RU191215U1

RU191215U1 - Дискретное устройство сопряжения

Info

Publication number: RU191215U1
Application number: RU2019115788U
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Иванов; Павел Валерьевич Чусовитин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы"
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2019-07-30

Abstract

РефератНастоящая полезная модель относится к электронным устройствам, а именно к дискретным устройствам сопряжения, и может быть использована в составе программно-технических комплексов для цифровых электрических подстанций. Полезная модель создана в рамках работ по проекту «Разработка масштабируемого программно-технического комплекса для управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850», реализуемому в рамках Соглашения № 075-02-2018-1219 от 15 ноября 2018 г. (внутренний номер соглашения 14.578.21.0226, дата начала реализации проекта 26 сентября 2017 г.) между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», уникальный идентификатор работ (проекта) RFMEFI57817X0226, государственный номер учета НИОКРТ АААА-А17-117122990006-4, индустриальный партнер по проекту ООО "Прософт-Системы".Преобразователь дискретных сигналов содержит объединительную плату 1, с которой взаимодействуют модуль формирования питающих напряжений 2, модуль ввода дискретных сигналов 3 и процессорный модуль 4.Модуль формирования питающих напряжений 2 снабжен клеммами питания, модуль ввода дискретных сигналов 3 снабжен дискретными входами, процессорный модуль 4 снабжен интерфейсами Ethernet для конфигурирования и выдачи данных, при этом один из интерфейсов Ethernet, которыми снабжен модуль 4, выполнен с возможностью подключения к шине процесса по протоколу МЭК 61850-8-1 (GOOSE).Процессорный модуль 4 включает в себя взаимосвязанные блок ввода и преобразования дискретных сигналов в цифровой вид 5, блок выдачи значений дискретных сигналов по цифровым протоколам 6, блок индикации режима работы 7, блок самодиагностики 8, блок программного конфигурирования режима работы 9, блок защиты от несанкционированного доступа органов управления и конфигурирования 10, блок формирования диагностических сообщений о неисправностях 11.Технический результат – обеспечение возможности преобразования дискретных сигналов в цифровые и их выдачи в соответствии с протоколами стандарта МЭК-61850.1 фиг., 6 з.п. ф-лы

Description

Дискретное устройство сопряжения

Область техники

Настоящая полезная модель относится к электронным устройствам, а именно к дискретным устройствам сопряжения, и может быть использована в составе программно-технических комплексов для цифровых электрических подстанций.

Уровень техники

Прототипом настоящей полезной модели является устройство нормализации цифровое, предназначенное для преобразования входного унифицированного сигнала постоянного тока в цифровую форму и передачи значений сигнала в сеть Ethernet по цифровому протоколу передачи данных (Режим доступа: http://www.prosoftsystems.ru/catalog/show/ustrojstvo-normalizacii-cifrovoe-unc1, дата обращения: 2019, апрель). Известное устройство содержит не более восьми входных аналоговых каналов, двух интерфейсов Ethernet. Форматом цифровых выходных данных, поддерживаемых данным устройством, является МЭК 61850-8-1 (GOOSE).

Известное устройство имеет ряд конструктивных сходств с заявленным дискретным устройством сопряжения, однако требует доработки для того, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к дискретным устройством сопряжения.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническая задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в расширении арсенала технических средств, предназначенных для преобразования дискретных сигналов в цифровые.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в обеспечении возможности преобразования дискретных сигналов в цифровые и их выдачи в соответствии с протоколами стандарта МЭК-61850.

Технический результат достигается за счет того, что дискретное устройство сопряжения содержит объединительную плату и взаимодействующие с ней модуль формирования питающих напряжений, который снабжен клеммами питания, модуль ввода дискретных сигналов, который снабжен дискретными входами и процессорный модуль, который снабжен интерфейсами Ethernet для конфигурирования и выдачи данных и включает блоки ввода и преобразования дискретных сигналов в цифровой вид, блок выдачи значений дискретных сигналов по цифровым протоколам, при этом один из интерфейсов Ethernet, которыми снабжен процессорный модуль, выполнен с возможностью подключения к шине процесса по протоколу МЭК 61850-8-1 (GOOSE).

В одном частном варианте осуществления полезной модели процессорный модуль может дополнительно включать блок синхронизации собственной шкалы времени по внешним сигналам, который снабжен интерфейсом BNC для приема сигналов синхронизации времени в форматах IRIG-B или 1PPS. В другом частном варианте осуществления процессорный модуль может дополнительно снабжен дискретными выходами сигнализации типа «сухой контакт».

Некоторые термины, упомянутые в формуле настоящей полезной модели, определены ниже, чтобы обеспечить дополнительную ясность.

Под термином «интерфейс Ethernet» понимается электрический разъем для обеспечения технологии пакетной передачи данных между устройствами для компьютерные и промышленный сетей.

Под термином «интерфейс BNC» понимается электрический разъем с байонетной фиксацией, предназначенный для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом и диаметром до 8 мм.

Под термином IRIG-B понимается протокол синхронизации времени, в соответствии с которым предоставляют информацию о времени и дате наряду с импульсами синхронизации.

Под термином 1PPS понимается протокол синхронизации времени, в соответствии с которым предоставляют точный импульс синхронизации времени без информации о времени и дате.

Под термином GOOSE понимается сетевой протокол, в соответствии с которым обеспечивают обмен сигналами между устройствами цифровой электрической подстанции в цифровой форме.

Настоящая полезная модель проиллюстрирована одной фигурой, на которой представлена функциональная схема заявленного дискретного устройства сопряжения.

Осуществление полезной модели

В соответствии с представленной фигурой, преобразователь дискретных сигналов содержит объединительную плату 1, с которой взаимодействуют модуль формирования питающих напряжений 2, модуль ввода дискретных сигналов 3, который снабжен дискретными входами и процессорный модуль 4.

Модуль формирования питающих напряжений 2 снабжен клеммами питания, модуль ввода дискретных сигналов 3 снабжен дискретными входами, процессорный модуль 4 снабжен интерфейсами Ethernet для конфигурирования и выдачи данных и дополнительно может быть снабжен двумя дискретными выходами сигнализации типа «сухой контакт». Один из интерфейсов Ethernet, которыми снабжен модуль 4, выполнен с возможностью подключения к шине процесса по протоколу GOOSE.

Процессорный модуль 4 включает в себя взаимосвязанные блок ввода и преобразования дискретных сигналов в цифровой вид 5, блок выдачи значений дискретных сигналов по цифровым протоколам 6, блок индикации режима работы 7, блок самодиагностики 8, блок программного конфигурирования режима работы 9, блок защиты от несанкционированного доступа органов управления и конфигурирования 10, блок формирования диагностических сообщений о неисправностях 11.

При этом процессорный модуль может дополнительно включать блок синхронизации собственной шкалы времени по внешним сигналам 12, снабженный интерфейсом BNC для приема сигналов синхронизации времени в форматах IRIG-B или 1PPS.

Дополнительно блок самодиагностики 8 выполнен с возможностью контроля наличия сигнала синхронизации времени, исправности цепей нормализации переменных напряжений и токов по отсутствию постоянной составляющей в сигналах этих цепей, невыхода температуры процессорного модуля за допустимый верхний предел, общей работоспособности микропроцессорной части.

Дискретные входы модуля ввода дискретных сигналов 3 гальванически развязаны от всех других электрических цепей дискретного устройства сопряжения. При этом дискретные выходы процессорного модуля 4 также гальванически развязаны от всех других электрических цепей заявленного устройства.

Заявленное устройство позволяет обеспечить преобразование дискретных сигналов в цифровую форму вблизи их источника. В связи с этим пропадает необходимость подведения многожильных кабелей к датчикам и устройствам с выходами типа «сухой контакт», а вся обрабатываемая в сети информация передаётся от источника по цифровым каналам связи. Это обеспечивает экономию на материалах, используемых для изготовления коммутирующих кабелей, в частности меди, а оцифровка сигналов обеспечивает надёжность их передачи.

Заявленное устройство может быть использовано следующим образом.

К примеру, источником сигналов может выступать выключатель, который при его эксплуатации на подстанции может менять своё положение, например, включаться. Блок-контакты такого выключателя подключают к входам заявленного дискретного устройства сопряжения. Устройство регистрирует изменение положение контактов и формирует сообщение в формате МЭК 61850-8-1 (GOOSE) об изменении положения выключателя. Информация выдаётся на цифровые выхода для использования другими устройствами ПТК «Цифровая подстанция».

Полезная модель создана в рамках работ по проекту «Разработка масштабируемого программно-технического комплекса для управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850», реализуемому в рамках Соглашения № 075-02-2018-1219 от 15 ноября 2018 г. (внутренний номер соглашения 14.578.21.0226, дата начала реализации проекта 26 сентября 2017 г.) между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», уникальный идентификатор работ (проекта) RFMEFI57817X0226, государственный номер учета НИОКРТ АААА-А17-117122990006-4, индустриальный партнер по проекту ООО "Прософт-Системы".

Claims

1.Дискретное устройство сопряжения, содержащее объединительную плату и взаимодействующие с ней модуль формирования питающих напряжений, который снабжен клеммами питания, модуль ввода дискретных сигналов, который снабжен дискретными входами, и процессорный модуль, который снабжен интерфейсами Ethernet для конфигурирования и выдачи данных и включает блоки ввода и преобразования дискретных сигналов в цифровой вид, блок выдачи значений дискретных сигналов по цифровым протоколам, при этом один из интерфейсов Ethernet, которыми снабжен процессорный модуль, выполнен с возможностью подключения к шине процесса по протоколу GOOSE.
2. Устройство по п.1, в котором процессорный модуль дополнительно включает блок индикации режима работы, блок самодиагностики, блок программного конфигурирования режима работы, блок защиты от несанкционированного доступа органов управления и конфигурирования и связанный с блоком самодиагностики блок формирования диагностических сообщений о неисправностях.
3. Устройство по п.2, в котором блок самодиагностики выполнен с возможностью контроля наличия сигнала синхронизации времени, исправности цепей нормализации переменных напряжений и токов по отсутствию постоянной составляющей в сигналах этих цепей, невыхода температуры процессорного модуля за допустимый верхний предел, общей работоспособности микропроцессорной части.
4. Устройство по п.1, в котором процессорный модуль дополнительно включает блок синхронизации собственной шкалы времени по внешним сигналам, который снабжен интерфейсом BNC для приема сигналов синхронизации времени в форматах IRIG-B или 1PPS.
5. Устройство по п.1, в котором процессорный модуль снабжен дискретными выходами сигнализации типа «сухой контакт».
6. Устройство по п.1, в котором дискретные входы модуля ввода дискретных сигналов гальванически развязаны от всех других электрических цепей устройства.
7. Устройство по п.1, в котором дискретные выходы процессорного модуля гальванически развязаны от всех других электрических цепей устройства.