数，
所述的外部时钟输入单元的信号输出端与外部时钟接收单元3的时钟信号输入端连接；所述的外部时钟接收单元3的信号输出端与时钟源选择电路6的第一时钟信号输入端连接，
所述的主微处理器单元5的第一控制信号输出端与时钟源选择电路6的第一控制信号输入端连接，主微处理器单元5的第二控制信号输出端与时钟源选择电路6的第二控制信号输入端连接，主微处理器单元5的第三控制信号输出端与时钟源选择电路6的第三控制信号输入端连接，主微处理器单元5的第四控制信号输出端与时钟源选择电路6的第四控制信号输入端连接，主微处理器单元5的守时控制信号输出端与守时单元2的守时控制信号输入端连接，主微处理器单元5的串行通讯信号端与串口通讯单元1的串行通讯信号端连接，主微处理器单元5的脉冲控制信号输出端通过控制总线与每个脉冲输出单元4的控制信号输入端和外部时钟接收单元3的信号输入端连接，主微处理器单元5的脉冲反馈信号输入端通过控制总线与每个脉冲输出单元4的脉冲反馈信号输出端和外部时钟接收单元3的脉冲反馈信号输出端连接，所述的守时单元2的信号输出端与时钟源选择电路6的第二时钟信号输入端连接，所述的时钟源选择电路6的时钟信号输出端同时与守时单元2的时钟信号输入端和每个脉冲输出单元4的标准秒脉冲信号输入端连接。
具体实施方式二：参见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的主微处理器单元5包括主微处理器5-1、键盘电路5-2、液晶显示器5-3、第一串口驱动单元5-4、RS422总线驱动单元5-6和LED指示电路5-7；
所述的主微处理器5-1的第一串行端口与第一串口驱动单元5-4的信号输入输出端连接，主微处理器5-1的RS422串行通讯端口与RS422总线驱动单元5-6的信号输入输出端连接，主微处理器5-1的指示灯控制信号输出端与LED指示电路5-7的控制信号输入端连接，主微处理器5-1的按键信号输入端与键盘电路5-2的按键信号输出端连接，主微处理器5-1的液晶显示器驱动单元信号输出端与液晶显示器5-3的信号输入端连接，主微处理器5-1的第一、第二、第三和第四控制信号输出端分别是主微处理器单元5的第一至第四控制信号输出端，主微处理器5-1的守时控制信号输出端是主微处理器单元5的守时控制信号输出端，第一串口驱动单元5-4的信号输出端是主微处理器单元5的串行通讯信号端，RS422总线驱动单元5-6的第二信号输入输出端是主微处理器单元5的脉冲反馈信号输入端。
主微处理器5-1控制守时单元2的守时状态，主微处理器5-1根据外部时钟和守时状态进行时间源解算，并通过主微处理器5-1的第一、第二、第三和第四控制信号输出端控制时钟源选择电路6将选择后的信号以标准秒脉冲信号输出。
通过键盘电路5-2可设置主微处理器5-1的参数，该参数可通过液晶显示器5-3进行显示。
具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的外部时钟接收单元3的脉冲反馈信号输出端输出的是包含年、月、日、时、分、秒信息的时间同步信号。
具体实施方式四：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的主微处理器单元5的脉冲控制信号输出端输出的是控制信号。
具体实施方式五：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的时间同步信号为秒脉冲信号。
具体实施方式六：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的脉冲输出单元4输出的信号路数大于等于1小于等于200。
具体实施方式七：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的守时单元2的信号输出端输出的信号为秒脉冲信号。
具体实施方式八：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述N为大于等于1小于等于10的整数。
具体实施方式九：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置的区别在于，所述的时钟源选择电路6的时钟信号输出端输出的信号作为选择后的标准秒脉冲信号。
主微处理器单元5还包括第二串口驱动单元5-5，所述的主微处理器5-1的第二串行端口与第二串口驱动单元5-5的信号输入输出端连接，第二串口驱动单元5-5作为备用端口。
原理分析：外部时钟接收单元3接收来外部时钟输入单元输出的IRIG-B码形式的时间信号，通过外部时钟接收单元3解算出时间同步信号和秒脉冲信号，并同时把时间同步信号送给主微处理器单元5，秒脉冲信号发送至时钟源选择电路6，
守时单元2的秒脉冲输出至时钟源选择电路6，其守时状态由主微处理器5-1的守时控制信号输出端控制，主微处理器5-1通过第一、第二、第三和第四控制信号输出端控制时钟源选择电路6，时钟源选择电路6选择外部时钟接收单元3输出的秒脉冲或守时单元2输出秒脉冲信号中的一种作为输出标准秒脉冲信号，并将该信号同时发送至守时单元2和脉冲输出单元4，
脉冲输出单元4接收时钟源选择电路6发来的标准秒脉冲信号和主微处理器单元5通过422总线驱动单元5-6发送过来的时间信号及控制信号，这些信号经脉冲输出单元4处理后输出与标准秒脉冲信号同步的脉冲信号。
本发明以实用性、先进性、可靠性为原则，建立一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，使遥信动作实现同步性和准确性，同时实现雪崩测试试验的高度自动化，测试结果通过上位机系统处理、存储、显示。
Claims (4)
1.一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，其特征在于，它包括外部时钟输入单元、串口通讯单元(1)、守时单元(2)、外部时钟接收单元(3)、N个脉冲输出单元(4)、主微处理器单元(5)和时钟源选择电路(6)；N为大于0的整数，
所述的外部时钟输入单元的信号输出端与外部时钟接收单元(3)的时钟信号输入端连接；所述的外部时钟接收单元(3)的信号输出端与时钟源选择电路(6)的第一时钟信号输入端连接，
所述的主微处理器单元(5)的第一控制信号输出端与时钟源选择电路(6)的第一控制信号输入端连接，主微处理器单元(5)的第二控制信号输出端与时钟源选择电路(6)的第二控制信号输入端连接，主微处理器单元(5)的第三控制信号输出端与时钟源选择电路(6)的第三控制信号输入端连接，主微处理器单元(5)的第四控制信号输出端与时钟源选择电路(6)的第四控制信号输入端连接，主微处理器单元(5)的守时控制信号输出端与守时单元(2)的守时控制信号输入端连接，主微处理器单元(5)的串行通讯信号端与串口通讯单元(1)的串行通讯信号端连接，主微处理器单元(5)的脉冲控制信号输出端通过控制总线与每个脉冲输出单元(4)的控制信号输入端和外部时钟接收单元(3)的信号输入端连接，主微处理器单元(5)的脉冲反馈信号输入端通过控制总线与每个脉冲输出单元(4)的脉冲反馈信号输出端和外部时钟接收单元(3)的脉冲反馈信号输出端连接，所述的守时单元(2)的信号输出端与时钟源选择电路(6)的第二时钟信号输入端连接，所述的时钟源选择电路(6)的时钟信号输出端同时与守时单元(2)的时钟信号输入端和每个脉冲输出单元(4)的标准秒脉冲信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，其特征在于，所述的主微处理器单元(5)包括主微处理器(5-1)、键盘电路(5-2)、液晶显示器(5-3)、第一串口驱动单元(5-4)、RS422总线驱动单元(5-6)和LED指示电路(5-7)；
所述的主微处理器(5-1)的第一串行端口与第一串口驱动单元(5-4)的信号输入输出端连接，主微处理器(5-1)的RS422串行通讯端口与RS422总线驱动单元(5-6)的信号输入输出端连接，主微处理器(5-1)的指示灯控制信号输出端与LED指示电路(5-7)的控制信号输入端连接，主微处理器(5-1)的按键信号输入端与键盘电路(5-2)的按键信号输出端连接，主微处理器(5-1)的液晶显示器驱动单元信号输出端与液晶显示器(5-3)的信号输入端连接，主微处理器(5-1)的第一、第二、第三和第四控制信号输出端分别是主微处理器单元(5)的第一至第四控制信号输出端，主微处理器(5-1)的守时控制信号输出端是主微处理器单元(5)的守时控制信号输出端，第一串口驱动单元(5-4)的信号输出端是主微处理器单元(5)的串行通讯信号端，RS422总线驱动单元(5-6)的第二信号输入输出端是主微处理器单元(5)的脉冲反馈信号输入端。
3.根据权利要求1所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，其特征在于，所述的脉冲输出单元(4)输出的信号路数大于或等于1，且小于或等于200。
4.根据权利要求1所述的一种基于时间同步系统的综合自动化变电站雪崩测试装置，其特征在于，所述N为大于或等于1，且小于或等于10的整数。
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