CN107908575B - 变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法，用于连接不同接口类型的传感器，包括CPLD、输出地址选择器、数据选择器、电源线、地线、S1信号线、S2信号线、S3信号线和S4信号线；所述电源线和地线为传感器供电，通过所述CPLD实现接口之间的握手协议识别，用于判别接口类型和传感器的供电要求，从而通过输出地址选择器能选择器选择数字信号的输出，实现握手信号的接口适配。通过本发明使运检人员可根据运检任务要求选配不同的传感器，不用考虑传感器的接口形式，可直接进行插拔的兼容性接口设计以及可扩展的无线接口。

Description

变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法
技术领域
本发明涉及电力领域，更具体地说，涉及一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法。
背景技术
电力是国民经济的基础产业，电力设备是电力生产经营的生命线。随着社会和经济发展需要构建强大电网，保障电力系统的安全稳定运行是保障国家战略性能源安全极其重要的组成部分。但电网的不断发展，变电站的数量日益增加，变压器的数量增大，变电设备运行的安全压力逐渐增大，各公司利用先进信息科技技术，大力研究实用于变电设备安全运行监控技术，力求保证变电站设备运行的可控、能控、在控。
现有的各种总线接口接入采用的是总线专有的物理接口，运检装置的设计需要针对不同接口进行物理连接设计，如果每一种接口设计一种运检装置，那么造成资源和运检装置复用性较差，实用性不强，识别率较低。因此需要设计一种物理接口，一个接口就适配兼容四种接口总线的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法，使运检人员可根据运检任务要求选配不同的传感器，不用考虑传感器的接口形式，可直接进行插拔的兼容性接口设计以及可扩展的无线接口。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备，用于连接不同接口类型的传感器，包括CPLD、输出地址选择器、数据选择器、电源线、地线、S1信号线、S2信号线、S3信号线和S4信号线；
所述电源线和地线为传感器供电，通过所述CPLD实现接口之间的握手协议识别，用于判别接口类型和传感器的供电要求，从而通过输出地址选择器能选择器选择数字信号的输出，实现握手信号的接口适配。
上述方案中，所述接口类型包括RS485接口、RS232接口、USB接口和以太网接口。
上述方案中，还包括供电单元，供电单元可以实现3.3V、5V、12V三档供电需求。
本发明还提供了一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法，
当CPLD通过握手协议识别到RS232接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS232_TX信号口，S4作为RS232_RX信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到RS485接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS485_A信号口，S4作为RS485_B信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到USB接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为USB_D+信号口，S4作为USB_D-信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到以太网接口时，CPLD握手完成后，自动关闭对信号口S1、S2的通信，地址选择器通过数据选择使得S1作为TX+信号口，S2作为TX-信号口，S3作为RX+信号口，S4作为RX-信号口，其他类型接口无信号接口接入。
上述方案中，接口的通信时隙设计为t分钟，如果t分钟之内都没有数据通信，则此时可认为接口中断或者接口断开，需要重新进行识别接口类型，此时数据选择器会断开所有信号的输出，CPLD将信号线S1、S2的通信接入，进行握手识别，重复接口识别的相关动作。
实施本发明的变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法，具有以下有益效果：
1、运检装置不需要设计多种接口形式的主机而去适配每种传感器的接口，有效的减小运检装置设计成本和体积，同时运检人员无需对传感器与运检主机之间进行适配，用一种接口形式就能兼容适配四种接口，大大的方便了运检人员的选配和组合任务。
2、通过运检装置与传感器之间通信的握手协议和电路设计来识别插入的接口。通过相同的物理接口，识别不同通信总线接口，消除运检装置需要设计多种接口的弊病，屏蔽接口的异质性，实现接口自动兼容适配，即插即用。
3、运检人员能快速的选配和部署相关传感器接入，无需考虑物理接口的形式问题，实现高效的变电站实时运检装置。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的系统框图；
图2是本发明变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的电路图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备，用于连接不同接口类型的传感器，包括供电单元、CPLD、输出地址选择器、数据选择器、电源线、地线、S1信号线、S2信号线、S3信号线和S4信号线。本实施例中可以对RS485接口、(RS232接口)串口、USB接口、以太网接口进行兼容适配。
电源线和地线为传感器进行供电，前端检测传感器的供电电压分为3.3V、5V、12V三档供电要求，供电单元实现供电。
接口适配根据S1信号和S2信号作为握手信号的通信线。
接口通过握手协议确认需要适配的接口类型和传感器的供电要求。
握手协议数据格式：开始代码(1Byte)、询问类别(1Byte)、设备代码(1Byte)、识别类型(1Byte)、结束代码(1Byte)、CRC16。
传感器返回数据格式：询问类别(1Byte)、识别代码(1Byte)、结束代码(1Byte)、CRC16。
握手协议识别：开始代码定义为0x10，询问类型定义为0X13，设备代码定义为0X25，识别类型定义为0X37(供电信息)、0X38(接口类型)，结束代码定义为0X90；
返回数据识别：开始代码定义为0x20，，识别代码定义为0X71(USB接口)、0X73(串行接口)、0X75(RS485接口)、0X77(以太网接口)、0X81(3.3V供电)、0X83(5V供电)、0X85(12V供电)，结束代码定义为0X80；
根据前端握手信号返回来的接口类型值，然后通过搭配数据选择器控制各个信号线的输出，其基本原理见图所示，可以通过两根使能数据选择信号线的输出。CPLD实现接口之间的握手协议识别，用于判别接口类型，从而通过输出地址选择器能选择器选择数字信号的输出，达到握手信号的接口适配。
如图2所示，本发明变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的适配方法如下：
当CPLD通过握手协议识别到RS232接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS232_TX信号口，S4作为RS232_RX信号口，其他类型接口无信号接口接入。
当CPLD通过握手协议识别到RS485接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS485_A信号口，S4作为RS485_B信号口，其他类型接口无信号接口接入。
当CPLD通过握手协议识别到USB接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为USB_D+信号口，S4作为USB_D-信号口，其他类型接口无信号接口接入。
当CPLD通过握手协议识别到以太网接口时，CPLD握手完成后，自动关闭对信号口S1、S2的通信，地址选择器通过数据选择使得S1作为TX+信号口，S2作为TX-信号口，S3作为RX+信号口，S4作为RX-信号口，其他类型接口无信号接口接入。
另外，接口的通信时隙设计为1分钟，如果1分钟之内都没有数据通信，则此时可认为接口中断或者接口断开，需要重新进行识别接口类型，此时数据选择器会断开所有信号的输出，CPLD将信号线S1、S2的通信接入，进行握手识别，重复接口识别的相关动作。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法，其特征在于，所述变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备，用于连接不同接口类型的传感器，包括CPLD、输出地址选择器、数据选择器、电源线、地线、S1信号线、S2信号线、S3信号线和S4信号线；
所述电源线和地线为传感器供电，通过所述CPLD实现接口之间的握手协议识别，用于判别接口类型和传感器的供电要求，从而通过输出地址选择器能选择器选择数字信号的输出，实现握手信号的接口适配；变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法为：
当CPLD通过握手协议识别到RS232接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS232_TX信号口，S4作为RS232_RX信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到RS485接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为RS485_A信号口，S4作为RS485_B信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到USB接口时，地址选择器通过数据选择使得S3作为USB_D+信号口，S4作为USB_D-信号口，其他类型接口无信号接口接入；
当CPLD通过握手协议识别到以太网接口时，CPLD握手完成后，自动关闭对信号口S1、S2的通信，地址选择器通过数据选择使得S1作为TX+信号口，S2作为TX-信号口，S3作为RX+信号口，S4作为RX-信号口，其他类型接口无信号接口接入。
2.根据权利要求1所述的变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法，其特征在于，接口的通信时隙设计为t分钟，如果t分钟之内都没有数据通信，则此时可认为接口中断或者接口断开，需要重新进行识别接口类型，此时数据选择器会断开所有信号的输出，CPLD将信号线S1、S2的通信接入，进行握手识别，重复接口识别的相关动作。
3.根据权利要求1所述的变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法，其特征在于，所述接口类型包括RS485接口、RS232接口、USB接口和以太网接口。
4.根据权利要求1所述的变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备的接口适配方法，其特征在于，还包括供电单元，供电单元可以实现3.3V、5V、12V三档供电需求。
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