CN210271219U - 一种功率控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率控制设备，包括核心控制单元、B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和模拟信号采集单元，B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和模拟信号采集单元均与所述核心控制单元连接；光网络通讯单元包括以太网芯片，以太网芯片为2块，每块以太网芯片通过RMII网口驱动电路与核心控制单元连接。本实用新型针对现有的设备无法满足长距离和高速实时通讯的要求等的问题进行改进。本实用新型具有调节精度高、实时控制速度快、使用寿命长和适用性好等优点。

Description

一种功率控制设备

技术领域

本实用新型涉及功率控制技术领域，尤其涉及到一种功率控制设备。

背景技术

率控制设备一般运用于变电所和调度站，其主要功能是检测变电所或调度站内下行连接的大功率设备，实现其大功率设备的信息的采集，并把采集的数据实时上送到上级主站系统，上级主站系统的工作人员可以通过对采集到的数据进行处理分析，选择下一步需要执行的命令，对变电所或调度站内的下行连接的大功率设备进行监测和远程控制。

现有的功率控制设备通常包括模拟信号采集通道、信号输入单元、输出控制单元、下行通讯接口以及上行网络接口等结构，但普遍存在着无法满足长距离和高速实时通讯的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种功率控制设备，以解决以上所述的技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：本实用新型公开了一种功率控制设备，包括核心控制单元、B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和模拟信号采集单元，B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和模拟信号采集单元均与核心控制单元连接；

光网络通讯单元包括以太网芯片，以太网芯片为2块，每块以太网芯片通过RMII网口驱动电路与核心控制单元连接。

与现有技术相比，本实用新型采用新增光网络通讯单元使得设备满足更长距离和高速实时的传输需要，并采用以太网芯片KSZ8041FTLI通过RMII网口将设备分别接入不同的主站系统，进一步地提升输送距离和进一步地提高高速实时传送效率，便于主站系统对变电所内的设备进行管理。

附图说明

图1为实施例1的信号流向示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

实施例1公开了一种功率控制设备，如图1所示，包括型号为AM335x系列的A8处理器的核心控制单元1、B码对时单元2、网络通讯单元3、光网络通讯单元4、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元8，B码对时单元2、网络通讯单元3、光网络通讯单元4、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元 8均与核心控制单元1连接；具体工作时B码对时单元2、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元8均连接在本设备和下行连接的大功率设备之间，网络通讯单元3和光网络通讯单元4均连接在本设备和上级主站系统之间。

其中，核心控制单元1作为本设备的核心部件，用于其它所有单元的协调和控制；用于接收变电所或调度站内的主控设备时钟和保证本设备与下行连接的大功率设备时间基准保持一致的B码对时单元2包括B码对时电路，B码对时电路与核心控制单元1的连接器相连；网络通讯单元3包括数量为2条的USB网口HUB驱动电路和数量为2条的USB转网口驱动电路，USB网口HUB驱动电路与核心控制单元1的连接器相连，每条USB网口HUB驱动电路拓出2个USB网口，总共为4个USB网口，其中任意两个网口分别连接2条USB转网口驱动电路；USB网口HUB驱动电路采用芯片LAN9514i(Microchip公司生产)，USB转网口驱动电路采用芯片AX88772BLI(ASIX公司生产)，光网络通讯单元4包括数量为2块型号为KSZ8041FTLI 的以太网芯片，并将以太网芯片通过RMII网口驱动电路与核心控制单元1的连接器相连。网络通讯单元3和光网络通讯单元4均用来将数据实时输送到上级主站系统，通过不同的传递距离来选择网络通讯单元3或光网络通讯单元4；

信号输入单元5包括8路信号输入采集电路，输出控制单元6包括9路信号输出控制电路，信号输入采集电路的开关量输出端和信号输出控制电路的开关量输入端均与核心控制单元1的I2C接口相连；数据通讯单元7还包括RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路，RS232隔离驱动电路的数量为2条，RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路均与核心控制单元1的连接器相连；其中，RS485隔离驱动电路采用芯片ISO3082DWR(TI公司生产)，2条RS232隔离驱动电路分别采用芯片ISO7421EDR(TI公司生产)和SP3232EEN-L(EXAR公司生产)。模拟信号采集单元8包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路和采用型号为SPARTAN-6 系列的FPGA芯片(Xilinx公司生产)作为数据处理电路，隔离电压采集电路的电压输出端和隔离电流采样电路的电流输出端均分别与数据处理电路的电压输入端和电流输入端相连，数据处理电路的信号输出端与核心控制单元1的SPI接口相连，工作过程中信号输入单元5 和输出控制单元6分别用来检测下行连接的大功率设备的开关状态并进行控制；模拟信号采集单元8将采集到的下行连接的大功率设备的电压和电流发送给核心控制单元1，数据通讯单元7用来完成本设备和下行连接的大功率设备之间的数据交互。

本实施例公开的功率控制设备，与现有技术相比：

其一，本实施例采用新增光网络通讯单元4，可以用来与上级主站系统进行长距离且同时保证高速实时的数据传递，缩短数据传递的时间并提高了整个设备的实时调节速率；

其二，本实施例采用型号为KSZ8041FTLI的以太网芯片作为光网络通讯单元4通过RMII 网口将设备分别接入不同的主站系统，进一步地提升输送距离和进一步地提高实时传送效率，便于主站系统对变电所内的设备进行管理；

其三，本实用新型选用型号为AM335x系列的A8处理器作为核心控制单元1，其具备丰富的接口和高效高精度的数据处理能力，能够提高整个设备的调节精度，可以一个用来解决现有的功率控制设备接口数量少和接口单一的问题；

其四，本实用新型采用SPARTAN-6系列的FPGA芯片作为模拟信号的数据处理电路，其具有147K个查找表，180个DSP运算单元，能够将从下行连接的大功率设备的电压和电流数据进行高精度的计算和分析，大大提高了整个设备的调节精度，解决现有数据采集的计算精度不够的问题；

其五，本实用新型采用在数据通讯单元7中同时添加RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路，采用在网络通讯单元3同时添加USB网口HUB驱动电路和USB转网口驱动电路，采用同时在信号输入采集电路、信号输出控制电路、数据通讯单元7和网络通讯单元3适当增加其电路条数，能够确保整个设备能够同时采集到多个下行连接的大功率设备和提供了足够多的接口，使得不同网络通信接口的上级主站系统能够简单便捷地实现与本实用新型的网络连接，也考虑到接口的损坏问题预留了相同规格的备用接口，提高了设备的适用性同时提高了设备的使用寿命。本实用新型具有调节精度高、实时控制速度快、使用寿命长和适用性强等优点。实施例2

实施例2公开了一种功率控制设备，包括型号为AM335x系列的A8处理器的核心控制单元1、B码对时单元2、网络通讯单元3、光网络通讯单元4、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元8，B码对时单元2、网络通讯单元3、光网络通讯单元4、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元8均与核心控制单元1连接；具体工作时B码对时单元2、信号输入单元5、输出控制单元6、数据通讯单元7和模拟信号采集单元8均连接在本设备和下行连接的大功率设备之间，网络通讯单元3 和光网络通讯单元4均连接在本设备和上级主站系统之间。

其中，核心控制单元1作为本设备的核心部件，用于其它所有单元的协调和控制；用于接收变电所或调度站内的主控设备时钟和保证本设备与下行连接的大功率设备时间基准保持一致的B码对时单元2包括B码对时电路，B码对时电路与核心控制单元1的连接器相连；网络通讯单元3包括数量为2条的USB网口HUB驱动电路和数量为2条的USB转网口驱动电路，USB网口HUB驱动电路与核心控制单元1的连接器相连，每条USB网口HUB驱动电路拓出2个USB网口，总共为4个USB网口，其中任意两个网口分别连接2条USB转网口驱动电路；USB网口HUB驱动电路采用芯片LAN9514i(Microchip公司生产)，USB转网口驱动电路采用芯片AX88772BLI(ASIX公司生产)，光网络通讯单元4包括数量为2块型号为KSZ8041FTLI 的以太网芯片，并将以太网芯片通过RMII网口驱动电路与核心控制单元1的连接器相连。网络通讯单元3和光网络通讯单元4均用来将数据实时输送到上级主站系统，通过不同的传递距离来选择网络通讯单元3或光网络通讯单元4；

信号输入单元5包括8路信号输入采集电路，输出控制单元6包括9路信号输出控制电路，信号输入采集电路的开关量输出端和信号输出控制电路的开关量输入端均与核心控制单元1的I2C接口相连；数据通讯单元7还包括RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路，RS232隔离驱动电路的数量为2条，RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路均与核心控制单元1的连接器相连。模拟信号采集单元8包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路和采用型号为SPARTAN-6系列的FPGA芯片(Xilinx公司生产)作为数据处理电路，隔离电压采集电路的电压输出端和隔离电流采样电路的电流输出端均分别与数据处理电路的电压输入端和电流输入端相连，数据处理电路的信号输出端与核心控制单元1的SPI接口相连，工作过程中信号输入单元5和输出控制单元6分别用来检测下行连接的大功率设备的开关状态并进行控制；模拟信号采集单元8将采集到的下行连接的大功率设备的电压和电流发送给核心控制单元1，数据通讯单元7用来完成本设备和下行连接的大功率设备之间的数据交互。

本实施例公开的功率控制设备，与现有技术相比：

其一，本实施例采用新增光网络通讯单元4，可以用来与上级主站系统进行长距离且同时保证高速实时的数据传递，缩短数据传递的时间并提高了整个设备的实时调节速率；

其二，本实施例采用型号为KSZ8041FTLI的以太网芯片作为光网络通讯单元4通过RMII 网口将设备分别接入不同的主站系统，进一步地提升输送距离和进一步地提高高速实时传送效率，便于主站系统对变电所内的设备进行管理；

其三，本实用新型选用型号为AM335x系列的A8处理器作为核心控制单元1，其具备丰富的接口和高效高精度的数据处理能力，能够提高整个设备的调节精度，可以一个用来解决现有的功率控制设备接口数量少和接口单一的问题；

其四，本实用新型采用SPARTAN-6系列的FPGA芯片作为模拟信号的数据处理电路，其具有147K个查找表，180个DSP运算单元，能够将从下行连接的大功率设备的电压和电流数据进行高精度的计算和分析，大大提高了整个设备的调节精度，解决现有数据采集的计算精度不够的问题；

其五，本实用新型采用在网络通讯单元3同时添加USB网口HUB驱动电路和USB转网口驱动电路，采用同时在信号输入采集电路、信号输出控制电路、数据通讯单元7和网络通讯单元3适当增加其电路条数，能够确保整个设备能够同时采集到多个下行连接的大功率设备和提供了足够多的接口，使得不同网络通信接口的上级主站系统能够简单便捷地实现与本实用新型的网络连接，也考虑到接口的损坏问题预留了相同规格的备用接口，提高了设备的适用性同时提高了设备的使用寿命。本实用新型具有调节精度高、实时控制速度快、使用寿命长和适用性强等优点。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种功率控制设备，其特征在于，包括核心控制单元、B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和模拟信号采集单元，所述B码对时单元、网络通讯单元、光网络通讯单元、信号输入单元、输出控制单元、数据通讯单元和所述模拟信号采集单元均与所述核心控制单元连接；

所述光网络通讯单元包括以太网芯片，所述以太网芯片为2块，每块所述以太网芯片通过RMII网口驱动电路与所述核心控制单元连接。

2.如权利要求1所述的功率控制设备，其特征在于，所述以太网芯片采用型号KSZ8041FTLI。

3.如权利要求1所述的功率控制设备，其特征在于，所述核心控制单元包括型号为AM335x系列的A8处理器。

4.如权利要求1所述的功率控制设备，其特征在于，所述模拟信号采集单元包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路和数据处理电路，所述隔离电压采集电路和所述隔离电流采样电路均与所述数据处理电路相连，所述数据处理电路与所述核心控制单元的SPI接口相连，所述数据处理电路采用SPARTAN-6系列的FPGA芯片。

5.如权利要求1所述的功率控制设备，其特征在于，所述数据通讯单元还包括RS485隔离驱动电路和RS232隔离驱动电路，所述RS232隔离驱动电路的数量为2条，所述RS485隔离驱动电路和所述RS232隔离驱动电路均与所述核心控制单元的连接器相连。

6.如权利要求5所述的功率控制设备，其特征在于，所述RS485隔离驱动电路采用芯片ISO3082DWR，2条所述RS232隔离驱动电路分别采用芯片ISO7421EDR和SP3232EEN-L。

7.如权利要求1所述的功率控制设备，其特征在于，所述信号输入单元包括8路信号输入采集电路；所述输出控制单元包括9路信号输出控制电路，所述信号输入采集电路和所述信号输出控制电路均与所述核心控制单元的I2C接口相连。

8.如权利要求5所述的功率控制设备，其特征在于，所述网络通讯单元包括USB网口HUB驱动电路和USB转网口驱动电路，所述USB网口HUB驱动电路与所述连接器相连，所述USB转网口驱动电路与所述USB网口HUB驱动电路相连。

9.如权利要求8所述的功率控制设备，其特征在于，所述USB网口HUB驱动电路的数量不少于2条，所述USB转网口驱动电路的数量不少于2条，所述USB网口HUB驱动电路采用芯片LAN9514i，所述USB转网口驱动电路采用芯片AX88772BLI。

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