CN206804747U - 一种同步采样的dtu装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开并提供了一种同步采样的DTU装置，它包括主控板卡和多个测量板卡，测量板卡负责数据的采集，即将输入的交流电压、电流经行低通滤波以及模数转换，转换结果将存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取，主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。所述测量板卡会根据自己所在的插卡槽位地址码来判别自己是作为主工作模式还是从工作模式，从而产生采样同步时钟输出及采样清零信号输出，等待主控读取，当接收到采样清零信号时，所述从测量板卡将马上清空接收数据缓存，为AD采样准备好空间，保证所有采样板卡采样的同步。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力输配电网络内数据传输技术，尤其涉及一种同步采样的DTU装置。
背景技术
近年来，随着国家配网自动化的大规模改造和建设，配网自动化终端设备得到了大量的应用，其中配网自动化站所终端DTU更是在小型开闭所、环网柜、箱式变电站中得到了广泛的应用。DTU实时监测10kV中压线路电压、线路电流、零序电流、设备状态等运行及故障信息，与配电网自动化主站或子站系统配合，实现电量的采集和控制，故障检测、故障区域定位、隔离及非故障区域恢复供电，完成遥信、遥测、遥控功能，实现配网自动化的三遥功能。其中对线路电压，电流的高精度检测和采样是重点和关键点，由于需要采样的电压和电流数量多，可能需要采样的电压、电流量多达几十个，目前DTU基本上都采用由主控板来实现采样的同步，由于主控板需要做大量的数据处理以及与后台的通信交互，如果采样同步也由主控板来实现的话，无疑会大大增加主控的工作量，增加系统的设计复杂性和难度。那么如何实现各线路电压，电流的同步采样是后续精确计算的关键。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种具有同步采样功能的DTU装置。
本实用新型所采用的技术方案是：一种同步采样的DTU装置，它包括主控板卡和多个测量板卡，所述主控板卡连接所述多个测量板卡，所述测量板卡负责数据的采集，将输入的交流电压、电流进行低通滤波和模数转换，并将转换结果存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取，所述主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，并根据运算结果进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。
所述主控板卡与所述测量板卡之间通过高速串行总线连接，所述串行总线可选择SPI总线或485总线或其它总线，所述总线速率最高可支持10MBPS，考虑到总线匹配、抗干扰能力以及处理速度问题，一般选择4MBPS，当选用SPI总线时，为增强系统的抗干扰能力，还可选择将SPI转为LVDS差分信号进行传输，所述主控板卡与所述测量板卡之间采取问答方式传输，由所述主控板卡发起数据的传输，发起的数据报文包括响应板卡的地址码，各测量板卡根据自身的地址码判断是否需要响应，只有地址匹配的测量板卡才会响应主控板卡的操作命令。
为保证各个测量板卡之间采样同步，所述测量板卡会根据自己所在的插卡槽位地址码来判别自己是作为主工作模式还是从工作模式，当工作于主工作模式时，测量板卡会产生采样同步时钟输出及采样清零信号输出，当工作于从模式时，测量板卡接收来自处于主工作模式的测量板卡发出的采样同步时钟信号，并在接收到同步信号后立即启动AD采样，AD 采样结果保存在本地缓存中，等待主控板卡读取；而当接收到采样清零信号时，测量板卡将马上清空接收数据缓存，为AD采样准备好空间，通过这样的方式，保证所有采样板卡采样的同步。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型它包括主控板卡和多个测量板卡，所述主控板卡连接所述多个测量板卡，所述测量板卡负责数据的采集，将输入的交流电压、电流进行低通滤波和模数转换，并将转换结果存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取，所述主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，并根据运算结果进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。所述主控板卡与所述测量板卡之间通过高速串行总线连接，所述串行总线可选择SPI总线或485总线或其它总线，所述总线速率最高可支持10MBPS，考虑到总线匹配、抗干扰能力以及处理速度问题，一般选择4MBPS，当选用SPI总线时，为增强系统的抗干扰能力，还可选择将SPI转为LVDS差分信号进行传输，所述主控板卡与所述测量板卡之间采取问答方式传输，由所述主控板卡发起数据的传输，发起的数据报文包括响应板卡的地址码，各测量板卡根据自身的地址码判断是否需要响应，只有地址匹配的测量板卡才会响应主控板卡的操作命令。为保证各个测量板卡之间采样同步，所述测量板卡会根据自己所在的插卡槽位地址码来判别自己是作为主工作模式还是从工作模式，当工作于主工作模式时，测量板卡会产生采样同步时钟输出及采样清零信号输出，当工作于从模式时，测量板卡接收来自处于主工作模式的测量板卡发出的采样同步时钟信号，并在接收到同步信号后立即启动AD采样，AD 采样结果保存在本地缓存中，等待主控板卡读取；而当接收到采样清零信号时，测量板卡将马上清空接收数据缓存，为AD采样准备好空间，通过这样的方式，保证所有采样板卡采样的同步，所以本实用新型降低了主控板的设计复杂度，提高了系统的稳定性，模块化的设计，使得系统扩展灵活，方便。
附图说明
图1是本实用新型原理结构方框示意图；
图2是本实用新型同步原理方框示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型一种同步采样的DTU装置，它包括主控板卡和多个测量板卡，所述主控板卡连接所述多个测量板卡，所述测量板卡负责数据的采集，将输入的交流电压、电流进行低通滤波和模数转换，并将转换结果存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取，所述主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，并根据运算结果进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。
所述主控板卡与所述测量板卡之间通过高速串行总线连接，所述串行总线可选择SPI总线或485总线或其它总线，所述总线速率最高可支持10MBPS，考虑到总线匹配、抗干扰能力以及处理速度问题，一般选择4MBPS，当选用SPI总线时，为增强系统的抗干扰能力，还可选择将SPI转为LVDS差分信号进行传输，所述主控板卡与所述测量板卡之间采取问答方式传输，由所述主控板卡发起数据的传输，发起的数据报文包括响应板卡的地址码，各测量板卡根据自身的地址码判断是否需要响应，只有地址匹配的测量板卡才会响应主控板卡的操作命令。
为保证各个测量板卡之间采样同步，所述测量板卡会根据自己所在的插卡槽位地址码来判别自己是作为主工作模式还是从工作模式，当工作于主工作模式时，测量板卡会产生采样同步时钟输出及采样清零信号输出，当工作于从模式时，测量板卡接收来自处于主工作模式的测量板卡发出的采样同步时钟信号，并在接收到同步信号后立即启动AD采样，AD 采样结果保存在本地缓存中，等待主控板卡读取；而当接收到采样清零信号时，测量板卡将马上清空接收数据缓存，为AD采样准备好空间，通过这样的方式，保证所有采样板卡采样的同步。
本实施例中，本实用新型所要解决的技术问题是解决各个电压电流同步采样的问题。本系统主要由主控板卡和测量板卡组成，其中测量板卡负责数据的采集，即将输入的交流电压、电流经行低通滤波以及模数转换，转换结果将存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取；主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，并根据运算结果进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。
Claims (3)
1.一种同步采样的DTU装置，其特征在于：它包括主控板卡和多个测量板卡，所述主控板卡连接所述多个测量板卡，所述测量板卡负责数据的采集，将输入的交流电压、电流进行低通滤波和模数转换，并将转换结果存放在本地缓存中，等待主控板卡的读取，所述主控板卡是整个系统的核心，负责对来自测量板卡的数据进行DSP运算和处理，并根据运算结果进行相应的开入开出控制，并向主站/子站上传数据。
2.根据权利要求1所述的同步采样的DTU装置，其特征在于：所述主控板卡与所述测量板卡之间通过高速串行总线连接，所述串行总线可选择SPI总线或485总线或其它总线，所述总线速率最高可支持10MBPS，当选用SPI总线时，为增强系统的抗干扰能力，还可选择将SPI转为LVDS差分信号进行传输，所述主控板卡与所述测量板卡之间采取问答方式传输，由所述主控板卡发起数据的传输，发起的数据报文包括响应板卡的地址码，各测量板卡根据自身的地址码判断是否需要响应，只有地址匹配的测量板卡才会响应主控板卡的操作命令。
3.根据权利要求2所述的同步采样的DTU装置，其特征在于：为保证各个测量板卡之间采样同步，所述测量板卡会根据自己所在的插卡槽位地址码来判别自己是作为主工作模式还是从工作模式，当工作于主工作模式时，测量板卡会产生采样同步时钟输出及采样清零信号输出，当工作于从模式时，测量板卡接收来自处于主工作模式的测量板卡发出的采样同步时钟信号，并在接收到同步信号后立即启动AD采样，AD 采样结果保存在本地缓存中，等待主控板卡读取；而当接收到采样清零信号时，测量板卡将马上清空接收数据缓存，为AD采样准备好空间，通过这样的方式，保证所有采样板卡采样的同步。
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