CN209657298U - 基于fpga的多通道可配置开关量采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于安装、更换或维修的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置。该装置，包括32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线、电源，通过32位拨码开关对各路SPD的正常输出状态进行配置，因此，在安装、更换或维修SPD时，无论SPD的开关量输出状态是0:异常，1：正常，或者0：正常，1：异常，都可以通过32位拨码开关进行配置正常的输出状态，因此，在安装、更换或维修SPD时，不受SPD开关量输出状态影响，可以快速方便的进行SPD的安装、更换或维修，同时通过对于需求超过32路的情况，可以直接通过485总线挂载子机装置，提升监测通道容量。适合在在线监测领域推广应用。

Description

基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置

技术领域

本实用新型涉及在线监测领域，具体涉及一种基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置。

背景技术

在现代电力系统中，开关量的作用已经越来越重要，常用于设备的检测、控制。随着科学技术的不断发展，自动化程度的不断提高，在各类应用中对开关量信号的采集及传输的要求也越来越高。

电力系统中，SPD的用量巨大，对SPD工作状态的自动化监控显得十分必要。SPD开关量输出有0、1两种状态，但是在实际使用过程中，各类SPD开关量代表的意义不同，即分为0:异常，1：正常，或者0：正常，1：异常。这就给SPD的更换、维护及日常巡检工作带来了极大的不便，由此可见，现有技术中接入设备对于开关量输入接口的通用性函待提高。

在另一方面，目前接入层设备多数情况下都是作为数据通信网络中的节点设备，数据通信中还存在拓扑结构，需要把采集到的数据以可靠且高效地方式进行点到点或者多点到点的传输，现有的设备还无法做到把采集到的数据以可靠且高效地方式进行点到点或者多点到点的传输。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便于安装、更换或维修的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，包括32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线、电源，所述32个浪涌保护器SPD的输出端分别与32个隔离器的输入端相连，32个隔离器的输出端分别与32个逻辑与门AND的输入端相连，所述32位拨码开关分别与32个逻辑与门AND的输入端相连且32位拨码开关的每一位拨码开关均对应一个逻辑与门AND，所述32个逻辑与门AND的输出端与FPGA芯片相连，所述存储模块EMMC、千兆网口、LED指示灯、485总线分别与FPGA芯片相连，所述电源分别与32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线供电连接。

进一步的是，所述存储模块EMMC为KLM8G1GESD-B03P数据存储模块。

进一步的是，所述千兆网口为KSZ9031RNXCA通讯接口芯片。

进一步的是，所述485总线为MAX3485总线。

进一步的是，所述FPGA芯片为XILINX SPARTAN6 XC6SLX45芯片。

进一步的是，所述隔离器为光耦隔离芯片。

本实用新型的有益效果：该基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置在使用时，利用32位拨码开关用于配置各路SPD的正常输出状态，可以根据实际SPD状态配置为0、1，当32为拨码开关配置完成后，利用32个逻辑与门AND分别获取32个浪涌保护器SPD的输出开关状态量，同时利用隔离器隔离SPD与采集电子元器件，避免发生信号干扰，使得采集的信号更加准确，32个逻辑与门AND获取到32个浪涌保护器SPD的开关输出状态值之后将其开关量状态数据传递给FPGA芯片，FPGA将接收到的开关输出状态值储存在存储模块EMMC中，并控制千兆网口、485总线将数据发送给远程终端并接收远程终端的操作指令，LED指示灯用于显示设备运行过程中，各SPD的输出开关量状态及故障提示，所述电源给本装置提供工作所需的电源，电源的输出电源为12V，由于使用了32位拨码开关对各路SPD的正常输出状态进行配置，因此，在安装、更换或维修SPD时，无论SPD的开关量输出状态是0:异常，1：正常，或者0：正常，1：异常，都可以通过32位拨码开关进行配置正常的输出状态，因此，在安装、更换或维修SPD时，不受SPD开关量输出状态影响，可以快速方便的进行SPD的安装、更换或维修，同时通过对于需求超过32路的情况，可以直接通过485总线挂载子机装置，提升监测通道容量，使其适用范围大大增加。

附图说明

图1是本实用新型所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置的框架结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，该基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，该基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，包括32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线、电源，所述32个浪涌保护器SPD的输出端分别与32个隔离器的输入端相连，32个隔离器的输出端分别与32个逻辑与门AND的输入端相连，所述32位拨码开关分别与32个逻辑与门AND的输入端相连且32位拨码开关的每一位拨码开关均对应一个逻辑与门AND，所述32个逻辑与门AND的输出端与FPGA芯片相连，所述存储模块EMMC、千兆网口、LED指示灯、485总线分别与FPGA芯片相连，所述电源分别与32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线供电连接。该基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置在使用时，利用32位拨码开关用于配置各路SPD的正常输出状态，可以根据实际SPD状态配置为0、1，当32为拨码开关配置完成后，利用32个逻辑与门AND分别获取32个浪涌保护器SPD的输出开关状态量，同时利用隔离器隔离SPD与采集电子元器件，避免发生信号干扰，使得采集的信号更加准确，32个逻辑与门AND获取到32个浪涌保护器SPD的开关输出状态值之后将其开关量状态数据传递给FPGA芯片，FPGA将接收到的开关输出状态值储存在存储模块EMMC中，并控制千兆网口、485总线将数据发送给远程终端并接收远程终端的操作指令，LED指示灯用于显示设备运行过程中，各SPD的输出开关量状态及故障提示，由于使用了32位拨码开关对各路SPD的正常输出状态进行配置，因此，在安装、更换或维修SPD时，无论SPD的开关量输出状态是0:异常，1：正常，或者0：正常，1：异常，都可以通过32位拨码开关进行配置正常的输出状态，因此，在安装、更换或维修SPD时，不受SPD开关量输出状态影响，可以快速方便的进行SPD的安装、更换或维修，同时通过对于需求超过32路的情况，可以直接通过485总线挂载子机装置，提升监测通道容量，使其适用范围大大增加。

在上述实施方式中，所述存储模块EMMC优选为KLM8G1GESD-B03P数据存储模块。所述千兆网口为KSZ9031RNXCA通讯接口芯片。所述485总线为MAX3485总线。所述FPGA芯片为XILINX SPARTAN6XC6SLX45芯片。所述隔离器为光耦隔离芯片。电源用于提供装置工作所需的电源，支持100-240V宽范围交流供电、12V直流供电、太阳能供电。

Claims (6)

1.基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：包括32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线、电源，所述32个浪涌保护器SPD的输出端分别与32个隔离器的输入端相连，32个隔离器的输出端分别与32个逻辑与门AND的输入端相连，所述32位拨码开关分别与32个逻辑与门AND的输入端相连且32位拨码开关的每一位拨码开关均对应一个逻辑与门AND，所述32个逻辑与门AND的输出端与FPGA芯片相连，所述存储模块EMMC、千兆网口、LED指示灯、485总线分别与FPGA芯片相连，所述电源分别与32个浪涌保护器SPD、32个逻辑与门AND、32位拨码开关、LED指示灯、存储模块EMMC、千兆网口、FPGA芯片、485总线供电连接。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：所述存储模块EMMC为KLM8G1GESD-B03P数据存储模块。

3.如权利要求2所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：所述千兆网口为KSZ9031RNXCA通讯接口芯片。

4.如权利要求3所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：所述485总线为MAX3485总线。

5.如权利要求4所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：所述FPGA芯片为XILINX SPARTAN6 XC6SLX45芯片。

6.如权利要求5所述的基于FPGA的多通道可配置开关量采集装置，其特征在于：所述隔离器为光耦隔离芯片。