CN217607557U - 一种用于光伏逆变升压一体机的io控制器 - Google Patents
一种用于光伏逆变升压一体机的io控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，包括电源管理模块、主控制模块、数据采集模块、故障录波模块和485通信模块，所述数据采集模块、故障录波模块和485通信模块均通过主控制模块与电源管理模块连接；所述数据采集模块用于采集外部信号，所述数据采集模块的输出端通过主控制模块与故障录波模块的输入端连接；所述485通信模块的输入端与故障录波模块的输出模块连接。IO控制器主要功能在于采集光伏逆变升压一体机的运行数据和保护控制功能，实现逆变升压一体机模拟量采集、逆变升压一体机DO信号输出，逆变升压一体机保护跳闸逻辑、故障录波、事件记录、远程升级等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体为一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器。
背景技术
逆变升压一体机是一种光伏逆变器与箱式变压器组合集中安装在一体的设备，将并网逆变器和箱式变压器集中布置在一个箱体内，IO控制器布置在一体机内，可以减少电气线路长度，安装维护方便，降低成本，提高效率都有非常重要的意义。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，包括电源管理模块、主控制模块、数据采集模块、故障录波模块和485通信模块，所述数据采集模块、故障录波模块和485通信模块均通过主控制模块与电源管理模块连接；所述数据采集模块用于采集外部信号，所述数据采集模块的输出端通过主控制模块与故障录波模块的输入端连接；所述485通信模块的输入端与故障录波模块的输出端连接。
优选的，所述电源管理模块的输入端为DC24V。
优选的，所述主控制模块的GPIO口和AD采样口均与数据采集模块的输出端连接。
优选的，所述故障录波模块通过I2C总线与主控制模块的I2C接口相连。
优选的，所述485通信模块通过RS485总线与主控制模块的UART接口连接。
优选的，所述485通信模块的输出端与处理终端连接。
优选的，所述数据采集模块与故障录波模块之间设有保护跳闸模块，所述保护跳闸模块用于检测跳闸信号和跳闸电流。
优选的，所述跳闸信号包括超高温跳闸信号，重瓦斯跳闸信号和压力异常跳闸信号。
优选的，所述主控制模块还连接有远程升级模块，所述远程升级模块的输出端与主控制模块的UART接口连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器集开关量输入、开关量输出、模拟量输入、串口通信、事件记录存储、故障录波、数据存储等功能为一体，覆盖了光伏电站逆变器升压一体机的箱变数据采集和保护逻辑需求，能适光伏电站逆变器升压一体机的各种应用场景，且安装简单。
进一步的，处理终端可以对IO控制器的参数设置、参数查询、时间设置、波特率设置、地址设置、时间设置、DI信号查询、DO信号输出、故障录波数据读取、事件记录读取等。
进一步的，保护跳闸模块实时监测数据采集模块的三路DI信号(超高温跳闸信号，重瓦斯跳闸，压力异常跳闸)、三路电流模拟量输入信号，并根据故障录波模块的保护定值参数判断是否触发保护动作逻辑，若保护跳闸模块判断信号正确无误，则触发DO信号动作，并通过故障录波模块记录事件记录和故障录波数据。
附图说明
图1是本实用新型一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的示意图。
图2为本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的主控制模块。
图3为本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的保护跳闸模块。
图4为本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的故障录波流程图。
图5为本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的485通信流程图。
图6为本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的远程升级流程图。
图中：1、主控制模块；2、电源管理模块；3、保护跳闸模块；4、数据采集模块；5、故障录波模块；6、485通信模块；7、远程升级模块。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
本实用新型公开了一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，参照图1，包括电源管理模块2、主控制模块1、数据采集模块4、故障录波模块5、485通信模块6、保护跳闸模块3、远程升级模块7和处理终端。
电源管理模块2的输入端为DC24V，电源管理模块2为各个模块提供24V、±15V、5V、3.3V、3V、1.8V等电压，具有4000KV隔离特性。
参照图2，主控制模块1包括CPU、GPIO口、I2C接口、UART接口、AD采样口和时钟芯片。GPIO口、I2C接口、UART接口、AD采样口和时钟芯片均与COU连接。
主控制模块1可以采集22路DI信号，可实现与外部各接点连接，采集外部开关量信号；可以输出DO信号，对外部设备进行常开常闭操作；可以采集外部电流模拟量数据，并根据设定的告警值，主控制模块1处理后对监控系统进行告警处理；可以采集4-20mA电流信号；可以控制三个LED灯，电源灯、故障灯、运行灯；具备时钟功能，每5分钟将时钟写入数据存储模块4，每次上电读取数据存储模块4存储的时钟数据，并自动开始时钟更新。
数据采集模块4、故障录波模块5和485通信模块6均通过主控制模块1与电源管理模块2连接。
数据采集模块4用于采集外部信号，数据采集模块4的输出端通过主控制模块1与故障录波模块5的输入端连接。主控制模块1的GPIO口和AD采样口均与数据采集模块4的输出端连接，故障录波模块5通过I2C总线与主控制模块11的I2C接口相连。
485通信模块6通过RS485总线与主控制模块1的UART接口连接，485通信模块6的输入端与故障录波模块5的输出端连接。485通信模块6具备串口通信功能，可通过上位机软件查询DI信号，输出DO信号，读取故障录波数据，读取事件记录数据，读取设置参数，读取产品信息等。
485通信模块6的输出端与处理终端连接，处理终端可以对IO控制器的参数设置、参数查询、时间设置、波特率设置、地址设置、时间设置、DI信号查询、DO信号输出、故障录波数据读取、事件记录读取等。本实施例中处理终端为笔记本电脑。
数据采集模块4与故障录波模块5之间设有保护跳闸模块3，保护跳闸模块3用于检测跳闸信号和跳闸电流。
远程升级模块7的输出端与主控制模块1的UART接口连接。
本实用新型一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器的实施原理为：数据采集模块4与外部各接点连接，采集外部开关量信号，并对外部设备进行常开常闭操作；数据采集模块4能够采集外部电流信号并将数据传输给主控制模块1。
若DI信号、DO信号、电流采样信号符合保护跳闸逻辑，参照图3，保护跳闸逻辑为：保护跳闸模块3实时检测重瓦斯跳闸信号、超高温跳闸信号、压力异常跳闸信号，若检测到这三个信号的上升沿且有效时间大于20ms，则发生保护跳闸动作，触发断路器断开；同时检测三段电流信号，若电流保护投入且电流值大于电流保护定值且电流超限时间大于保护时间设置，则电流保护动作，触发保护跳闸逻辑。
参照图4，故障录波模块5的逻辑为：故障录波模块5可以记录3个变量(A相电流、B相电流、C相电流)的录波波形，若故障录波标志未触发，故障录波模块5每个采样周期将三相电流采样值存储到故障录波存储数组中。只要故障录波标志没有被触发，那么就会一直进行更新存储，直到故障录波标志被触发，继续更新500个点后，更新结束并置存储结束标志位。这样，就会存储停止时刻前后各500个点的数据。
参照图5，485通信模块6的逻辑为：主控制模块1初始化成功后，485通信模块6的状态为空闲态，调用串口接收函数，查看是否接收到数据，若接收到数据，则判断地址和CRC，若地址和CRC正确，则根据功能码解析对应的数据，并分发数据到不同的处理分支，同时状态切换为发送状态，调用串口发送函数，数据发送完成后，状态切换为空闲态，等待接收串口数据，不断循环。
参照图6，远程升级模块7的流程为：程序运行过程中，若收到程序升级指令，则停止喂看门狗，软件复位，跳转到BootLoader程序运行，上位机发送升级文件，主控制模块1判断接收到的升级文件信息，逐帧接受所有的升级文件，接收完成后判断文件的校验信息，校验信息正确，开始擦除程序区域，同时开始搬运程序到程序存储区域，搬运完成后，停止喂狗，等待软件重启，升级完成。
本实用新型的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器集开关量输入，开关量输出，模拟量输入，保护跳闸逻辑、串口通信，事件记录存储、故障录波、数据存储等功能为一体，覆盖了光伏电站逆变器升压一体机的箱变数据采集和保护逻辑需求，能适光伏电站逆变器升压一体机的各种应用场景，且安装简单。
Claims (9)
1.一种用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，包括电源管理模块(2)、主控制模块(1)、数据采集模块(4)、故障录波模块(5)和485通信模块(6)，所述数据采集模块(4)、故障录波模块(5)和485通信模块(6)均通过主控制模块(1)与电源管理模块(2)连接；所述数据采集模块(4)用于采集外部信号，所述数据采集模块(4)的输出端通过主控制模块(1)与故障录波模块(5)的输入端连接；所述485通信模块(6)的输入端与故障录波模块(5)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述电源管理模块(2)的输入端为DC24V。
3.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述主控制模块(1)的GPIO口和AD采样口均与数据采集模块(4)的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述故障录波模块(5)通过I2C总线与主控制模块(1)的I2C接口相连。
5.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述485通信模块(6)通过RS485总线与主控制模块(1)的UART接口连接。
6.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述485通信模块(6)的输出端与处理终端连接。
7.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述数据采集模块(4)与故障录波模块(5)之间设有保护跳闸模块(3)，所述保护跳闸模块(3)用于检测跳闸信号和跳闸电流。
8.根据权利要求7所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述跳闸信号包括超高温跳闸信号，重瓦斯跳闸信号和压力异常跳闸信号。
9.根据权利要求1所述的用于光伏逆变升压一体机的IO控制器，其特征在于，所述主控制模块(1)还连接有远程升级模块(7)，所述远程升级模块(7)的输出端与主控制模块(1)的UART接口连接。
Priority Applications (1)
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| CN202220234237.6U CN217607557U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种用于光伏逆变升压一体机的io控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217607557U true CN217607557U (zh) | 2022-10-18 |
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Family Applications (1)
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| CN202220234237.6U Active CN217607557U (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种用于光伏逆变升压一体机的io控制器 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2022
- 2022-01-27 CN CN202220234237.6U patent/CN217607557U/zh active Active
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