CN104635095B - 馈线自动化系统的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种馈线自动化系统的测试系统，包括若干子模块和总线控制器；所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第一类连接线实现通讯信号的传输；所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第二类连接线实现控制信号的传输；每个所述子模块均至少用以：响应经所述第一类连接线传输而来的通讯信号，依据该通讯信号生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一；响应经所述第二类连接线传输而来的控制信号，依据该控制信号进行运作和状态反馈。
Description
技术领域
本发明涉及馈线自动化领域，尤其涉及一种馈线自动化系统的测试系统。
背景技术
在电力系统中，各地电力公司都普遍采用有FA(Feeder Automation)的系统，即馈线自动化系统。当配电网络中某点发生故障时，会导致同一供电区域停电，情况严重时会导致大面积停电。这时FA系统要尽快切除故障区域，然后给非故障区域恢复供电。
FA系统在实际投入应用前都要对其进行各种功能测试，测试设备要求能独立输出8通道交流电流信号和8通道交流电压信号。要求这些信号的幅度、相位可以独立控制且与主MCU电气隔离。具体需要隔离的信号有：电压、电流输出信号、电压、电流回采信号，输出继电器控制信号，量程控制信号等。
要实现这么多信号的隔离，比较困难。同时这么多通道的信号运算放在一个MCU上执行，负担显得太重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何实现多信号的隔离，并减轻一个MCU的负担。
为了解决这一技术问题，本发明提供了一种馈线自动化系统的测试系统，包括若干子模块和总线控制器；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第一类连接线实现通讯信号的传输；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第二类连接线实现控制信号的传输；
每个所述子模块均至少用以：
响应经所述第一类连接线传输而来的通讯信号，依据该通讯信号生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一；
响应经所述第二类连接线传输而来的控制信号，依据该控制信号进行运作和状态反馈。
可选的，每个所述子模块均进一步用以依据所述通信信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号中至少之一。
可选的，所述第一类连接线包括RS485双向串行数据线，所有所述子模块的RS485通信端口均通过所述RS485双向串行数据线连接至所述总线控制器的RS485通信端口；
每个所述子模块均进一步用以：
通过所述RS485通信端口响应经所述RS485双向串行数据线传输而来的RS485差分信号，依据该RS485差分信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号至少之一。
可选的，所述第二类连接线包括检测信号线，所述总线控制器的每个CK端口分别通过一个所述检测信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器还用以响应经所述检测信号线传输而来的检测信号，判断是否连接子模块。
可选的，所述第二类连接线包括中断信号线，所述总线控制器的每个INT端口分别通过一个所述中断信号线与一个所述子模块连接，
所述子模块还用以当发生异常时，通过所述中断信号线反馈一中断信号
所述总线控制器还用以响应经所述中断信号线传输而来的中断信号，依据预设的规则输出相应的动作控制信号。
可选的，所述第二类连接线包括清零信号线，所述总线控制器的CLR端口通过若干所述清零信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述清零信号线传输而来的清零信号，使得所述交流电流信号和交流电压信号归零。
可选的，所述第二类连接线包括复位信号线，所述总线控制器的RST端口通过若干所述复位信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述复位信号线传输而来的复位信号，进行复位。
可选的，所述第二类连接线包括片选信号线和开始信号线，所述总线控制器的每个CS端口分别通过一个所述片选信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器的STA端口通过若干所述开始信号线分别与若干所述子模块连接；
所述子模块还用以响应经所述片选信号线传输而来的特定的片选信号，确定为被选中的子模块，进而：
被选中的子模块响应经所述开始信号线传输而来的开始信号，激活运作，从而生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号。
可选的，所述第二类连接线包括时钟信号线，所述总线控制器的CLK接口通过若干所述时钟信号线分别与若干所述子模块连接，所述总线控制器用以通过所述时钟信号线将同一时钟信号分别发送至各所述子模块。
本发明将一个MCU的工作量分配到多个子模块，每个子模块可以配置一个MCU，可以去完成波形运算、量程切换、输出控制、信号回采、闭环控制等相关任务，使得每个子模块均能生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一，如此就实现多信号的隔离，并减轻一个MCU的负担。然而，多模块共同工作时，其串行通信的不足也会带来问题，为此，本发明进一步增加了控制信号，最终，采用串行通讯+控制信号的方法，有效解决信号隔离问题和核心MCU负担较重问题。
附图说明
图1是本发明一实施例中馈线自动化系统的测试系统的系统结构示意图；
图2是本发明一实施例中馈线自动化系统的测试系统的总线信号图。
具体实施方式
以下将结合图1和图2对本发明提供的馈线自动化系统的测试系统进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
本实施例提供了一种馈线自动化系统的测试系统，包括若干子模块和总线控制器；本实施例中，所述子模块的数量为八个；每个所述子模块配置一个子模块MCU，所述总线控制器可以配置一个主MCU；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第一类连接线实现通讯信号的传输；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第二类连接线实现控制信号的传输；
每个所述子模块均至少用以：
响应经所述第一类连接线传输而来的通讯信号，依据该通讯信号生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一；
响应经所述第二类连接线传输而来的控制信号，依据该控制信号进行运作和状态反馈。
对于所述第一类连接线和通讯信号：
每个所述子模块均进一步用以依据所述通信信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号中至少之一。
所述第一类连接线包括RS485双向串行数据线，所有所述子模块的RS485通信端口均通过所述RS485双向串行数据线连接至所述总线控制器的RS485通信端口；本实施例中，若干RS485双向串行数据线可通过分配器并联后连接至所述总线控制器的RS485通信端口。
每个所述子模块均进一步用以：
通过所述RS485通信端口响应经所述RS485双向串行数据线传输而来的RS485差分信号，依据该RS485差分信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号至少之一。
对于所述第二类连接线和控制信号：
本实施例中，所述第二类连接线包括检测(CK)信号线，所述总线控制器的每个CK端口分别通过一个所述检测(CK)信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器还用以响应经所述检测(CK)信号线传输而来的检测(CK)信号，判断是否连接子模块。
检测(CK)信号的作用原理可以配置如下：总线控制器侧设有上拉电阻，子模块侧设有对地短接线。无子模块时，该信号为高电平，当子模块插入总线后，该信号被子模块强制拉为低电平。总线控制器通过这种电平状态，识别子模块是否存在。
本实施例中，所述第二类连接线包括中断(INT)信号线，所述总线控制器的每个INT端口分别通过一个所述中断(INT)信号线与一个所述子模块连接；
所述子模块还用以当发生异常时，通过所述中断(INT)信号线反馈一中断(INT)信号；
所述总线控制器还用以响应经所述中断(INT)信号线传输而来的中断(INT)信号，依据预设的规则输出相应的动作控制信号，例如中止所述通讯信号的输出，或根据具体情况给出其他相应动作。
中断(INT)信号线作用在于：当某个子模块发生异常时，可以使INT＝0，中断所述交流电流信号和交流电压信号的输出，然后向总线控制器汇报。总线控制器根据具体情况给出相应动作。
本实施例中，所述第二类连接线包括清零(CLR)信号线，所述总线控制器的CLR端口通过若干所述清零(CLR)信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述清零(CLR)信号线传输而来的清零(CLR)信号，使得所述交流电流信号和交流电压信号归零。清零(CLR)信号的作用原理在于：总线控制器需要输出波形信号归零时，使CLR＝0，输出清零。
本实施例中，所述第二类连接线包括复位信号线，所述总线控制器的RST端口通过若干所述复位信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述复位信号线传输而来的复位信号，进行复位。
本实施例中，所述第二类连接线包括片选(CS)信号线和开始(STA)信号线，所述总线控制器的每个CS端口分别通过一个所述片选(CS)信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器的STA端口通过若干所述开始(CS)信号线分别与若干所述子模块连接；
所述子模块还用以响应经所述片选(CS)信号线传输而来的特定的片选(CS)信号，确定为被选中的子模块，进而：
被选中的子模块响应经所述开始(STA)信号线传输而来的开始(STA)信号，激活运作，从而生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号。
本实施例中，所述第二类连接线包括时钟(CLK)信号线，所述总线控制器的CLK接口通过若干所述时钟(CLK)信号线分别与若干所述子模块连接，所述总线控制器用以通过所述时钟(CLK)信号线将同一时钟(CLK)信号分别发送至各所述子模块。
波形输出流程可描述为：CS1＝0→总线控制器送出模块1波形特征值至RS485→CS1＝1，CS2＝0→总线控制器送出模块2波形特征值至RS485……CS7＝1，CS8＝0→总线控制器送出模块8波形特征值至RS485→STA＝0启动输出→送出CLK，子模块在每个CLK上升沿更新一次波形数据至数模转换器，实现波形输出。若输出波形相同，则可以同时选中多个片选信号。
本实施例涉及的测试仪总线有如下有益效果：
1.方便挂接、移除子模块，扩展方便；
2.子模块之间相互电气隔离，子模块与总线控制器电气隔离，提高系统安全等级；
3.采用双向串行数据通信(RS485)，降低隔离成本，简化模块之间信号线；
4.采用CS信号，防止总线冲突；
5.采用INT信号，提高主控制器响应速度；
6.采用CLK信号，保证子模块数据同步更新；
7.采用CLR信号，方便输出信号一键清零；
8.采用RST信号，子模块死机时，方便复位子模块；
9.采用STA信号，保证输出波形同步；
10.采用CK信号，识别子模块是否存在；
综上所述，本发明将一个MCU的工作量分配到多个子模块，每个子模块可以配置一个MCU，可以去完成波形运算、量程切换、输出控制、信号回采、闭环控制等相关任务，使得每个子模块均能生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一，如此就实现多信号的隔离，并减轻一个MCU的负担。然而，多模块共同工作时，其串行通信的不足也会带来问题，为此，本发明进一步增加了控制信号，最终，采用串行通讯+控制信号的方法，有效解决信号隔离问题和核心MCU负担较重问题。
Claims (9)
1.一种馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：包括若干子模块和总线控制器；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第一类连接线实现通讯信号的传输；
所述总线控制器与每个所述子模块之间通过第二类连接线实现控制信号的传输；
每个子模块配置一个MCU，每个所述子模块均至少用以：
响应经所述第一类连接线传输而来的通讯信号，依据该通讯信号生成并输出一路测试用的交流电流信号和一路测试用的交流电压信号中至少之一，以实现多信号的隔离；
响应经所述第二类连接线传输而来的控制信号，依据该控制信号进行运作和状态反馈。
2.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：每个所述子模块均进一步用以依据所述通讯信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号中至少之一。
3.如权利要求1或2所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第一类连接线包括RS485双向串行数据线，所有所述子模块的RS485通信端口均通过所述RS485双向串行数据线连接至所述总线控制器的RS485通信端口；
每个所述子模块均进一步用以：
通过所述RS485通信端口响应经所述RS485双向串行数据线传输而来的RS485差分信号，依据该RS485差分信号中包含的波形特征值生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号至少之一。
4.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括检测信号线，所述总线控制器的每个CK端口分别通过一个所述检测信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器还用以响应经所述检测信号线传输而来的检测信号，判断是否连接子模块。
5.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括中断信号线，所述总线控制器的每个INT端口分别通过一个所述中断信号线与一个所述子模块连接，
所述子模块还用以当发生异常时，通过所述中断信号线反馈一中断信号；
所述总线控制器还用以响应经所述中断信号线传输而来的中断信号，依据预设的规则输出相应的动作控制信号。
6.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括清零信号线，所述总线控制器的CLR端口通过若干所述清零信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述清零信号线传输而来的清零信号，使得所述交流电流信号和交流电压信号归零。
7.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括复位信号线，所述总线控制器的RST端口通过若干所述复位信号线分别与若干所述子模块连接，所述子模块还用以响应经所述复位信号线传输而来的复位信号，进行复位。
8.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括片选信号线和开始信号线，所述总线控制器的每个CS端口分别通过一个所述片选信号线与一个所述子模块连接，所述总线控制器的STA端口通过若干所述开始信号线分别与若干所述子模块连接；
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被选中的子模块响应经所述开始信号线传输而来的开始信号，激活运作，从而生成并输出所述交流电流信号和交流电压信号。
9.如权利要求1所述的馈线自动化系统的测试系统，其特征在于：所述第二类连接线包括时钟信号线，所述总线控制器的CLK接口通过若干所述时钟信号线分别与若干所述子模块连接，所述总线控制器用以通过所述时钟信号线将同一时钟信号分别发送至各所述子模块。
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Granted publication date: 20180213 Termination date: 20200311 |
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