CN212183548U - 一种IEC61850协议与Modbus协议转接板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种IEC61850协议与Modbus协议转接板，解决自动化设备与主站之间通讯的问题。该转接板包括数据处理单元、通讯接口单元、外设接口单元和状态指示电路；数据处理单元包括MCU、以及和MCU连接的RAM模块、Flash模块、复位电路；MCU用于将接收的Modbus协议数据转换打包为标准的IEC61850规约数据，Flash模块用于存储运行程序，RAM模块用于程序运行过程数据缓存，复位电路用于实现复位和上电启动；外设接口单元包括UART接口、RS232接口和RS485接口；UART接口、RS232接口、RS485接口均与MCU连接；通讯接口单元包括PHY接口、以太网接口和光纤接口，PHY接口与MCU连接，以太网接口、光纤接口均与PHY接口连接；状态指示电路包括多路状态指示灯，状态指示灯与MCU连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力通信领域，具体涉及一种IEC61850协议与Modbus协议转接板。
背景技术
随着电力系统的自动化发展，智能变电站的工程运作趋于标准化，电力系统中的各类二次自动化设备，如继电保护装置、测控装置等均需要与监控主站之间实现基于IEC61850标准规约的通信，但是，目前大多自动化设备采用的是Modbus协议，不支持基于IEC61850标准的通信，使得自动化设备与主站之间的信息通讯出现问题，不能准确的实现传输数据。
实用新型内容
本实用新型提供了一种IEC61850协议与Modbus协议转接板，解决自动化设备与主站之间通讯的问题。
为实现以上实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：
一种IEC61850协议与Modbus协议转接板，包括数据处理单元、通讯接口单元、外设接口单元和状态指示电路；所述数据处理单元包括MCU、以及和MCU连接的RAM模块、Flash模块、复位电路；所述MCU用于将接收的Modbus协议数据转换打包为标准的IEC61850规约数据，所述Flash模块用于存储运行程序，RAM模块用于程序运行过程数据的缓存，所述复位电路用于实现复位和上电启动；所述外设接口单元包括UART接口、RS232接口和RS485接口；所述UART接口、RS232接口均与MCU连接，用于实现前端设备的数据调试，所述RS485接口与MCU连接，用于实现MCU与前端设备或主站的数据通讯；所述通讯接口单元包括PHY接口、以太网接口和光纤接口，所述PHY接口与MCU连接，所述以太网接口、光纤接口均与PHY接口连接，用于实现MCU与主站的数据通讯；所述状态指示电路包括多路状态指示灯，所述状态指示灯与MCU连接，用于指示运行状态。
进一步地，所述RS485接口包括两路标准工业RS485电路，分别为第一RS485接口和第二RS485接口，所述第一RS485接口实现MCU与前端设备的数据通讯，所述第二RS485接口实现主站与MCU的数据通讯。
进一步地，所述第一RS485接口的波特率固定，所述第二RS485接口的波特率可变。
进一步地，所述以太网接口和光纤接口经过交换芯片与PHY芯片连接。
进一步地，所述PHY接口为KSZ8041芯片。
进一步地，所述以太网接口为RJ45-100。
进一步地，所述光纤接口为10Mbps/100Mbps的光纤通信接口AFBR5803。
与现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优势：
本实用新型提供的IEC61850协议与Modbus协议转接板对支持Modbus协议但不满足IEC61850通信标准的自动化设备接入数字化变电站和智能电网提供了解决方案，自动化设备不需要做任何的开发工作，只需要提供本身自动化设备的通信规约，就能实现IEC61850通信标准，为IEC61850的实现节约了时间和降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型IEC61850协议与Modbus协议转接板的应用连接示意图；
图2是本实用新型IEC61850协议与Modbus协议转接板的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种IEC61850协议与Modbus协议转接板，该转接板可将Modbus协议解析转换为标准IEC61850协议，其包括数据处理单元、通讯接口单元、外设接口单元和状态指示电路。数据处理单元包含MCU，及MCU运行所需的Flash模块和RAM模块、复位电路；通讯接口单元包括以太网通讯物理层的PHY接口、以太网接口和光纤接口(Fiber接口)，PHY接口与MCU连接，以太网接口、光纤接口均与PHY接口连接，用于实现MCU与主站的数据通讯；外设接口单元包括UART接口、RS232接口和RS485接口，UART接口、RS232接口均与MCU连接，用于实现前端设备的数据调试，RS485接口与MCU连接，用于实现MCU与前端设备或主站的数据通讯；状态指示电路用于指示系统运行状态。以上各模块、芯片和电路均为现有，实现的功能也为常用基本功能，本实用新型不对其内部功能进行改进，只采用各模块、芯片和电路搭建本实用新型的转接板。
数据处理单元中，Flash模块用于存储运行程序，RAM模块用于程序运行过程数据的缓存，MCU为采用ARM处理器的AT91SAM9260B，负责各外设接口单元和通讯接口单元之间的数据传输，以及对数据规约类型的转换，将接收的Modbus协议数据转换打包为符合IEC61850协议支持的规约数据；复位电路保证电路可靠复位和上电启动。
通讯接口单元中，PHY接口为KSZ8041芯片；以太网接口为RJ45-100，光纤接口为10Mbps/100Mbps的光纤通信接口AFBR5803，以太网接口和光纤接口经过交换芯片80E6060与PHY芯片连接，实现与外部数字化变电站主站的接收、解析设备的通讯。
外设接口单元中，UART接口、RS232接口均与MCU连接，用于实现前端设备的数据调试；RS485接口与MCU连接，包含两路标准工业RS485电路，分别为第一RS485接口和第二RS485接口；第一RS485接口为固定波特率4800，为主设备接口，读取采用Modbus协议的从设备寄存器信息，第二RS485接口为从设备接口，用于Modbus协议接口扩展，接收主站通讯信息，接口通讯波特率可变。RS485接口采用Modbus规约读取前端智能设备的采集数据，经MCU将数据转换为标准IEC61850协议数据，并通过以太网的方式传输出去。
状态指示灯包括六路led状态指示灯，分别实现转接板电源、转接板系统运行、转接板通讯等的状态指示。
本实用新型提供的IEC61850协议与Modbus协议转接板具有如下特点：实现了电力系统中支持Modbus协议智能设备(采用RS485接口)与使用标准IEC61850协议的数字变电站系统的连接，且成本低廉。该转接板中，IEC61850协议采用网口连接，包含RJ45接口和光纤接口双类型网口，可同时支持100M光纤接口和RJ45网线接口，双网口采用相同IP地址和MAC地址，仅需进行一次IP设置。此外，Modbus协议接口采用RS485接口，满足通用设备接口。
本实用新型IEC61850协议与Modbus协议转接板的工作流程为：
步骤一、修改IP地址和IEDNAME，通过电脑安装PCS-SCD工具打开模型文件configuration.cid，修改模型文件的IP地址和IEDNAME为所需；
步骤二、采用DC5V2A电源(不得使用其他电压电源，否则可能永久损坏转接板)对转接板供电，通过网线将转接板与电脑连接，使用PCS-SCD软件将修改好IP地址和IEDNAME的模型文件下装到转接板系统中；
步骤三、重新对转接板上电，即可实现转接板功能；
步骤四、转接板通过第一RS485接口，采用Modbus数据规约以主机形式读取前端智能设备的采集数据，进行缓存；
步骤五、将读取的采集数据转换打包为标准的IEC61850规约数据格式；
步骤六、根据数字变电站的通讯情况，将打包好的符合标准IEC61850规约的数据通过以太网口传输出去，或将缓存的Modbus规约数据通过第二RS485接口传输出去。
Claims (7)
1.一种IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：包括数据处理单元、通讯接口单元、外设接口单元和状态指示电路；
所述数据处理单元包括MCU、以及和MCU连接的RAM模块、Flash模块、复位电路；所述MCU用于将接收的Modbus协议数据转换打包为标准的IEC61850规约数据，所述Flash模块用于存储运行程序，RAM模块用于程序运行过程数据的缓存，所述复位电路用于实现复位和上电启动；
所述外设接口单元包括UART接口、RS232接口和RS485接口；所述UART接口、RS232接口均与MCU连接，用于实现前端设备的数据调试，所述RS485接口与MCU连接，用于实现MCU与前端设备或主站的数据通讯；
所述通讯接口单元包括PHY接口、以太网接口和光纤接口，所述PHY接口与MCU连接，所述以太网接口、光纤接口均与PHY接口连接，用于实现MCU与主站的数据通讯；
所述状态指示电路包括多路状态指示灯，所述状态指示灯与MCU连接，用于指示运行状态。
2.根据权利要求1所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述RS485接口包括两路标准工业RS485电路，分别为第一RS485接口和第二RS485接口，所述第一RS485接口实现MCU与前端设备的数据通讯，所述第二RS485接口实现主站与MCU的数据通讯。
3.根据权利要求2所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述第一RS485接口的波特率固定，所述第二RS485接口的波特率可变。
4.根据权利要求1或2或3所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述以太网接口和光纤接口经过交换芯片与PHY芯片连接。
5.根据权利要求4所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述PHY接口为KSZ8041芯片。
6.根据权利要求5所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述以太网接口为RJ45-100。
7.根据权利要求6所述的IEC61850协议与Modbus协议转接板，其特征在于：所述光纤接口为10Mbps/100Mbps的光纤通信接口AFBR5803。
Priority Applications (1)
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| CN202020961148.2U CN212183548U (zh) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | 一种IEC61850协议与Modbus协议转接板 |
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| CN (1) | CN212183548U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114629967A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-14 | 湖南大学 | 通信转化方法、装置、电子设备和存储介质 |
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2020
- 2020-05-29 CN CN202020961148.2U patent/CN212183548U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN114629967A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-14 | 湖南大学 | 通信转化方法、装置、电子设备和存储介质 |
| CN114629967B (zh) * | 2022-03-10 | 2023-09-26 | 湖南大学 | 通信转化方法、装置、电子设备和存储介质 |
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