CN201667562U - 电力系统通信管理机 - Google Patents

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瞿胜
曹龙汉
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CHONGQING CENTRINO ELECTRICAL Co Ltd
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CHONGQING CENTRINO ELECTRICAL Co Ltd
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Abstract

一种用于变电站综合自动化系统中的通信管理装置，负责不同厂家，不同型号，不同通信接口的自动化设备间的通信。它由电源模块，CPU模块，通信模块及人机交互模块4个部分。所述CPU模块，采用基于CPU I和CPU II的双CPU构架，一个负责数据处理一个负责通信处理；所述通信模块包括以太网口、RS232、RS485、RS422通信口、光纤接口及CAN口，所述人机交互模块包括大屏幕液晶显示模块和键盘及若干信号指示灯，它是通过PCI104总线后，再通过PCI总线与CPU I相联；装置具有较强的实时性、稳定性及扩展组合的方便性和灵活性。

Description

电力系统通信管理机
技术领域
本实用新型涉及一种变电站综合自动化系统中的通信管理装置，负责不同厂家，不同型号，不同通信接口的自动化设备间的通信。
背景技术
在变电站综合自动化系统中，有很多的继电保护、监控、测控等下位机。目前，生产这些下位机的厂家有很多，并且各个厂家的产品各有优势，谁也无法取代谁，造成了通信标准不统一的实际情况，使得下位机和上位机之间的通信受到了阻碍。
目前常见的电力自动化系统体系结构如图1所示.由主站监控软件、通信网络、各种监测设备组成。由于监测设备数量众多且不尽相同，通信网络也可采用光纤、电台、局域网、通用无线分组业务GPRS、全球移动通信系统GSM等多种方式.各种不同的监测设备与通信设备之间通信规约及接口都不同，有些不能直接匹配。因此需要一种接口设备上下协调。通信管理机作为通信网络与监测设备之间的接口设备，承担着规约转换与接口匹配、数据汇总2项任务。
a.规约转换与接口匹配。采集监测设备的数据，并将该数据转换为与通信设备相匹配的规约格式，以合适的通信接口(RS一232、以太网口、2M数字接口等)分别与监测设备和通信设备连接。
b.数据汇总。监测设备数量众多，但是通信线路一般只有一条，通信管理机负责将所有的监测数据统一打包汇总。随着自动化系统功能的不断增强。对通信管理机处理速度与功能的要求也越来越高。
由上述可见通信管理机在变电站综合自动化系统中起到了一个承上启下的作用，它用于连接上位机和保护、监控等各个下位机。可以说，它是变电站系统这条信息公路的交通枢纽。
目前国内普遍使用的通信管理机的设计大致有2类：
a.硬件采用单片机设计。软件采用汇编语言编写。采用这种设计方式，硬件成本低、设备体积小。但是，由于程序采用汇编语言编写，软件的灵活性、可扩充性、可移植性较差。同时，作为处理器核心的单片机芯片.无法提供高速率运算。随着电力自动化系统功能的不断完善。对通信管理机性能的要求也越来越高。采用这一设计方式.无论在硬件或软件上都无法满足要求。
b.硬件采用工控机。软件采用VC++编写。采用工控机作为硬件设备。既能够提供很好的处理速度，又适于恶劣的工作环境。物理稳定性好。软件采用VC++编写，可实现复杂的软件功能。模块化、面向对象化的设计保证了软件系统的灵活性、可扩充性与可移植性。这种设计能够很好地满足电力自动化系统的要求。但是。成本过高、体积过大。一般，采用工控机的硬件成本是采用单片机成本的10倍以上，而且多为19存4U箱体设计，较为笨重。
随着电子技术、单片机技术、可靠性技术以及通信技术的不断发展为计算机测控统在电力系统实时控制、继电保护中的应用提供了可能，也为通信管理机的研制提供了技术支持。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述的不足之处，提供的一种稳定，安全，电路简单，低成本的通信管理机。
本实用新型采用的技术方案是这样的：即一种电力系统的通信管理机装置，其特征是包括电源模块、CPU模块、通信模块和人机交互模块，其中
所述CPU模块，采用基于CPU I和CPU II的双CPU构架，通过CPU I的PIC总线与CPU II的PC104总线相连接；
所述通信模块包括以太网口、RS232、RS485、RS422通信口、光纤接口及CAN口，其中以太网口通过PCI总线与CPU I连接，RS232、RS485、RS422通信口及CAN口通过PC104总线与CPU II连接；CPU I和CPU II发出的各种控制信号，经各个通信接口发出，同时通过各个通信接口接收来自各种不同下位机的反馈信号；其中，通信模块上所有通信口均采用光电隔离方式与CPU I的PIC总线或与CPU II的PC104总线相连接，每路通信口采用独立的DC/DC直流供电；
所述人机交互模块包括大屏幕液晶显示模块和键盘及若干信号指示灯，它是通过PC104总线后，再通过PCI总线与CPU I相联；
电源模块采用220V交流转直流的开关电源，且采用浮地方式，同外壳不相连。电源具有过压保护和过流保护功能，经抗干扰滤波回路后输出2组电压，其中+5V用于CPU模块，±12V用于通信模块及人机交互模块。
本实用新型的有益效果是：
1.采用了32位高速嵌入式CPU双核芯片，一个CPU核是装置的核心处理元件；另一个为通信专用的CPU，数据处理+通信处理双核心，解决网络数据瓶颈，使产品的稳定性和运算速度得到可靠保证。
2.采用军用、航天领域的嵌入式实时操作系统VxWorks为平台，具有良好的实时性、稳定性。
3.友好的人机界面，大屏幕液晶显示屏，中文视窗界面，保护信息、操作信息一目了然，操作简单方便。面板LED指示灯，清晰表明装置正常、异常时的各种状态。
4.具有以太网、串行口、光纤接口等多种高速可靠的通信接口用于系统扩展，使得装置的扩展性和配置灵活性大大增强。
附图说明
图1是现有技术中电力自动化系统体系结构图；
图2是通信管理机系统原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：
如附图2所示，本实用新型主要由1.电源模块、2.CPU模块、3.通信模块、4.人机交互模块5个部分组成
第一部分为电源模块1，采用星源丰泰公司型号为“XRA05/110T05-12V”的220V交流转直流的开关电源，经抗干扰滤波回路后输出2组电压，其中+5V用于CPU模块，±12V用于通信模块及人机交互模块。
第二部分为CPU模块2，采用基于CPU I和CPU II的双CPU构架，通过CPUI的PIC总线与CPU II的PC104总线相连接。
第三部分为所述的通信模块3，包括以太网口、RS232、RS485、RS422通信口、光纤接口及CAN口，其中以太网口通过PC I总线与CPU I连接，RS232、RS485、RS422通信口及CAN口通过PC104总线与CPU II连接；CPUI和CPU II发出的各种控制信号，经各个通信接口发出，同时通过各个通信接口接收来自各种不同下位机的反馈信号；其中，通信模块上所有通信口均采用光电隔离方式与CPU I的PIC总线或与CPU II的PC104总线相连接，每路通信口采用独立的DC/DC直流供电。
第四部分为人机交互模块，它包括一块320*120大屏幕液晶显示模块和键盘与若干信号指示灯，它是通过PCI104总线后，再通过PCI总线与CPU I相联，它设计了便捷的键盘操作和汉化液晶显示，为用户提供了友好的使用界面。借助该界面可以很方便地显示各通信口的通信状态及系统运行状态，帮助用户及时准确地处理问题。

Claims (1)

1.一种电力系统的通信管理机，其特征是包括电源模块(1)、CPU模块(2)、通信模块(3)和人机交互模块(4)，其中
所述的CPU模块(2)，采用基于CPU I和CPU II的双CPU构架，通过CPUI的PIC总线与CPU II的PC104总线相连接，；
所述的通信模块(3)包括以太网口、RS232、RS485、RS422通信口、光纤接口及CAN口，其中以太网口通过PC I总线与CPU I连接，RS232、RS485、RS 422通信口及CAN口通过PC104总线与CPU II连接；CPU I和CPU II发出的各种控制信号，经各个通信接口发出，同时通过各个通信接口接收来自各种不同下位机的反馈信号；其中，通信模块上所有通信口均采用光电隔离方式与CPU I的PIC总线或与CPU II的PC104总线相连接，每路通信口采用独立的DC/DC直流供电；
所述人机交互模块(4)包括大屏幕液晶显示模块和键盘及若干信号指示灯，它是通过PC104总线后，再通过PC I总线与CPU I相联；
电源模块(1)采用220V交流转直流的开关电源，且采用浮地方式，同外壳不相连，电源具有过压保护和过流保护功能，经抗干扰滤波回路后输出2组电压，其中+5V用于CPU模块，±12V用于通信模块及人机交互模块。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103944770A (zh) * 2014-05-13 2014-07-23 上海电气集团股份有限公司 一种高性能通信管理装置
CN103955190A (zh) * 2014-04-29 2014-07-30 国家电网公司 一种用于分布式智能测试系统的通讯构架及网络控制方法
CN105978161A (zh) * 2016-07-06 2016-09-28 河北箱变电器有限公司 综合配电远程智能监控系统

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