CN103368649A - 电网远程遥控信号的抗干扰传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，包括：采用光纤作为通讯介质的CAN总线；所述CAN总线并联有一个第一CAN收发器和至少一个第二CAN收发器；所述第一CAN收发器与第一光电耦合器连接，所述第一光电耦合器与控制器连接；每个所述第二CAN收发器连接一个第二光电耦合器，每个所述第二光电耦合器连接一个电动机构。本发明提高了电网远程遥控信号传输的抗干扰性，进而提高了电网系统运行的稳定性。

Description

电网远程遥控信号的抗干扰传输系统

技术领域

本发明涉及电网信号传输技术，特别是涉及一种电网远程遥控信号的抗干扰传输系统。

背景技术

基于电网的远程控制系统通常包括：远动遥控装置、电缆和电动机构。远动遥控装置用于进行远程控制，发出远程遥控信号等；电缆用于传输如合闸或分闸等远程遥控信号；电动机构箱用于接收电缆传输的控制信号进行相应操作，如根据所述控制信号对高压开关等电动机构进行合闸或分闸等操作。

在某些电网系统，如铁路电网特别是高速铁路电网采用电缆传输远程遥控信号，容易受到外界电磁场、恶劣气候等因素的干扰。受干扰远程遥控信号可能导致电动机构的误动，如导致高压开关错误的合闸或分闸，使得列车错误启动或停止等，由此造成安全隐患，甚至引发严重的交通事故。

为了提高电缆传输上述远程遥控信号的抗干扰能力，现有技术是在电缆的外围设置一屏蔽层，通过屏蔽层来降低对电缆传输的远程遥控信号的干扰。但是，现有外围设有屏蔽层的电缆的抗干扰能力有限，无法应用于高压等强干扰环境中；此外，不同类型的信号需要布设不同的电缆进行传输，不同电缆之间也存在信号干扰，进而降低了电网系统的稳定性。

发明内容

本发明提供一种电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，用于提高电网远程遥控信号传输的抗干扰性，进而提高电网系统运行的稳定性。

本发明提供了一种电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，包括：

采用光纤作为通讯介质的CAN总线；所述CAN总线并联有一个第一CAN收发器和至少一个第二CAN收发器；所述第一CAN收发器与第一光电耦合器连接，所述第一光电耦合器与控制器连接；每个所述第二CAN收发器连接一个第二光电耦合器，每个所述第二光电耦合器连接一个电动机构；

所述第一CAN收发器用于与所述CAN总线交换数据；所述第一光电耦合器用于进行所述第一CAN收发器和所述控制器之间的光电隔离；所述控制器用于获取所述第一CAN收发器接收到的数据，并生成用于控制所述电动机构的远程遥控信号，将所述远程遥控信号依次经所述第一光电耦合器和所述第一CAN收发器传输到所述CAN总线；

所述第二CAN收发器用于与所述CAN总线交换数据，将经所述CAN总线接收到的数据中确定所述远程遥控信号，并发送给所述第二光电耦合器；所述第二光电耦合器用于对所述第二CAN收发器和所述控制器之间进行光电隔离；所述电动机构用于经所述第二光电耦合器接收所述第二CAN收发器转发的所述远程遥控信号，根据所述远程遥控信号执行相应操作。

可选的，所述电力机构包括：温度传感器、高压隔离开关、铁芯和线圈；所述高压隔离开关包括：一出线座、一对平行设置的触指装置和一触头装置；所述出线座分别与所述第二光电耦合器和各所述触指装置连接，所述触头装置设置在一对所述触指装置之间；所述出线座用于经所述第二光电耦合器输入的信号为所述远程遥控信号时，在一对所述触指装置之间形成或消除预设压降，以使所述触指装置与所述触头装置电接触或断开电接触；所述铁芯套设在所述一对所述触指装置的外围，与各所述触指装置不接触；所述铁芯上绕设有所述线圈，所述线圈的出线端与所述温度传感器的电源输入端连接，所述温度传感器用于检测所述触指装置或触头装置的温度，并将与检测温度相关的数据经所述第二光电耦合器和所述第二CAN收发器发送到所述CAN总线。

可选的，每个所述触指装置包括：触指导电臂和触指；所述触指导电臂的一端与所述出线座连接，另一端与所述触指连接；两个所述触指装置的所述触指，分别位于两个所述触指装置的所述触指导电臂之间且位置相对。所述触头装置设置在两个所述触指装置的所述触指之间。

可选的，每个所述触指为U型触指；所述U型触指的开口处背向所述出线座；所述U型触指包括的两个臂中，一个臂与所述触指导电臂固接，另一臂为自由臂。所述触头装置设置于两个所述U型触指的自由臂之间。

可选的，所述电网远程遥控信号的抗干扰传输系统还包括：用于输出报警信号的报警器；所述报警器与所述控制器连接；所述控制器还用于经所述第一光电耦合器获取所述第一CAN收发器接收到的与所述检测温度相关的数据，在确定所述检测温度超出预设合理温度范围时，则触发所述报警器输出报警信号；所述报警信号用于提示所述高压隔离开关的工作温度超标。

可选的，所述第一CAN收发器包括：第一收发器和第一协议转换器；所述第一收发器分别与所述CAN总线、所述第一协议转换器和所述第一光电耦合器连接；所述第一收发器用于接收所述CAN总线或所述第一光电耦合器发送的第一待交换数据，将所述第一待交换数据发送给所述第一协议转换器，并将所述第一协议转换器返回的经协议转换后的所述第一待交换数据发送到所述第一光电耦合器或所述CAN总线；所述第一协议转换器用于对所述第一待交换数据进行CAN协议和所述控制器可识别协议之间的转换处理；所述第一待交换数据包括：所述远程遥控信号和/或与所述检测温度相关的数据。

可选的，所述第二CAN收发器包括：第二收发器和第二协议转换器；所述第二收发器分别与所述CAN总线、所述第二协议转换器和所述第二光电耦合器连接；所述第二收发器用于接收所述CAN总线或所述第二光电耦合器发送的第二待交换数据，将所述第二待交换数据发送给所述第二协议转换器，并将所述第二协议转换器返回的经协议转换后的所述第二待交换数据发送到所述第二光电耦合器或所述CAN总线；所述第二协议转换器用于对所述第二待交换数据进行CAN协议和所述电动结构可识别协议之间的转换处理；所述第二待交换数据包括：所述远程遥控信号和/或与所述检测温度相关的数据。

可选的，所述第二CAN收发器还包括：过滤器；所述过滤器连接在所述CAN总线和所述第二收发器之间，用于将经所述CAN总线接收的数据中包括所述第一CAN收发器的标识和所述电动机构的标识的远程遥控信号，发送给所述第二收发器，并丢弃除经所述CAN总线接收的数据中所述远程遥控信号之外的其他数据。

本发明提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，采用以光纤作为传输介质的CAN总线构建分布式电网远程遥控信号的传输系统，提高了数据传输速度和抗干扰性，减少传统电网远程遥控信号经电缆传输造成的传输时延，在无需为各单独电动机构独立铺设信号传输电缆的情形下，也可实现对电网系统中各个电动机构的集中控制以及电动机构对远程遥控信号的快速响应；此外，本实施例在CAN收发器和控制器或电动机构之间设置光电耦合器进行光电隔离，进一步提高了电网远程遥控信号传输的抗干扰性，降低了电动机构因干扰错误响应的几率，由此提高了电网系统运行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的第一CAN收发器的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的第二CAN收发器的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的第二CAN收发器的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的电动机构的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统的结构示意图。

附图标记：

1-CAN总线；         2-第一CAN收发器；      3-第一光电耦合器；

4-控制器；          5-第二CAN收发器；      6-第二光电耦合器；

7-电动机构；        22-第一协议转换器；    21-第一收发器；

51-第二收发器；     52-第二协议转换器；    53-过滤器；

71-温度传感器；     73-铁芯；              74-线圈；

721-触指导电臂；    722-触指；             723-触头装置；

724-触指装置；          725-出线座；    8-报警器；

7221-U型触指的底部；    7222-U型触指的自由臂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明以下实施例的序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

图1为本发明实施例一提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统的结构示意图。如图1所示的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统包括：采用光纤作为通讯介质的CAN(Controller Area Network，控制局域网络)总线1；CAN总线1并联有一个第一CAN收发器2和至少一个第二CAN收发器2；第一CAN收发器2与第一光电耦合器3连接，第一光电耦合器3与控制器4连接；每个第二CAN收发器5连接一个第二光电耦合器6，每个第二光电耦合器6连接一个电动机构7。

其中，第一CAN收发器2用于与CAN总线1交换数据。第一光电耦合器3用于进行第一CAN收发器2和控制器4之间的光电隔离。控制器4用于获取第一CAN收发器2接收到的数据，并生成用于控制电动机构7的远程遥控信号，将远程遥控信号依次经第一光电耦合器3和第一CAN收发器2传输到CAN总线1。

第二CAN收发器5用于与CAN总线1交换数据，将经CAN总线1接收到的数据中确定所述远程遥控信号并发送给第二光电耦合器6。第二光电耦合器6用于对第二CAN收发器5和控制器4之间进行光电隔离。电动机构7用于经第二光电耦合器6接收所述第二CAN收发器5转发的所述远程遥控信号，根据所述远程遥控信号执行相应操作。

本实施例采用以光纤作为传输介质的CAN总线构建分布式电网远程遥控信号的传输系统，提高了数据传输速度和抗干扰性，减少传统电网远程遥控信号经电缆传输造成的传输时延，在无需为各单独电动机构独立铺设信号传输电缆的情形下，也可实现对电网系统中各个电动机构的集中控制以及电动机构对远程遥控信号的快速响应；此外，本实施例在CAN收发器和控制器或电动机构之间设置光电耦合器进行光电隔离，进一步提高了电网远程遥控信号传输的抗干扰性，降低了电动机构因干扰错误响应的几率，由此提高了电网系统运行的稳定性。

图2为本发明实施例二提供的第一CAN收发器的结构示意图。如图2所示，第一CAN收发器2包括：第一收发器21和第一协议转换器22；第一收发器21分别与CAN总线1、第一协议转换器22和第一光电耦合器3连接。

其中，第一收发器21用于接收CAN总线1或第一光电耦合器3发送的第一待交换数据，将所述第一待交换数据发送给第一协议转换器22，并将第一协议转换器22返回的经协议转换后的所述第一待交换数据发送到第一光电耦合器3或CAN总线1。第一协议转换器22用于对所述第一待交换数据进行CAN协议和控制器4可识别协议之间的转换处理。

当第一收发器21接收到CAN总线上发送的第一待交换数据时，将该第一待交换数据发送给第一协议转换器22；第一协议转换器22对该第一待交换数据进行CAN协议到控制器4可识别协议的转换，并将经协议转换后的第一待交换数据发送给第一收发器21，由第一收发器21经第一光电耦合器3发送给控制器4。

当第一收发器21接收到第一光电耦合器3发送的第一待交换数据时，将该第一待交换数据发送给第一协议转换器22；第一协议转换器22对该第一待交换数据进行控制器4可识别协议到CAN协议的转换，并将经协议转换后的第一待交换数据发送给第一收发器21，由第一收发器21传输到CAN总线1上。

上述第一待交换数据可包括所述远程遥控信号，和/或，对各电动机构远程遥控所需的相关数据，如对电动机构的检测温度相关的数据等。

本实施例提供的第一CAN收发器具有协议自动转换功能，提高了电网远程遥控信号的抗干扰传输系统对控制器等部件原通信接口的兼容性，降低了分布式系统升级的成本。

图3为本发明实施例三提供的第二CAN收发器的结构示意图。如图3所示，第二CAN收发器5包括：第二收发器51和第二协议转换器52；第二收发器51分别与CAN总线1、第二协议转换器52和第二光电耦合器6连接。

其中，第二收发器51用于接收CAN总线1或第二光电耦合器6发送的第二待交换数据，将所述第二待交换数据发送给第二协议转换器6，并将第二协议转换器6返回的经协议转换后的所述第二待交换数据发送到第二光电耦合器6或CAN总线1。第二协议转换器52用于对所述第二待交换数据进行CAN协议和所述电动结构7可识别协议之间的转换处理。

当第二收发器51接收到CAN总线1上发送的第二待交换数据时，将该第二待交换数据发送给第二协议转换器52；第二协议转换器52对该第二待交换数据进行CAN协议到电动机构7可识别协议的转换，并将经协议转换后的第二待交换数据发送给第二收发器51，由第二收发器51经第二光电耦合器6发送给电动机构7。

当第二收发器51接收到第二光电耦合器6发送的第二待交换数据时，将该第二待交换数据发送给第二协议转换器52；第二协议转换器52对该第二待交换数据进行电动机构7可识别协议到CAN协议的转换，并将经协议转换后的第二待交换数据发送给第二收发器51，由第二收发器51传输到CAN总线1上。

上述第二待交换数据可包括所述远程遥控信号，和/或，对各电动机构远程遥控所需的相关数据，如对电动机构的检测温度相关的数据等。

本实施例提供的第二CAN收发器具有协议自动转换功能，提高了电网远程遥控信号的抗干扰传输系统对电动机构等部件原通信接口的兼容性，降低了分布式系统升级的成本。

图4为本发明实施例四提供的第二CAN收发器的结构示意图。本实施例提供的第二CAN收发器5是在图3所示的结构的基础上，进一步包括过滤器53。

过滤器53连接在CAN总线1和第二收发器51之间，用于将经CAN总线1接收的数据中包括所述第一CAN收发器的标识和所述电动机构7的标识的远程遥控信号，发送给第二收发器51，并丢弃除经所述CAN总线1接收的数据中所述远程遥控信号之外的其他数据。

也就是说，在电网远程遥控信号的抗干扰传输系统中，CAN总线上传输的数据很多，过滤器对CAN总线上传输的数据进行过滤处理，将数据中用于控制与其关联的电动机构的远程遥控信号过滤出来，并将其发送给第二收发器，由第二收发器经与其连接的第二光电耦合器发送给与第二光电耦合器连接的电动机构；过滤器可拦截除了上述远程遥控信号之外的其他信号，并可丢弃拦截的这些信号。

本实施例在实现实施例三技术方案的基础上，由于电网系统的受控部件如电动机构连接的第二CAN收发器，仅响应来自控制器的远程遥控信号，减少了电动机构误动的概率，由此提高了远程控制的准确性和抗干扰性。

图5为本发明实施例五提供的电动机构的结构示意图。如图5所示的电动机构包括：温度传感器71、高压隔离开关、铁芯73和线圈74。

高压隔离开关包括：一出线座725、一对平行设置的触指装置724和一触头装置723。出线座725分别与第二光电耦合器6和各触指装置724连接。触头装置723设置在一对触指装置724之间。出线座725用于经第二光电耦合器6输入的信号为远程遥控信号时，在一对触指装置724之间形成或消除预设压降，以使触指装置724与触头装置723电接触或断开电接触。

铁芯73套设在一对触指装置724的外围，与各触指装置724不接触。铁芯73上绕设有线圈74，线圈74的出线端与温度传感器71的电源输入端连接。温度传感器71用于检测触指装置724或触头装置723的温度，并将与检测温度相关的数据经第二光电耦合器6和第二CAN收发器发送到CAN总线。

可选的，每个触指装置724包括：触指导电臂721和触指722。触指导电臂721的一端与出线座725连接，另一端与触指722连接。两个触指装置724的触指722，分别位于两个触指装置724的触指导电臂721之间且位置相对。触头装置723设置在两个触指装置724的触指722之间。

可选的，每个触指722为U型触指。U型触指的开口处背向出线座725，也即U型触指的底部7221相对U型触指的开口处更靠近出线座725。U型触指722包括的两个臂中，一个臂与触指导电臂721固接，另一臂为U型触指的自由臂7222。触头装置723设置于两个U型触指的自由臂7222之间。

本实施例可对高压隔离开关进行温度监控，无需另外布设电缆，即可通过CAN总线传输检测温度等监控数据，有利于控制器对列车各部件进行统一监控；此外，温度传感器的输入电源由高压隔离开关的感生电源提供，有利于实现对温度传感器输入电压的钳制，避免了因输入电压过高等因素对温度传感器造成的损坏。

图6为本发明实施例六提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统的结构示意图。与图1所示的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统的区别在于，本实施例提供的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统还可包括用于输出报警信号的报警器8。报警器8与控制器4连接。控制器4还可用于经第一光电耦合器3获取第一CAN收发器2接收到的与所述检测温度相关的数据，在确定所述检测温度超出预设合理温度范围时，则触发报警器8输出报警信号；所述报警信号用于提示所述高压隔离开关的工作温度超标。

本实施例在电动机构特别是高压隔离开关工作温度超标时可及时报警，以便维护人员及时发现和处理，由此降低了安全隐患，提高了安全性，有利于电网系统整体的安全运行。

上述图2-5所示的各装置，均可应用于图1或图6所示的系统中。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，包括：

采用光纤作为通讯介质的CAN总线；所述CAN总线并联有一个第一CAN收发器和至少一个第二CAN收发器；所述第一CAN收发器与第一光电耦合器连接，所述第一光电耦合器与控制器连接；每个所述第二CAN收发器连接一个第二光电耦合器，每个所述第二光电耦合器连接一个电动机构；

所述第一CAN收发器用于与所述CAN总线交换数据；所述第一光电耦合器用于进行所述第一CAN收发器和所述控制器之间的光电隔离；所述控制器用于获取所述第一CAN收发器接收到的数据，并生成用于控制所述电动机构的远程遥控信号，将所述远程遥控信号依次经所述第一光电耦合器和所述第一CAN收发器传输到所述CAN总线；

所述第二CAN收发器用于与所述CAN总线交换数据，将经所述CAN总线接收到的数据中确定所述远程遥控信号，并发送给所述第二光电耦合器；所述第二光电耦合器用于对所述第二CAN收发器和所述控制器之间进行光电隔离；所述电动机构用于经所述第二光电耦合器接收所述第二CAN收发器转发的所述远程遥控信号，根据所述远程遥控信号执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，

所述电力机构包括：温度传感器、高压隔离开关、铁芯和线圈；

所述高压隔离开关包括：一出线座、一对平行设置的触指装置和一触头装置；所述出线座分别与所述第二光电耦合器和各所述触指装置连接，所述触头装置设置在一对所述触指装置之间；所述出线座用于经所述第二光电耦合器输入的信号为所述远程遥控信号时，在一对所述触指装置之间形成或消除预设压降，以使所述触指装置与所述触头装置电接触或断开电接触；

所述铁芯套设在所述一对所述触指装置的外围，与各所述触指装置不接触；所述铁芯上绕设有所述线圈，所述线圈的出线端与所述温度传感器的电源输入端连接，所述温度传感器用于检测所述触指装置或触头装置的温度，并将与检测温度相关的数据经所述第二光电耦合器和所述第二CAN收发器发送到所述CAN总线。

3.根据权利要求2所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，

每个所述触指装置包括：触指导电臂和触指；所述触指导电臂的一端与所述出线座连接，另一端与所述触指连接；

两个所述触指装置的所述触指，分别位于两个所述触指装置的所述触指导电臂之间且位置相对。

4.根据权利要求3所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，所述触头装置设置在两个所述触指装置的所述触指之间。

5.根据权利要求3所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，每个所述触指为U型触指；所述U型触指的开口处背向所述出线座；所述U型触指包括的两个臂中，一个臂与所述触指导电臂固接，另一臂为自由臂。

6.根据权利要求5所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，所述触头装置设置于两个所述U型触指的自由臂之间。

7.根据权利要求2所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，还包括：用于输出报警信号的报警器；所述报警器与所述控制器连接；所述控制器还用于经所述第一光电耦合器获取所述第一CAN收发器接收到的与所述检测温度相关的数据，在确定所述检测温度超出预设合理温度范围时，则触发所述报警器输出报警信号；所述报警信号用于提示所述高压隔离开关的工作温度超标。

8.根据权利要求1-7任一所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，

所述第一CAN收发器包括：第一收发器和第一协议转换器；所述第一收发器分别与所述CAN总线、所述第一协议转换器和所述第一光电耦合器连接；

所述第一收发器用于接收所述CAN总线或所述第一光电耦合器发送的第一待交换数据，将所述第一待交换数据发送给所述第一协议转换器，并将所述第一协议转换器返回的经协议转换后的所述第一待交换数据发送到所述第一光电耦合器或所述CAN总线；所述第一协议转换器用于对所述第一待交换数据进行CAN协议和所述控制器可识别协议之间的转换处理；所述第一待交换数据包括：所述远程遥控信号和/或与所述检测温度相关的数据。

9.根据权利要求1-7任一所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，

所述第二CAN收发器包括：第二收发器和第二协议转换器；所述第二收发器分别与所述CAN总线、所述第二协议转换器和所述第二光电耦合器连接；

所述第二收发器用于接收所述CAN总线或所述第二光电耦合器发送的第二待交换数据，将所述第二待交换数据发送给所述第二协议转换器，并将所述第二协议转换器返回的经协议转换后的所述第二待交换数据发送到所述第二光电耦合器或所述CAN总线；所述第二协议转换器用于对所述第二待交换数据进行CAN协议和所述电动结构可识别协议之间的转换处理；所述第二待交换数据包括：所述远程遥控信号和/或与所述检测温度相关的数据。

10.根据权利要求9所述的电网远程遥控信号的抗干扰传输系统，其特征在于，所述第二CAN收发器还包括：过滤器；所述过滤器连接在所述CAN总线和所述第二收发器之间，用于将经所述CAN总线接收的数据中包括所述第一CAN收发器的标识和所述电动机构的标识的远程遥控信号，发送给所述第二收发器，并丢弃除经所述CAN总线接收的数据中所述远程遥控信号之外的其他数据。

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