CN111324079A - 一种中压电源控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中压电源控制装置，包括总线板卡、主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡，所述总线板卡用于通讯传输和电源传输，所述主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡通过总线板卡连接在一起。本发明有益效果：将模拟量采集、控制逻辑、输出继电器都设置在装置内部，是一体化解决方案；为了应对复杂应用，装置内部使用了通讯总线、电源总线，使装置扩展功能强大；实现了ATS控制板卡和负荷控制板卡数量灵活可配置，可以根据现场实际需求配置不同数量的板卡，使ATS控制输入输出、负荷控制输入输出资源数量可扩展。装置之间可以级联扩展。
Description
技术领域
本发明属于电力配电技术领域，尤其是涉及一种中压电源控制装置。
背景技术
现有的中压电源控制装置的控制逻辑和功能比较简单，无论是控制自动转换开关还是控制负载投切，无法应用到特别复杂的现场。而随着客户对供电电源安全性的要求日益苛刻，现场的需求越来越复杂，现有的电源控制装置无法提供大量输入输出接口，且应对不同的现场应用场景，定制化的需求越来越多，传统电源控制装置也很难快速响应需求变更和功能的扩展。
为了应对复杂的应用环境，传统中压电源控制环境的控制，常常使用PLC组合搭接的自动化控制方案，这种方案有多方面的不足：需要配置中间继电器、现场接线多、中间环节多、影响安全性，是非专用型的控制装置；电压电流的采样响应时间延迟高、输出延迟高、控制电源切换的延迟高；现场调试耗时，维修困难；几乎没有可扩展性，应对现场改造升级困难。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种中压电源控制装置，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种中压电源控制装置，包括总线板卡、主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡，所述总线板卡用于通讯传输和电源传输，所述主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡通过总线板卡连接在一起。
进一步的，所述主控制板卡内部包括主控内部通讯模块、主控CPU模块，通讯管理CPU模块、外部通讯模块、高速并行数据处理模块，所述高速并行数据处理模块输入端连接模拟量采集板卡，输出端连接主控CPU模块，所述通讯管理CPU模块连接外部通讯模块和主控CPU模块，所述主控内部通讯模块连接总线板卡上的内部通讯总线和主控CPU模块。
进一步的，所述模拟量采集板卡包括电压采集模块、电流采集模块所述模拟量采集板卡通过总线板卡传输到主控板卡。
进一步的，所述电源板卡与总线板卡上的供电电源总线连接。
进一步的，所述人机交互板卡与总线板卡上的内部通讯总线连接。
进一步的，所述ATS控制板卡包括ATS控制CPU模块、ATS控制输入模块、ATS控制输出模块、ATS内部通讯模块，所述ATS控制CPU模块输入端连接ATS控制输入模块，输出端连接ATS控制输出模块，且通过ATS内部通讯模块与内部通讯总线连接。
进一步的，所述ATS控制板卡的数量为一个或多个。
进一步的，所述负荷控制板卡包括负荷控制CPU模块、负荷控制输入模块、负荷控制输出模块、负荷内部通讯模块，所述负荷控制CPU模块输入端与负荷控制输入模块连接，输出端与负荷控制输出模块连接，且通过负荷内部通讯模块与内部通讯总线连接。
进一步的，所述负荷控制板卡数量为一个或多个。
相对于现有技术，本发明所述的一种中压电源控制装置具有以下优势：本发明所述的中压电源控制装置将模拟量采集、控制逻辑、输出继电器都设置在装置内部，是一体化解决方案；为了应对复杂应用，装置内部使用了通讯总线、电源总线，使装置扩展功能强大；实现了ATS控制板卡和负荷控制板卡数量灵活可配置，可以根据现场实际需求配置不同数量的板卡，使ATS控制输入输出、负荷控制输入输出资源数量可扩展。装置之间可以级联扩展；装置内部使用了多CPU控制的分布式控制架构，每块CPU有单独的处理工作，综合逻辑处理能力强，控制延迟时间短。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的中压电源控制装置结构框图；
图2为本发明实施例所述的中压电源控制装置的级联扩展结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种中压电源控制装置，包括总线板卡、主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡，所述总线板卡用于通讯传输和电源传输，所述主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡通过总线板卡连接在一起。
所述主控制板卡内部包括主控内部通讯模块、主控CPU模块，通讯管理CPU模块、外部通讯模块、高速并行数据处理模块，所述高速并行数据处理模块输入端连接模拟量采集板卡，输出端连接主控CPU模块，所述通讯管理CPU模块连接外部通讯模块和主控CPU模块，所述主控内部通讯模块连接总线板卡上的内部通讯总线和主控CPU模块。
所述模拟量采集板卡包括电压采集模块、电流采集模块，用于采集外部的电压和电流模拟量，所述模拟量采集板卡通过总线板卡传输到主控板卡。
所述电源板卡与总线板卡上的供电电源总线连接，为整个装置提供工作电源。
所述人机交互板卡与总线板卡上的内部通讯总线连接，提供人机交互功能，方便客户进行装置功能设置、信息读取。
所述ATS控制板卡包括ATS控制CPU模块、ATS控制输入模块、ATS控制输出模块、ATS内部通讯模块，所述ATS控制CPU模块输入端连接ATS控制输入模块，输出端连接ATS控制输出模块，用于读取ATS控制输入模块的输入信息，控制ATS控制输出模块的输出状态，所述ATS控制CPU模块还通过ATS内部通讯模块与内部通讯总线连接。
所述ATS控制板卡的数量为一个或多个。
所述负荷控制板卡包括负荷控制CPU模块、负荷控制输入模块、负荷控制输出模块、负荷内部通讯模块，所述负荷控制CPU模块输入端与负荷控制输入模块连接，输出端与负荷控制输出模块连接，读取负荷控制输入模块的输入信息，控制负荷控制输出模块的输出状态，所述负荷控制CPU模块还通过负荷内部通讯模块与内部通讯总线连接。
根据整个装置的不同应用和功能配置，所述负荷控制板卡数量为一个或多个。
本实施例的工作过程如下：
当该装置在现场正常工作时，模拟量采集板卡监视电源系统的电压和电流，实时将电压电流数据发送给主控制板卡，ATS控制板卡实时监视ATS控制输入模块的输入量，负荷控制板卡实时监视负荷控制输入模块的输入量，ATS控制板卡、负荷控制板卡、主控制板卡之间通过总线板卡上的内部通讯总线共享装置内部板卡的状态的信息。
当模拟量采集板卡采集到的电源异常时，异常电源数据通过主控制板卡的高速并行数据处理模块，高速并行数据处理模块发现电源异常，将异常状态通知主控CPU模块，主控CPU模块根据已经配置好的控制逻辑，将控制信息通过主控内部通讯模块发送到内部通讯总线中；多块ATS控制板卡通过ATS内部通讯模块收集通讯总线上的ATS控制状态信息，根据已经配置好的ATS控制逻辑，控制ATS控制输出模块中的继电器，达到控制ATS(自动转换开关)的目的；多块负荷控制板卡通过负荷内部通讯模块收集通讯总线上的负荷控制状态信息，根据已经配置好的负荷控制逻辑，控制负荷控制输出模块中的继电器，达到控制负荷的目的，如负荷顺序投切、加减负荷等操作。
当装置级联工作时，如图2所示，以两台装置为例，外部通讯模块将两台装置主控制板卡通过通讯总线连接在一起，当一台装置的控制板卡向内部通讯总线上传信息时，该装置的主控制板卡的主控内部通讯模块将总线上的信息提交给通讯管理CPU模块，通讯管理CPU模块将通讯数据处理后，通过外部通讯模块将该装置的数据传输给另一装置，实现两台装置内部的总线数据在装置间透明传输，两台装置的各个控制模块通过判断其他模块的数据，根据自己的控制逻辑实现自动装换开关控制或负载控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种中压电源控制装置，其特征在于：包括总线板卡、主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡，所述总线板卡用于通讯传输和电源传输，所述主控制板卡、模拟量采集板卡、ATS控制板卡、负荷控制板卡、电源板卡和人机交互板卡通过总线板卡连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述主控制板卡内部包括主控内部通讯模块、主控CPU模块，通讯管理CPU模块、外部通讯模块、高速并行数据处理模块，所述高速并行数据处理模块输入端连接模拟量采集板卡，输出端连接主控CPU模块，所述通讯管理CPU模块连接外部通讯模块和主控CPU模块，所述主控内部通讯模块连接总线板卡上的内部通讯总线和主控CPU模块。
3.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述模拟量采集板卡包括电压采集模块、电流采集模块所述模拟量采集板卡通过总线板卡传输到主控板卡。
4.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述电源板卡与总线板卡上的供电电源总线连接。
5.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述人机交互板卡与总线板卡上的内部通讯总线连接。
6.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述ATS控制板卡包括ATS控制CPU模块、ATS控制输入模块、ATS控制输出模块、ATS内部通讯模块，所述ATS控制CPU模块输入端连接ATS控制输入模块，输出端连接ATS控制输出模块，且通过ATS内部通讯模块与内部通讯总线连接。
7.根据权利要求6所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述ATS控制板卡的数量为一个或多个。
8.根据权利要求1所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述负荷控制板卡包括负荷控制CPU模块、负荷控制输入模块、负荷控制输出模块、负荷内部通讯模块，所述负荷控制CPU模块输入端与负荷控制输入模块连接，输出端与负荷控制输出模块连接，且通过负荷内部通讯模块与内部通讯总线连接。
9.根据权利要求8所述的一种中压电源控制装置，其特征在于：所述负荷控制板卡数量为一个或多个。
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