CN106647322A - 一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块，由模块化的微处理DSP芯片板组成，分别是电源板、IN板、CAN网总线板、OUT板、DEBUG板和PROFIBUS总线板。本发明通过集约化分类整合阀控系统设备与其对应的换流站控制保护系统的通信模式，采用模块化的设计方法，通信介质和通信规约均完全采用工程化处理方案，形成的阀控系统上位机模拟模块的动态模拟单元，完全实现了多信号实时同步对接阀控系统设备，满足了实时全工况动态模拟仿真的需求，同时伴随着信号分裂通信和并行通信，极大的缩短阀控系统设备出厂试验的调试时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压直流输电的接口信号模拟模块，具体涉及一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块。
背景技术
阀控系统设备作为换流阀控制保护系统中最基本的控制保护单元，其与换流站控制保护的对接尤为重要，而在当今国家电网的工程中，由于工程设备的分包招标，往往阀控系统与换流站的控制保护分属不同的厂家，因此对于阀控厂家，极需要一种新型的阀控系统接口信号模块，用来配合商业化的流水化出厂试验。目前，由于阀控系统设备与其换流站控制保护系统的信号数量有限，且其均采用光纤通信，各光纤通道独立，而通信规约趋同，因此试验室对于阀控系统设备的研发或出厂试验，往往采用一块或数块FPGA芯片电路板分别模拟每路信号，依次对每条光路进行测试，可以随时根据需求变化通信规约以适应研发需求。目前这种采用FPGA芯片电路的分裂独立信号发生装置，产生自试验室研发阶段，对于单个信号制作方便灵活，非常适用于技术研发和调试阶段。但随着近几年大量常规直流输电工程的启动，伴随着阀控系统设备生产的规范化、商业化、流水化，这种方法严重拖延了生产周期，已经不能满足厂家的生产需求。
发明内容
为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块，以适应日益商业化的流水化作业。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块，其改进之处在于，所述接口信号模拟模块用于模拟阀控系统向换流站控制保护系统发送的信号与阀控系统的实时通信，并将相关信息反馈给人机界面系统；所述接口信号模拟模块由模块化的微处理DSP芯片板组成，微处理DSP芯片板包括依次设置的IN板(输入板)、CAN网总线板、OUT板(输出板)、主板DEBUG和现场总线板PROFIBUS，以及在IN板一侧和现场总线板PROFIBUS一侧分别设置的电源板。
进一步地，两块电源板作为整个模拟模块的供电来源，形成双冗余配置，确保试验进行的持续可靠性；
IN板用于收集阀控系统向上发送的换流阀准备就绪信号RFO、阀控系统状态正常信号VBE-OK、跳闸信号TRIP；
CAN网总线板用于将阀控系统机柜内各个触发与监测机箱传送的换流阀和VBE自检信号上传给上位机信号模拟模块，上位机信号模拟模块经过现场总线上传给人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统；
OUT板将上位机信号模拟模块的主从信号、解锁/闭锁信号、试验信号和12路CP信号下发阀控系统；
主板DEBUG用于完成阀控系统上位机信号模拟模块的辅助功能，辅助功能包括系统复位和备用扩展发射器；
现场总线板PROFIBUS用于完成阀控系统上位机信号模拟模块与人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统的通信功能。
进一步地，所述RFO、VBE-OK、TRIP三路信号均通过工程光纤上传到上位机信号模拟模块，三路信号均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz，根据阀控系统对自身和换流阀的状态判断，做出相应的向上回馈。
进一步地，所述主从信号、解锁/闭锁信号、试验信号和12路CP信号均通过工程光纤下发到阀控系统，各路均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz。
进一步地，所述阀控系统上位机信号模拟模块与人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统的通信功能采用两种通信模式，分别时PROFIBUS总线通信和RS232网口通信规约通信，实现阀控系统反馈信息上传和人机控制命令下达的通信功能。
本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
本发明提供一种新型高压直流输电阀控系统接口信号模拟模块，通过对阀控系统设备与其对应控制保护系统的信号分类，集约整合信号通信单元，形成组合式的通信模块，在满足阀控系统设备调试所需控制保护系统全部信号的基础上，摒弃过去单路信号分裂测试的方式，通过集约化分类整合阀控系统设备与其对应的换流站控制保护系统的通信模式，采用模块化的设计方法，通信介质和通信规约均完全采用工程化处理方案，形成的阀控系统上位机模拟模块的动态模拟单元，完全实现了多信号实时同步对接阀控系统设备，满足了实时全工况动态模拟仿真的需求，同时伴随着信号分裂通信和并行通信，极大的缩短阀控系统设备出厂试验的调试时间，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明提供的阀控系统接口信号模拟模块通信联系网图；
图2是本发明提供的阀控系统接口信号模拟模块板卡布局图。
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详细说明。
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
如图1，在实际工程运行中，阀控系统向换流站控制保护系统发送的信号有：12路FP、VBE-OK、TRIP和RFO信号，阀控系统接收到其下发的信号有：主从信号、解锁/闭锁信号、投旁通对信号、试验信号、低电压信号、CBON信号和12路CP信号。本发明的一种新型VBE接口信号模拟模块的主要功能就是模拟上述各路信号与阀控系统设备的实时通信并将相关信息反馈的后台人机界面系统。
如图2所示，本发明的一种新型高压直流输电阀控系统接口信号模拟模块总共由以下几块微处理DSP芯片板组成，分别是电源板、IN板、CAN网总线板、OUT板、DEBUG板和PROFIBUS总线板。电源板作为整个模拟模块的供电来源，配有两块，形成双冗余配置，确保试验进行的持续可靠性。IN板是收集阀控系统向上发送的RFO、VBE-OK、TRIP三路信号，其中三路信号均通过工程光纤上传到模拟模块，三路信号均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz，根据VBE对自身和换流阀的状态判断，做出相应的向上回馈；CAN网总线板主要是将阀控系统机柜内各个触发与监测机箱传送的换流阀和VBE自检信号上传给上位机模拟模块，而上位机模拟模块经过PROFIBUS总线上传给人机后台界面SCADA系统。OUT板主要是上位机模拟模块向阀控系统设备模拟下发主从信号、解锁/闭锁信号、试验信号和12路CP信号，同样的该15路信号均通过工程光纤下发到阀控系统设备，各路均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz。DEBUG板主要是完成阀控系统上位机信号模拟模块的一些辅助功能，其中包括系统复位和备用扩展发射器等。PROFIBUS板主要是完成阀控系统上位机信号模拟模块与后台人机SCADA系统的通信功能，其中采用两种通信模式，分别时PROFIBUS总线通信和RS232网口通信规约通信，实现阀控系统反馈信息上传和人机控制命令下达的通信功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高压直流输电阀控系统的接口信号模拟模块，其特征在于，所述接口信号模拟模块用于模拟阀控系统向换流站控制保护系统发送的信号与阀控系统的实时通信，并将相关信息反馈给人机界面系统；所述接口信号模拟模块由模块化的微处理DSP芯片板组成，微处理DSP芯片板包括依次设置的IN板、CAN网总线板、OUT板、主板DEBUG和现场总线板PROFIBUS，以及在IN板一侧和现场总线板PROFIBUS一侧分别设置的电源板。
2.如权利要求1所述的接口信号模拟模块，其特征在于，两块电源板作为整个模拟模块的供电来源，形成双冗余配置，确保试验进行的持续可靠性；
IN板用于收集阀控系统向上发送的换流阀准备就绪信号RFO、阀控系统状态正常信号VBE-OK、跳闸信号TRIP；
CAN网总线板用于将阀控系统机柜内各个触发与监测机箱传送的换流阀和VBE自检信号上传给上位机信号模拟模块，上位机信号模拟模块经过现场总线上传给人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统；
OUT板将上位机信号模拟模块的主从信号、解锁/闭锁信号、试验信号和12路CP信号下发阀控系统；
主板DEBUG用于完成阀控系统上位机信号模拟模块的辅助功能，辅助功能包括系统复位和备用扩展发射器；
现场总线板PROFIBUS用于完成阀控系统上位机信号模拟模块与人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统的通信功能。
3.如权利要求2所述的接口信号模拟模块，其特征在于，所述换流阀准备就绪信号RFO、阀控系统状态正常信号VBE-OK、跳闸信号TRIP三路信号均通过工程光纤上传到上位机信号模拟模块，三路信号均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz，根据阀控系统对自身和换流阀的状态判断，做出相应的向上回馈。
4.如权利要求2所述的接口信号模拟模块，其特征在于，所述主从信号、解锁/闭锁信号、试验信号和12路CP信号均通过工程光纤下发到阀控系统，各路均只有两种状态量，分别时10kHz和1MHz。
5.如权利要求2所述的接口信号模拟模块，其特征在于，所述阀控系统上位机信号模拟模块与人机界面系统的监控与数据采集SCADA系统的通信功能采用两种通信模式，分别时PROFIBUS总线通信和RS232网口通信规约通信，实现阀控系统反馈信息上传和人机控制命令下达的通信功能。
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