CN104407539A - 一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，属于分散式布局的智能电力装置技术领域。本发明首先检测所有子模块的在线状态，判断各在线子模块的地址是否与地址表信息中的地址一致；若存在不一致的子模块时，驱动该子模块的前级模块发送地址整定标志位信息；子模块接收到前级模块发送的地址整定标志位后，对主模块发送地址整定请求；主模块根据整定请求信息及子模块的前级模块地址，为该子模块分配地址信息，并通过通讯对此子模块实现地址整定操作。本发明能够使子模块地址自动整定，且规避了重复地址的风险，系统结构不受背板的结构限制，扩展能力强，专用通讯的其可整定范围可以达到随意扩展的目的。

Description

一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法

技术领域

本发明涉及一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，属于分散式布局的智能电力装置技术领域。

背景技术

分散式布局的装置中主模块与子模块中均配置有可编程逻辑芯片，其扩展能力相对于现有的集中式控制的装置显著增强。主模块与子模块通讯需要建立每个模块对应的ID信息，一般整定子模块的ID信息有2种方式，一是通过背板与识别电路建立每个接入的子模块的ID信息，二是通过对子模块预设ID信息，人为的保证每个子模块的ID信息与其一一对应。

1、通过背板与识别电路建立子模块的ID信息

中国专利CN201310629396.1介绍了一种智能电力装置，在子模块中引入可编程逻辑控制器，大大减轻了主模块中可编程逻辑控制器的运算压力，系统扩展性显著增强，同时主模块可编程逻辑控制器不参与数据的前期处理，减少了系统资源，在外部扩展需求较大的场合，亦可以考虑用较低级的处理器，适度降低系统成本。由其组成的装置结构如图1所示。此装置架构中，对通讯地址的编码采用的是背板编码方式。背板信息反映不同的数据位，通过选通方式等手段实现，子模块接入装置时，可通过表示其接入位置的ID号进行识别，当插件接入时，此ID号被激活，主模块可通过轮询、子模块上电启动自动上送来检测新接入的子模块，在主模块中为其配置资源。

ID号实现方式有三种：1)在主模块中实现，例如主模块通过CS0、CS1、CSn等片选信号分别接入背板A、B、N的位置，当子模块接入背板A时，CS0被激活，主模块识别子模块接入背板A位置；2)在背板中实现，例如背板中有开入回路，公共端接入5V电源，背板A、B、N位置分别接入主模块的KR1、KR2、KRn位置，子模块中对应背板位置为短接端子，当子模块接入背板A位置时，KR1被激活，表示背板A位置接入子模块；3)在子模块中实现，例如子模块中有开入回路，公共端接5V电源，背板对应位置为短接状态，当子模块接入背板时，对应回路被激活，对应的KR接入主模块开入回路中，表示此位置模块ID被激活。ID号亦可以通过子模块中通讯数据传输给主模块实现。

以上三种ID号的编码方式均采用背板与子模块结合的方式进行，不论是在背板中实现还是在主模块中实现，亦或是在子模块中实现，其建立的基础均为主模块通过背板与子模块建立联络关系，而背板的缺点就是不能随意扩展，受限于现有的背板走线的空间布局影响，其扩展的子模块数量同样受限制。

2、预置地址信息编码方式

在分布式布局的子模块中，人为预先设置装置的地址信息，对每个接入的子模块按照一定的规律方法，进行代表模块地址信息的ID信息的整定。如图2所示，针对某一装置对其接入的子模块分别预设地址为1、2、3对应其ID信息，任意子模块或全部子模块接入时，主模块均可以依据其ID信息进行区别。

该方法整定ID信息比较麻烦，且由于ID信息整定过程的影响，存在初始地址重复的风险，导致数据冲突，装置失效。当子模块需要更换时，需要整定其ID信息与被替换子模块一致，增加操作复杂度与出错风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种主从模块结构的智能装置地址编码方法，以解决现有技术中通过背板方式进行编码所导致的对背板依赖大以及不易扩展的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，该编码方法包括以下步骤：

1)检测所有子模块的在线状态，判断各在线子模块的地址是否与地址表信息中的地址一致；

2)若存在不一致的子模块时，驱动该子模块的前级模块发送地址整定标志位信息；

3)子模块接收到前级模块发送的地址整定标志位后，对主模块发送地址整定请求；

4)主模块根据整定请求信息及子模块的前级模块地址，为该子模块分配地址信息，并通过通讯对此子模块实现地址整定操作。

所述步骤1)中地址表是智能电力装置在第一次上电初始化操作时，由主模块对所有在线子模块进行统计，所得到的顺序依次排列、具有级差的地址信息。

所述步骤2)中的地址整定标志位信息是由主模块发动，驱动已整定地址的子模块，通过专用地址整定标志位传递通道向后级子模块发送。

所述的专用地址整定标志位传递通道为专用置位方式或I/O方式，各模块之间通过专用地址整定标志位传递通道采用手拉手的串行方式连接，以保证地址整定标志位信息一对一传输。

所述的地址整定标志位信息为0、1信息或者是数据组合，表示发送接收到此信息的子模块开始地址整定操作。

所述步骤3)子模块对主模块发送地址整定请求时，通过设置一个随机量的地址信息的方式完成一个初始地址的设定。

所述步骤4)中主模块通过地址整定标志位传递通道对子模块直接进行地址整定操作。

所述主模块采用运算规则对接入的子模块进行地址编码操作。

所述子模块中设置有地址锁存单元，用于锁存地址信息。

本发明的有益效果是:本发明首先检测所有子模块的在线状态，判断各在线子模块的地址是否与地址表信息中的地址一致；若存在不一致的子模块时，驱动该子模块的前级模块发送地址整定标志位信息；子模块接收到前级模块发送的地址整定标志位后，对主模块发送地址整定请求；主模块根据整定请求信息及子模块的前级模块地址，为该子模块分配地址信息，并通过通讯对此子模块实现地址整定操作。本发明中子模块地址自动整定，且规避了重复地址的风险，系统结构不受背板的结构限制，扩展能力强，此方式其可整定范围可以达到随意扩展的目的。子模块地址与子模块的物理连接方式相对应，便于配置信息的更新。单模块损坏后，更换新模块不需要地址信息的设置操作，更换过程简单便捷。主模块对每个子模块依次完成地址的整定，且和其储存的地址表信息一致，方便数据管理和统计子模块的在线情况。

附图说明

图1是主从控制器模块结构的智能电力装置架构图；

图2是预设ID信息的结构示意图；

图3是子模块中内部单元示意图；

图4是本发明所采用的地址编码方法的流程图；

图5是各模块端口连接示意图；

图6是子模块地址设置过程示意图；

图7是本发明实施例中模块端口连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在分散式布局的智能电力装置中，由于各个含可编程逻辑芯片的子模块相对独立，主模块与子模块通讯时需要对子模块的地址进行编码操作。现有技术中通过背板的方式进行编码，对背板的依赖较大，且系统配置灵活度受限于背板的布局结构，不能适用于任意扩展的分散式布局的装置结构。

为此，本发明提出了一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，该方法中，主模块、子模块采用复用通道的数据总线连接，子模块之间依次传递整定地址标志信息，地址整定标志位信息由主模块发动，驱动已整定地址的子模块，通过专用通道逐个向后级子模块发送，主模块按照规则依次对子模块完成地址初始化设置。地址分配由主模块实现，各模块传递的地址标志位信息由主模块驱动，通过子模块转发，实现每次均对一个子模块实现地址整定操作，且与物理上顺序连接的单元保持一致。各模块顺序相连，模块之间传输信息通道有两种，一种是通讯总线的形式，在通讯总线中各模块依靠各模块的地址信息进行位置识别；一种是地址标志位传递通道，其采用的是手拉手串接的方式，可防止数据的混乱，保证数据一对一传输，其连接方式结构示意图如附图5所示。主模块与子模块，或主模块驱动子模块向后级子模块传递地址整定标志信息，可采用通讯方式也可采用物理I/0等方式，地址整定标志信息可以单纯的是0、1等信息，也可以是复杂的数据组合。通讯方式可以是RS485，亦或是CAN或者ETH等通讯手段。子模块中设置有地址锁存，用于初始化及地址数据变化后更新。

子模块由专用端口接收上级模块的地址整定标志位，当上级子模块完成地址整定后，向与此子模块级联的下级子模块发送地址整定标志位，子模块接收到上级模块的地址整定标志位后，地址未锁存时，子模块与主模块通讯，由主模块对此子模块的进行地址设定操作，该方法的流程如图4所示，具体过程如下。

1.主模块检测在线子模块，并与主模块中存储的子模块地址信息表信息比对。建立需要验证的地址信息，如缺失3、6，建立需要比对的地址为3、6、n+1(考虑扩展性原来n个子模块，当出现变动时会出现第n+1块物理位置的可能)。

地址表是智能电力装置在第一次上电初始化操作时，由主模块对所有在线子模块进行统计，所得到的顺序依次排列、具有级差的地址信息。其中装置第一次上电时地址编码过程如下：

a.装置第一次上电初始化操作，主模块启动后，此时主模块中子模块地址表信息为空，对所有的在线子模块统计，并建立顺序依次排列、具有级差的地址信息，进而生成地址表，如1、2、3、4……n；

b.主模块通过一个专用通道与子模块1相连，通过此通道向子模块1发送地址整定标志，子模块1接收到此信息后，向主模块发送整定地址申请，主模块接收到申请后，从地址表中取第一个地址为其整定地址，如1；

c.主模块驱动子模块1向子模块2发送地址整定标志，子模块2整定地址，如2，以此类推，完成地址表中所有信息与物理顺序连接的模块的地址信息一一对应。

2.若存在与地址表信息不一致的子模块时，主模块驱动该子模块前级子模块发送地址整定标志位信息。

地址整定标志位信息是由主模块发动，驱动已整定地址的子块，通过专用地址整定标志位传递通道向后级子模块发送，地址整定标志位传递通道为专用置位方式或I/O方式，各模块之间通过专用地址整定标志位传递通道采用手拉手的串行方式连接，以保证地址整定标志位信息一对一传输。

3.子模块接收到前级模块发送的地址整定标志位后，产生反馈信息与主模块建立链路。

4.主模块根据该子模块的前级子模块的地址，根据地址计算规则，为该子模块分配地址信息，通过通讯对此子模块实现装置地址整定操作。

子模块对主模块发送地址整定请求时，通过设置一个随机量的地址信息的方式完成一个初始地址的设定，如图6所示，子模块未设置地址或满足其他地址设置操作时，可采用如下方式实现地址整定操作，首先自动设置一个随机量的地址信息，通过通讯总线向主模块发送一请求更改地址信息的报文，此报文包含自行生成的随机量的地址信息。

下面以一个主模块接入5个子模块的结构为例来说明本发明所提供的智能装置地址自动编码方法的具体过程，主模块和子模块顺序连接，如图7所示。其地址编码过程如下：

装置初次上电，主模块首先对其通过地址整定标志位通道，对直接接入的子模块1发送标志位信息，子模块1接收到此信息后向主模块发送地址整定请求，主模块按照规则对其分配地址为1；

子模块1完成地址整定后，主模块驱动子模块1通过地址整定标志位通道，对子模块2发送标志位信息，子模块2接收到此信息后向主模块发送地址整定请求，主模块按照规则对其分配地址为2；

子模块2完成地址整定后，主模块驱动子模块2通过地址整定标志位通道，对子模块3发送标志位信息，子模块3接收到此信息后向主模块发送地址整定请求，主模块按照规则对其分配地址为3；

子模块3完成地址整定后，主模块驱动子模块3通过地址整定标志位通道，对子模块4发送标志位信息，子模块4接收到此信息后向主模块发送地址整定请求，主模块按照规则对其分配地址为4；

子模块4完成地址整定后，主模块驱动子模块4通过地址整定标志位通道，对子模块5发送标志位信息，子模块5接收到此信息后向主模块发送地址整定请求，主模块按照规则对其分配地址为5；

子模块2和子模块4同时更换，新模块接入系统时，主模块中缺失单元为2、4，按照地址从小到大的顺序整定，分别尝试子模块2、子模块4和子模块6的在线情况。

首先主模块对子模块2前级的子模块1发送命令，驱使子模块1向子模块2传递地址整定标志，子模块2开始执行地址整定操作，整定为地址2；其次主模块对子模块4前级的子模块3发送命令，驱使子模块3向子模块4传递地址整定标志，子模块4开始执行地址整定操作，整定为地址4。由于不再出现未知子模块，因此完成地址配置。

Claims (9)

1.一种主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，该编码方法包括以下步骤：

1)检测所有子模块的在线状态，判断各在线子模块的地址是否与地址表信息中的地址一致；

2)若存在不一致的子模块时，驱动该子模块的前级模块发送地址整定标志位信息；

3)子模块接收到前级模块发送的地址整定标志位后，对主模块发送地址整定请求；

4)主模块根据整定请求信息及子模块的前级模块地址，为该子模块分配地址信息，并通过通讯对此子模块实现地址整定操作。

2.根据权利要求1所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤1)中地址表是智能电力装置在第一次上电初始化操作时，由主模块对所有在线子模块进行统计，所得到的顺序依次排列、具有级差的地址信息。

3.根据权利要求2所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤2)中的地址整定标志位信息是由主模块发动，驱动已整定地址的子模块，通过专用地址整定标志位传递通道向后级子模块发送。

4.根据权利要求3所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述的专用地址整定标志位传递通道为专用置位方式或I/O方式，各模块之间通过专用地址整定标志位传递通道采用手拉手的串行方式连接，以保证地址整定标志位信息一对一传输。

5.根据权利要求4所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述的地址整定标志位信息为0、1信息或者是数据组合，表示发送接收到此信息的子模块开始地址整定操作。

6.根据权利要求3所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤3)子模块对主模块发送地址整定请求时，通过设置一个随机量的地址信息的方式完成一个初始地址的设定。

7.根据权利要求3所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤4)中主模块通过地址整定标志位传递通道对子模块直接进行地址整定操作。

8.根据权利要求7所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述主模块采用运算规则对接入的子模块进行地址编码操作。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的主从模块结构的智能电力装置地址编码方法，其特征在于，所述子模块中设置有地址锁存单元，用于锁存地址信息。