CN216747996U

CN216747996U - 一种基于blvds的开入量检测系统

Info

Publication number: CN216747996U
Application number: CN202220151233.1U
Authority: CN
Inventors: 余志远; 黄作兵; 李伟; 赵佳佳
Original assignee: Nanjing Guodian Nanzi Weimeide Automation Co ltd
Current assignee: Nanjing Guodian Nanzi Weimeide Automation Co ltd
Priority date: 2022-01-20
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2032-01-20

Abstract

本实用新型公开了一种基于BLVDS的开入量检测系统，BLVDS主总线一端连接控制单元，另一端连接FPGA模块第一接口；FPGA模块设有多个引脚，每个引脚连接一路输入开关量检测电路；各路输入开关量检测电路均包括第一输入端子、第二输入端子、限流稳压元件、光耦元件、稳压电容、二极管、第二限流电阻以及供电电源；第一输入端子与第二输入端子均连接外部开关量；第一输入端子、限流稳压元件、光耦元件与第二输入端子顺次串联；光耦元件包括光耦二极管和开关管；光耦二极管、电容和第一二极管相互并联；开关管的一端接地，开关管的另一端通过第二电阻连接电源，开关管的另一端还通过信号输出端子连接FPGA模块。本实用新型能够将多个开入量状态信号传输至控制单元，提高了信号传输的速度。

Description

一种基于BLVDS的开入量检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于BLVDS的开入量检测系统，属于变电站综合自动化系统技术领域。

背景技术

继电保护装置是保证变电站安全稳定运行的重要二次设备，继电保护装置中开入量检测系统的作用是给开关量提供输入通道，为控制单元提供准确的开入信号。

针对目前变电站对继电保护装置提出几十、上百路开入量输入的要求，现有继电保护装置设计一般将检测电路的开入量信号接入多输入多输出的译码器，然后控制单元来读取信号来达到扩展开入量接入的目的。

现有技术方案采用译码器来扩展接口，然后将输入信号直接接入控制单元的方式，遇到数量足够多的开入量时显得过于局限，无法满足当前数字化、智能化的继电保护装置。

此外，现有的继电保护装置在信号通讯传输方面，速度慢，方式单一，没有备选方案；装置内多块功能插件需要逐个升级程序，调试效率低。

针对以上现有技术缺点，本实用新型提出一种基于BLVDS的开入量检测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于BLVDS的开入量检测系统，能够将多个开入量状态信号传输至控制单元，提高了信号传输的速度。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种基于BLVDS的开入量检测系统，包括多路输入开关量检测电路、FPGA模块、控制单元、BLVDS主总线；

所述BLVDS主总线一端连接控制单元，另一端连接FPGA模块第一接口；FPGA模块设有多个引脚，每个引脚连接一路输入开关量检测电路；

所述各路输入开关量检测电路均包括第一输入端子、第二输入端子、限流稳压元件、光耦元件、稳压电容、二极管、第二限流电阻以及供电电源；

所述第一输入端子与第二输入端子均连接外部开关量；

所述第一输入端子、限流稳压元件、光耦元件与第二输入端子顺次串联；

所述光耦元件包括光耦二极管和开关管；

所述光耦二极管、电容和第一二极管相互并联；

所述开关管的一端接地，开关管的另一端通过第二电阻连接电源，开关管的另一端还通过信号输出端子连接FPGA模块。

进一步地，所述的基于BLVDS的开入量检测系统包括BLVDS副总线；所述BLVDS副总线一端连接接控制单元，另一端连接FPGA模块第二接口；

所述FPGA模块包括切换单元，切换单元分别连接第一接口和第二接口。

进一步地，所述的基于BLVDS的开入量检测系统包括BLVDS升级总线、SPI总线、第一升级程序存储单元和第二升级程序存储单元；

所述BLVDS升级总线一端连接第二升级程序存储单元，另一端连接FPGA模块；

所述FPGA模块通过SPI总线连接第一升级程序存储单元。

进一步地，所述FPGA模块包括数据记录单元、数据缓存单元和数据存储单元；

所述数据记录单元、数据缓存单元和数据存储单元顺次连接。

进一步地，所述限流稳压元件包括第一电阻和第二二极管；所述第一电阻和第二二极管串联。

进一步地，所述输入开关量检测电路数量为27路。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型通过设置接控制单元通过BLVDS主总线连接FPGA模块，FPGA模块分别连接多路输入开关量检测电路，能够实现同一继电保护装置的多路输入开关量检测电路接收多个输入开关量输入信号，各路输入开关量检测电路逐一将开关量输入状态信号传输至并FPGA模块，FPGA模块将各输入开关量输入状态信号传输至控制单元，显著提高了信号传输的速度；通过设置光耦隔离采样的输入开关量检测电路，使得本申请系统和外部环境实现电气隔离，既能减少外部环境的干扰，还能提高系统内部弱电电子电路的安全性。

附图说明

图1所示为本实用新型基于BLVDS的开入量检测系统的一种实施例结构示意图；

图2所示为本实用新型输入开关量检测电路的一种实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种基于BLVDS的开入量检测系统，包括多路输入开关量检测电路、FPGA模块、控制单元、BLVDS主总线。

参考图1，BLVDS主总线一端连接控制单元，另一端连接FPGA模块第一接口；FPGA模块设有多个引脚，每个引脚连接一路输入开关量检测电路。

参考图2，各路输入开关量检测电路均包括第一输入端子、第二输入端子、限流稳压元件、光耦元件U1、电容、第二二极管、第二电阻以及电源。

其中，第一输入端子与第二输入端子均连接外部开关量；第一输入端子、限流稳压元件、光耦元件与第二输入端子顺次串联；光耦元件U1包括光耦二极管和开关管；光耦二极管、电容和第一二极管相互并联；开关管的一端接地，开关管的另一端通过第二电阻连接电源，开关管的另一端还通过信号输出端子连接FPGA模块。

本实施例应用时，基于BLVDS的开入量检测系统包括DI插件和控制模块；DI插件包括多路输入开关量检测电路和FPGA模块；控制模块包括控制单元。

应用中，外部开关量由第一输入端子DI和第二输入端子DI_CH进入输入开关量检测电路，经过限流稳压元件进入光耦元件U1，电容C1起稳压作用，电源VCC_DI为光耦元件U1供电，第二电阻R2起限流作用。

当输入开关量检测电路没有外部开关量输入时，光耦元件U1中光耦二极管不亮，开关管不导通，通过信号输出端子DIN传输给FPGA模块的信号为高平状态信号；当输入开关量检测电路存在外部开关量输入时，光耦元件U1中的光耦二极管被点亮，开关管导通，通过信号输出端子DIN传输给FPGA模块的信号为地平状态信号。

应用中，FPGA模块接收到各路输入开关量检测电路传送的状态信号，并逐一编上目的地址；控制单元根据需要获取某一路的输入开关量的状态信号，通过BLVDS主总线向FPGA模块发送对应的数据帧信号，FPGA模块通过BLVDS主总线接收到数据帧信号后，将对应路的输入开关量的状态信号传送至控制单元。

本实用新型通过设置多路输入开关量检测电路、FPGA模块、控制单元、BLVDS主总线，使得接控制单元通过BLVDS主总线连接FPGA模块，FPGA模块分别连接多路输入开关量检测电路，能够实现同一继电保护装置接收多个输入开关量输入信号，并将各输入开关量状态信号传输至控制单元，解决了变电站对开关量输入要求高的问题。

本实用新型的各路输入开关量检测电路通过光耦隔离采样设计，使得本申请的基于BLVDS的开入量检测系统和外部环境实现电气隔离，既能减少外部环境的干扰，还能提高系统内部弱电电子电路的安全性。

实施例2

在实施例1的基础上，参考图1，本实施例提供的基于BLVDS的开入量检测系统还包括BLVDS副总线；BLVDS副总线一端连接接控制单元，另一端连接FPGA模块第二接口；其中，FPGA模块包括切换单元，切换单元分别连接第一接口和第二接口。

应用中，基于BLVDS的开入量检测系统正常工作运行时，切换单元连接第一接口，FPGA模块和控制单元之间通过BLVDS主总线收发信号。

当BLVDS主总线传输路径出现干扰或元件故障等突发情况产生，切换单元断开第一接口，连接第二接口，FPGA模块和控制单元之间通过BLVDS副总线收发信号，以快速恢复基于BLVDS的开入量检测系统的正常运行。

本实施例通过设置BLVDS主总线和BLVDS副总线，做到“双重防护”，避免因突发状况引起基于BLVDS的开入量检测系统的运作，以提高基于BLVDS的开入量检测系统的安全稳定性。

实施例3

在实施例1或2的基础上，参考图1，本实施例提供的基于BLVDS的开入量检测系统还包括BLVDS升级总线、SPI总线、第一升级程序存储单元和第二升级程序存储单元。

其中，BLVDS升级总线一端连接第二升级程序存储单元，另一端连接FPGA模块；FPGA模块通过SPI总线连接第一升级程序存储单元。

此外，FPGA模块包括数据记录单元、数据缓存单元和数据存储单元；数据记录单元、数据缓存单元和数据存储单元顺次连接。

本实施例应用时，限流稳压元件包括第一电阻和第二二极管，且第一电阻和第二二极管串联。其中第一电阻R1用于限流，第二二极管D2用于稳压。输入开关量检测电路数量为27路。

应用中，本实用新型通过设置BLVDS升级总线，只需要将升级程序烧录至第二升级程序存储单元，然后第二升级程序存储单元通过BLVDS升级总线将升级程序传输至FPGA模块，FPGA模块收到升级程序后通过SPI总线存放到第一升级程序存储单元，FPGA模块通过通过SPI总线读取第一升级程序存储单元的升级程序完成升级，这么做的优点是避免了多次烧录升级程序，使系统调试更便利。

综上实施例，本实用新型通过设置多路输入开关量检测电路，实现了批量传输输入开关量状态信号；通过设置3条BLVDS总线，既能简化系统升级的步骤和难度，又能提高本申请的容错率，当一条BLVDS总线传输线路损坏，能够迅速切换另一条BLVDS总线，以快速恢复工作，避免因意外情况给变电站造成损失。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，包括多路输入开关量检测电路、FPGA模块、控制单元、BLVDS主总线；

所述第一输入端子与第二输入端子均连接外部开关量；

所述光耦元件包括光耦二极管和开关管；

所述光耦二极管、电容和第一二极管相互并联；

2.根据权利要求1所述的基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，包括BLVDS副总线；所述BLVDS副总线一端连接接控制单元，另一端连接FPGA模块第二接口；

3.根据权利要求1所述的基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，包括BLVDS升级总线、SPI总线、第一升级程序存储单元和第二升级程序存储单元；

所述FPGA模块通过SPI总线连接第一升级程序存储单元。

4.根据权利要求3所述的基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，所述FPGA模块包括数据记录单元、数据缓存单元和数据存储单元；

5.根据权利要求1所述的基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，所述限流稳压元件包括第一电阻和第二二极管；所述第一电阻和第二二极管串联。

6.根据权利要求1所述的基于BLVDS的开入量检测系统，其特征是，所述输入开关量检测电路数量为27路。