RU2615138C1 - Relay protection and control device (versions) - Google Patents

Relay protection and control device (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2615138C1
RU2615138C1 RU2015149948A RU2015149948A RU2615138C1 RU 2615138 C1 RU2615138 C1 RU 2615138C1 RU 2015149948 A RU2015149948 A RU 2015149948A RU 2015149948 A RU2015149948 A RU 2015149948A RU 2615138 C1 RU2615138 C1 RU 2615138C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
panel
housing
ethernet
connector
Prior art date
Application number
RU2015149948A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Кулинич
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ТеконГруп"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ТеконГруп" filed Critical Закрытое акционерное общество "ТеконГруп"
Priority to RU2015149948A priority Critical patent/RU2615138C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2615138C1 publication Critical patent/RU2615138C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H45/00Details of relays
    • H01H45/02Bases; Casings; Covers
    • H01H45/04Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case

Landscapes

  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: CPU module (9), power supply module (10), signals input modules (11, 12) from the monitored electrical equipment and the discrete signal output modules (13) are located in the housing (1). The CPU module is configured with the possibility to install additional interface modules. The display and control panel (3) (further panel) has an Ethernet connector for a personal computer. The panel can be fixed to the housing with angles (2). The panel can be placed separately from the housing.
EFFECT: creation of a modular design of the device, easy to use, repair and upgrade in operating conditions, providing the ability to configure the device with the necessary composition of functional modules.
7 cl, 10 dwg

Description

Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики ТЕКОН 300 (сокращенно устройство МП РЗА) предназначено для защиты электрооборудования электростанций, подстанций, распределительных сетей и распределительных устройств электрической энергии. Устройство релейной защиты и автоматики (далее устройство) может применяться как самостоятельное устройство, так и в составе программно-технического комплекса. Устройство измеряет и рассчитывает значения токов, напряжений, сопротивлений, мощность, энергию, частоту сети, а также амплитуды, действующие значения, фазы, симметричные и аварийные составляющие сигналов с возможностью отображения их на дисплее панели индикации и управления и с возможностью передачи по каналам связи. Устройство управляет коммутационными аппаратами, предназначенными для автоматического отключения контролируемого электрооборудования (объекта защиты) от остальной части электрической сети (электроустановки) в случае его электрического повреждения или возникновения аварийного режима работы, который может привести к его повреждению. Устройство предназначено для работы по стандарту МЭК 61850.The microprocessor relay protection and automation TEKON 300 (abbreviated as MP RPA device) is designed to protect the electrical equipment of power plants, substations, distribution networks and electrical energy distribution devices. The relay protection and automation device (hereinafter referred to as the device) can be used both as an independent device and as part of a software and hardware complex. The device measures and calculates the values of currents, voltages, resistances, power, energy, network frequency, as well as amplitudes, effective values, phases, symmetric and emergency components of the signals with the possibility of displaying them on the display of the display panel and with the possibility of transmission via communication channels. The device controls switching devices designed to automatically disconnect the controlled electrical equipment (object of protection) from the rest of the electrical network (electrical installation) in case of its electrical damage or emergency operation, which can lead to damage. The device is designed to work according to IEC 61850.

Термин «соединитель» употребляется в заявке в общем смысле и охватывает приборные розетки и/или вилки (порты, разъемы, зажимы и т.п.).The term "connector" is used in the application in a general sense and covers instrument sockets and / or plugs (ports, connectors, clamps, etc.).

Для описания заявляемого устройства и его аналогов сторону корпуса, на которой закреплена или которая предназначена для крепления панели индикации и управления, примем «передней» стороной корпуса. Противоположную сторону корпуса, на которой расположены соединители интерфейсов RS-485, Ethernet 100Base-TX, Ethernet 100Base-FX и т.п. (далее интерфейсные соединители), соединители для электропитания устройства, соединители для ввода сигналов напряжения и/или тока от контролируемого электрооборудования и соединители для вывода сигналов примем «задней» стороной корпуса.To describe the inventive device and its analogs, the side of the body on which is mounted or which is designed to mount the display and control panels, we take the "front" side of the body. The opposite side of the case, on which the RS-485, Ethernet 100Base-TX, Ethernet 100Base-FX interface connectors are located (hereinafter interface connectors), connectors for powering the device, connectors for inputting voltage and / or current signals from controlled electrical equipment and connectors for outputting signals, we take the "back" side of the case.

Термины «Ethernet-соединитель», «Ethernet-кабель», «Ethernet-контроллер», «Ethernet-шина» употребляются в заявке в отношении конструктивных элементов, предназначенных для передачи данных по технологиям Ethernet, описанным стандартами IEEE группы 802.3.The terms “Ethernet-connector”, “Ethernet-cable”, “Ethernet-controller”, “Ethernet-bus” are used in the application with respect to the structural elements intended for data transmission via Ethernet technologies described by IEEE 802.3 standards.

Термин «связь Ethernet» употребляется в заявке в отношении передачи данных (связи) по технологиям Ethernet, описанным стандартами IEEE группы 802.3.The term “Ethernet communication” is used in the application with respect to data transmission (communication) over Ethernet technologies described by the IEEE 802.3 standards.

Термин «связь RS-485» употребляется в заявке в отношении связи, электрические параметры которой регламентированы стандартом RS-485 (EIA/TIA-485-A).The term “RS-485 communication” is used in the application for communication, the electrical parameters of which are regulated by the RS-485 standard (EIA / TIA-485-A).

Под термином «канал связи» понимается совокупность технических устройств (кабелей, соединителей, шин печатной платы и т.п.), обеспечивающих передачу сообщений любого вида от отправителя к получателю, осуществляемую с помощью электрических сигналов.The term "communication channel" refers to a combination of technical devices (cables, connectors, printed circuit boards, etc.) that ensure the transmission of messages of any kind from the sender to the receiver, carried out using electrical signals.

Для размещения устройств МП РЗА используются электротехнические шкафы, внутри которых предусмотрены вертикальные элементы (поворотные рамы, монтажные панели и т.п.). Известно, что шкафы для устройств МП РЗА могут быть как одностороннего, так и двухстороннего обслуживания. Шкафы могут быть с обзорными (стеклянными) дверями или глухими (металлическими) дверями со смотровыми окнами.To accommodate MP RPA devices, electrical cabinets are used, inside of which vertical elements are provided (swing frames, mounting panels, etc.). It is known that cabinets for relay protection and automation devices can be either unilateral or bilateral. Cases can be with survey (glass) doors or deaf (metal) doors with viewing windows.

Известно модульное устройство релейной защиты (далее устройство) (патент US №6259173 В1, патентообладатель General Electric Company), принятое в качестве аналога для первого и второго изобретений. Устройство содержит корпус с откидной панелью индикации и управления (далее панель). Панель предназначена для управления устройством и отображения информации о состоянии устройства и объекта защиты. Панель обеспечивает доступ к функциональным модулям, расположенным в корпусе. Каждый функциональный модуль (модуль источника питания, модуль трансформаторов, модуль центрального процессора (модуль CPU), модуль процессора цифровых сигналов (модуль DSP) и другие модули) установлен в корпусе с помощью разъединительных слотов или направляющих. Каждый функциональный модуль имеет механическую и электрическую связь с объединительной печатной платой и контакты для соединения с соответствующим клеммным блоком, предназначенным для подключения к внешним устройствам и закрепленным на задней стороне корпуса. Когда панель открыта, любой функциональный модуль можно легко извлечь из корпуса и заменить извлеченный модуль на аналогичный по функции модуль, при этом не требуется отсоединения клеммных блоков от устройства.Known modular relay protection device (hereinafter the device) (US patent No. 6259173 B1, patent holder of General Electric Company), adopted as an analogue for the first and second inventions. The device comprises a housing with a hinged display and control panel (hereinafter the panel). The panel is designed to control the device and display information about the status of the device and the object of protection. The panel provides access to the functional modules located in the housing. Each functional module (power supply module, transformer module, central processor module (CPU module), digital signal processor module (DSP module) and other modules) is installed in the housing using disconnect slots or rails. Each functional module is mechanically and electrically connected to the backplane and has pins for connecting to the corresponding terminal block, designed to be connected to external devices and mounted on the rear side of the case. When the panel is open, any functional module can be easily removed from the housing and replaced by a module that is similar in function to the module, without having to disconnect the terminal blocks from the device.

Такая модульная конструкция известного устройства фирмы General Electric Company обеспечивает значительные преимущества по сравнению с фиксированной конфигурацией схем ввода аналоговых сигналов и схем ввода/вывода дискретных сигналов. Замена модулей дает возможность быстрого ремонта устройства. К недостаткам известного устройства можно отнести то, что панель и корпус с функциональными модулями образуют единую конструкцию, что ведет к ограничению вариантов размещения устройства в шкафу. Для обеспечения возможности доступа как к панели, так и к клеммным блокам известного устройства необходимо использовать шкаф двухстороннего обслуживания.This modular design of the well-known device of the General Electric Company provides significant advantages over the fixed configuration of the analog input circuitry and discrete signal input / output circuitry. Replacing the modules makes it possible to quickly repair the device. The disadvantages of the known device include the fact that the panel and the housing with functional modules form a single design, which leads to a limitation of the placement of the device in the cabinet. To provide access to both the panel and the terminal blocks of the known device, it is necessary to use a double-sided cabinet.

Известно микропроцессорное устройство релейной защиты (далее устройство) с модульной контрольной панелью индикации и управления (далее панель) (патент US №6169651 В1, патентообладатель General Electric Company), принятое в качестве аналога для второго изобретения. Устройство содержит корпус. В корпусе расположены объединительная печатная плата и функциональные модули, в том числе модуль центрального процессора. Каждый функциональный модуль может быть извлечен из корпуса со стороны панели с целью замены аналогичным по функции или другим по функции модулем. Панель состоит из основной пластиковой рамы, печатной платы с электронными компонентами и задней крышки. Основная пластиковая рама предназначена для расположения на ней клавиатуры, дисплея и индикаторов. Панель может быть закреплена на корпусе с помощью шарнира. В этом случае другая сторона панели соединена с корпусом с помощью фиксатора. Панель может быть съемной. В этом случае панель соединена с модулем центрального процессора с помощью кабеля, предназначенного для обмена коммуникационными сигналами и подачи питания на панель. Панель имеет соединитель для подключения персонального компьютера (далее ПК) для загрузки параметров, мониторинга данных и последовательности событий. Отдельная панель, соединенная кабелем с модулем центрального процессора, позволяет монтировать панель удаленно и осуществлять дистанционное управление и контроль. К тому же, отдельная панель развивает концепцию модульности конструкции устройств ПМ РЗА. К недостаткам известного устройства можно отнести то, что разместить такое устройство можно только в шкафу двухстороннего обслуживания для обеспечения доступа к клеммным блокам и функциональным модулям.A microprocessor relay protection device (hereinafter referred to as a device) with a modular control panel for indication and control (hereinafter referred to as a panel) is known (US patent No. 6169651 B1, patent holder of the General Electric Company), adopted as an analogue for the second invention. The device comprises a housing. In the case are the backplane and functional modules, including the central processor module. Each functional module can be removed from the housing from the side of the panel in order to replace a module similar in function or another in function. The panel consists of a main plastic frame, a printed circuit board with electronic components and a back cover. The main plastic frame is designed to place the keyboard, display and indicators on it. The panel can be fixed to the body using a hinge. In this case, the other side of the panel is connected to the housing using a latch. The panel can be removable. In this case, the panel is connected to the central processor module using a cable designed to exchange communication signals and supply power to the panel. The panel has a connector for connecting a personal computer (hereinafter PC) for downloading parameters, monitoring data and sequence of events. A separate panel, connected by a cable to the central processor module, allows you to mount the panel remotely and perform remote control and monitoring. In addition, a separate panel develops the concept of modular design of PM RPA devices. The disadvantages of the known device include the fact that you can only place such a device in a two-way service cabinet to provide access to terminal blocks and functional modules.

Известно цифровое устройство защиты и управления SIPROTEC 4, конструктивное выполнение которого описано в следующих документах:A digital protection and control device SIPROTEC 4 is known, the design of which is described in the following documents:

- (SIPROTEC 4, Системное описание, Документ №Е50417-Н1156-С151-А1, Версия 04.10.07 г., https://www.cee.siemens.com/web/ua/ru/em/Automation,_control_and_protection/Relay_Protection/Documents/file_135_1.pdf);- (SIPROTEC 4, System Description, Document No. Е50417-Н1156-С151-А1, Version 04.10.07, https://www.cee.siemens.com/web/ua/ru/em/Automation,_control_and_protection/Relay_Protection /Documents/file_135_1.pdf);

- (SIPROTEC 4, Дистанционная Защита 7SA522, Версия V4.61 и выше, Руководство по эксплуатации, Документ №C53000-G1156-C155-1, Дата выпуска 09.2008 г.);- (SIPROTEC 4, Remote Protection 7SA522, Version V4.61 and higher, Operating Instructions, Document No. C53000-G1156-C155-1, Release Date 09.2008);

- (SIPROTEC 4, 6MD61IO-Box, Catalog Siemens SIP 2008, https://siprotec-ptd.ru/sites/default/files/attachment/6MD61xx_Catalog_SIP-2008_en.pdf).- (SIPROTEC 4, 6MD61IO-Box, Catalog Siemens SIP 2008, https://siprotec-ptd.ru/sites/default/files/attachment/6MD61xx_Catalog_SIP-2008_en.pdf).

Цифровое устройство защиты и управления SIPROTEC 4 (далее устройство) принято в качестве наиболее близкого аналога для первого и второго вариантов изобретения. Корпус устройства имеет три типоразмера по стандарту Евромеханика:

Figure 00000001
,
Figure 00000002
и 19''. Конструкция устройства SIPROTEC 4 предусматривает три типа исполнения: с панелью управления, закрепленной на корпусе, с отдельной панелью управления и без панели управления. Тип устройства определяется исходя из условий расположения устройства в шкафу или на монтажной панели.The digital protection and control device SIPROTEC 4 (hereinafter the device) is adopted as the closest analogue for the first and second variants of the invention. The device case has three sizes according to the Euromechanics standard:
Figure 00000001
,
Figure 00000002
and 19 ''. The SIPROTEC 4 device is designed in three types: with a control panel mounted on the housing, with a separate control panel and without a control panel. The type of device is determined based on the conditions of the device in the cabinet or on the mounting panel.

Первый тип устройства SIPROTEC 4 с закрепленной на корпусе панелью управления (далее панелью) предназначен для утопленного монтажа на вертикальных элементах шкафа (монтажную панель или дверь). На передней стороне корпуса имеются уголки, к которым крепится панель и которые используются для крепления устройства на вертикальных элементах шкафа в случае утопленного монтажа. В корпусе расположены функциональные модули, включающие в себя модуль центрального процессора (модуль CPU), модули ввода-вывода (модуль I/O) и модуль питания, установленный на одном из модулей I/O. На плате модуля CPU закреплены интерфейсные модули. Плата модуля CPU содержит интерфейсные соединители и соединитель, предназначенный для подключения ленточных кабелей, соединяющих модуль CPU с модулями I/O и с панелью. К задней стороне корпуса привинчена металлическая стенка с отверстиями, предназначенными для соединителей функциональных модулей. К стенке привинчены клеммные колодки для подключения к внешним устройствам. Устройством SIPROTEC 4 можно управлять при помощи панели или при помощи ПК, с установленной на нем программой DIGSI. ПК может быть подключен к 9-контактному соединителю интерфейса RS-232 или RS-485 на панели.The first type of SIPROTEC 4 device with a control panel fixed on the body (hereinafter the panel) is designed for flush mounting on vertical cabinet elements (mounting panel or door). On the front side of the case there are corners to which the panel is mounted and which are used to mount the device on the vertical elements of the cabinet in case of flush mounting. Functional modules are located in the housing, including a central processor module (CPU module), input-output modules (I / O module), and a power module installed on one of the I / O modules. Interface modules are fixed on the CPU module board. The CPU module board contains interface connectors and a connector for connecting ribbon cables connecting the CPU module to the I / O modules and to the panel. A metal wall is screwed to the rear side of the housing with holes for connectors of functional modules. Terminal blocks are screwed to the wall for connection to external devices. SIPROTEC 4 can be controlled using the panel or using a PC with DIGSI installed on it. The PC can be connected to the 9-pin RS-232 or RS-485 interface connector on the panel.

Второй тип устройства SIPROTEC 4 с отдельной панелью, может быть использован для поверхностного (навесного) монтажа устройства на вертикальные элементы шкафа. Отдельная панель в этом случае может быть закреплена на дверце шкафа, а корпус с функциональными модулями закреплен на монтажной панели шкафа. ПК может быть подключен к соединителю панели. Для соединения с кабелем питания и связи отдельной панели на задней стороне корпуса имеется соединитель, конструктивно отличный от других интерфейсных соединителей, а именно 68-контактный. Конструктивное выполнение корпуса с функциональными модулями такого устройства аналогично корпусу с функциональными модулями устройства с закрепленной на корпусе панелью. Конструктивное отличие заключается в том, что передняя сторона корпуса закрыта дополнительной передней панелью, выполненной без дисплея и клавиатуры.The second type of SIPROTEC 4 device with a separate panel can be used for surface (surface) mounting of the device on the vertical elements of the cabinet. In this case, a separate panel can be fixed on the cabinet door, and a case with functional modules is fixed on the cabinet mounting panel. A PC can be connected to the panel connector. To connect to the power cable and connect a separate panel, there is a connector on the rear side of the case that is structurally different from other interface connectors, namely the 68-pin one. The design of the housing with the functional modules of such a device is similar to the housing with the functional modules of the device with a panel mounted on the housing. The design difference is that the front side of the case is closed by an additional front panel, made without a display and keyboard.

Третий тип устройства SIPROTEC 4 - без панели может быть использован для поверхностного (навесного) монтажа устройства на вертикальные элементы шкафа. Такой тип устройства, также как и устройство с отдельной панелью, содержит дополнительную переднюю панель, выполненную без дисплея и клавиатуры. Для подключения кабеля связи с ПК на задней стороне корпуса имеется соединитель отличный от других интерфейсных соединителей, а именно 68-контактный. При подключении кабеля связи с ПК устройство распознает, что оно будет эксплуатироваться без панели.The third type of device SIPROTEC 4 - without a panel can be used for surface (surface) mounting of the device on the vertical elements of the cabinet. This type of device, as well as a device with a separate panel, contains an additional front panel, made without a display and keyboard. To connect a cable for communication with a PC, on the back of the case there is a connector different from other interface connectors, namely a 68-pin one. When you connect the communication cable to the PC, the device recognizes that it will be operated without a panel.

В устройстве SIPROTEC 4 использованы различные решения модульного конструктива, которые позволили создать удобное в использовании устройство. К недостаткам устройства можно отнести то, что для замены вышедшего из работы функционального модуля или замены интерфейсного модуля требуется снятие устройства с монтажной панели и демонтаж либо панели управления, либо дополнительной передней панели.SIPROTEC 4 uses a variety of modular solutions that make it easy to use. The disadvantages of the device include the fact that to replace a failed function module or to replace an interface module, it is necessary to remove the device from the mounting panel and dismantle either the control panel or an additional front panel.

Аналогичные устройству SIPROTEC 4 типы исполнения устройства и методы соединения устройства с панелью предусматривает цифровое устройство защиты и автоматизации сетей электропередачи SIPROTEC 5 (SIPROTEC 5 - Обзор системы. Защита, автоматика и мониторинг, Каталог SIP 5.01, V1.0, раздел «Аппаратная часть» на стр. 26-29 и стр 45, дата выпуска 02.2011 г.), принятое в качестве аналога для второго изобретения. Отличие устройства SIPROTEC 5 от устройства SIPROTEC 4 заключается в том, что ПК с установленной программой DIGSI5 подключается к USB-соединителю панели через USB-кабель.Similar to the SIPROTEC 4 device, the device types and methods for connecting the device to the panel are provided by the SIPROTEC 5 digital protection and automation system for power transmission networks (SIPROTEC 5 - System Overview. Protection, Automation and Monitoring, SIP 5.01, V1.0 Catalog, Hardware section on p. 26-29 and p. 45, release date 02.2011), adopted as an analogue for the second invention. The difference between the SIPROTEC 5 device and the SIPROTEC 4 device is that a PC with DIGSI5 installed is connected to the panel’s USB connector via a USB cable.

Задачей изобретений является создание конструкции устройства релейной защиты и автоматики, удобной в использовании, ремонте и модернизации в условиях эксплуатации и обеспечивающей возможность компоновки устройства релейной защиты и автоматики с необходимым составом функциональных модулей.The objective of the invention is the creation of a relay protection device and automation design, convenient to use, repair and modernize under operating conditions and providing the possibility of assembling a relay protection device and automation with the necessary composition of functional modules.

Технический результат достигается за счет создания модульной конструкции устройства релейной защиты и автоматики.The technical result is achieved by creating a modular design of the relay protection device and automation.

В первом изобретении технический результат достигается тем, что устройство релейной защиты и автоматики содержит корпус с функциональными модулями, включающими в себя модуль центрального процессора, содержащий по меньшей мере один интерфейсный модуль, соединитель для подключения персонального компьютера и соединитель для подключения панели индикации и управления, модуль питания, по меньшей мере один модуль ввода сигналов и по меньшей мере один модуль вывода дискретных сигналов, при этом каждый из функциональных модулей состоит из торцевой пластины, предназначенной для закрепления функционального модуля в корпусе, и печатной платы с электронными компонентами и соединителями, а модуль центрального процессора дополнительно содержит объединительную плату модуля центрального процессора и направляющие, расположенные между торцевой пластиной модуля центрального процессора и объединительной платой модуля центрального процессора и предназначенные для удержания по меньшей мере одного интерфейсного модуля. Устройство релейной защиты и автоматики может содержать панель индикации и управления с Ethernet-соединителем для подключения персонального компьютера, объединительную печатную плату и по меньшей мере один модуль ввода-вывода дискретных сигналов, в котором объединены функции модуля ввода сигналов и функции модуля вывода дискретных сигналов.In the first invention, the technical result is achieved in that the relay protection and automation device comprises a housing with functional modules including a central processor module comprising at least one interface module, a connector for connecting a personal computer and a connector for connecting an indication and control panel, a module power supply, at least one signal input module and at least one discrete signal output module, wherein each of the functional modules consists of a base plate for fixing the functional module in the housing, and a printed circuit board with electronic components and connectors, and the central processor module further comprises a backplane of the central processor module and guides located between the end plate of the central processor module and the backplane of the central processor module and designed to holding at least one interface module. The relay protection and automation device may include a display and control panel with an Ethernet connector for connecting a personal computer, a backplane and at least one digital input / output module, which combines the functions of the signal input module and the functions of the digital signal output module.

Во втором изобретении технический результат достигается тем, что устройство релейной защиты и автоматики содержит корпус с функциональными модулями, включающими в себя модуль центрального процессора, модуль питания, по меньшей мере один модуль ввода сигналов и по меньшей мере один модуль вывода дискретных сигналов, панель индикации и управления, которая закреплена на корпусе или расположена отдельно от корпуса и содержит Ethernet-соединитель, предназначенный для подключения персонального компьютера, первый соединитель, предназначенный для закрепленной на корпусе панели индикации и управления, второй соединитель, расположенный с противоположной стороны корпуса и предназначенный для расположенной отдельно от корпуса панели индикации и управления, каждый функциональный модуль содержит по меньшей мере одну печатную плату с электронными компонентами и соединителями, при этом печатная плата модуля центрального процессора содержит коммуникационный процессор, Ethernet-контроллер, первую и вторую Ethernet-шины, предназначенные для обмена сигналами между коммуникационным процессором и персональным компьютером, подключенным к панели индикации и управления, блок перемычек, предназначенный для соединения первой Ethernet-шины с Ethernet-контроллером или для соединения второй Ethernet-шины с Ethernet-контроллером, при этом соединение первой Ethernet-шины с Ethernet-контроллером применено для закрепленной на корпусе панели индикации и управления, а соединение второй Ethernet-шины с Ethernet-контроллером применено для расположенной отдельно от корпуса панели индикации и управления. Устройство релейной защиты и автоматики содержит кабель, предназначенный для питания и связи RS-485 панели индикации и управления и для связи Ethernet между модулем центрального процессора и персональным компьютером, подключенным к панели индикации и управления. Устройство релейной защиты и автоматики может содержать объединительную печатную плату. В этом случае первый соединитель для панели индикации и управления закреплен на объединительной печатной плате, а второй соединитель закреплен на печатной плате модуля центрального процессора.In the second invention, the technical result is achieved in that the relay protection and automation device comprises a housing with functional modules including a central processor module, a power module, at least one signal input module and at least one discrete signal output module, an indication panel and control, which is mounted on the housing or located separately from the housing and contains an Ethernet connector designed to connect a personal computer, the first connector designed for For a display and control panel mounted on the housing, a second connector located on the opposite side of the housing and designed for the display and control panel located separately from the housing, each function module contains at least one printed circuit board with electronic components and connectors, while the module printed circuit board the central processor contains a communication processor, an Ethernet controller, the first and second Ethernet buses, designed to exchange signals between the communication process rum and a personal computer connected to the display and control panel, a jumper block designed to connect the first Ethernet bus to the Ethernet controller or to connect the second Ethernet bus to the Ethernet controller, while the connection of the first Ethernet bus to the Ethernet controller is used for a display and control panel mounted on the housing, and the connection of the second Ethernet bus to the Ethernet controller is used for a display and control panel located separately from the housing. The relay protection and automation device contains a cable designed for power and RS-485 communication of the display and control panel and for Ethernet communication between the central processor module and a personal computer connected to the display and control panel. The relay protection and automation device may include a backplane. In this case, the first connector for the display and control panel is fixed to the backplane, and the second connector is fixed to the printed circuit board of the CPU module.

Изобретения поясняются чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 - внешний вид устройства релейной защиты и автоматики;FIG. 1 - appearance of the relay protection device and automation;

фиг. 2 - корпус (вид спереди);FIG. 2 - case (front view);

фиг. 3 - корпус без функциональных модулей (вид сзади);FIG. 3 - housing without functional modules (rear view);

фиг. 4 - модуль центрального процессора (вид сбоку);FIG. 4 - central processor module (side view);

фиг. 5 - модуль центрального процессора (вид спереди);FIG. 5 - central processor module (front view);

фиг. 6 - модуль центрального процессора (вид сверху);FIG. 6 - module of the central processor (top view);

фиг. 7 - панель индикации и управления (вид спереди);FIG. 7 - display and control panel (front view);

фиг. 8 - панель индикации и управления (вид сзади);FIG. 8 - display and control panel (rear view);

фиг. 9 - отдельно расположенная панель индикации и управления, соединенная с модулем центрального процессора кабелем питания и связи;FIG. 9 - a separately located display and control panel connected to the central processor module with a power and communication cable;

фиг. 10 - схематичное изображение модуля центрального процессора и варианты подключения ПК и панели индикации и управления для трех типов исполнения устройства: с панелью, закрепленной на корпусе, с отдельной панелью и без панели.FIG. 10 is a schematic illustration of a central processor module and options for connecting a PC and an indication and control panel for three types of device design: with a panel mounted on the case, with a separate panel and without a panel.

Устройство содержит:The device contains:

1 - корпус;1 - housing;

2 - уголок;2 - corner;

3 - панель индикации и управления;3 - display and control panel;

4 - экран;4 - screen;

5 - первый соединитель для панели индикации и управления;5 - the first connector for the display and control panel;

6 - объединительная печатная плата;6 - backplane;

7 - соединитель объединительной платы для функциональных модулей;7 - backplane connector for functional modules;

8 - первый кабель питания и связи;8 - the first power and communication cable;

9 - модуль центрального процессора (далее модуль ЦП);9 - a central processor module (hereinafter referred to as a CPU module);

10 - модуль питания;10 - power module;

11 - модуль ввода аналоговых сигналов от контролируемого электрооборудования;11 - module input analog signals from controlled electrical equipment;

12 - модуль ввода дискретных сигналов от контролируемого электрооборудования;12 - module for inputting discrete signals from controlled electrical equipment;

13 - модуль вывода дискретных сигналов;13 - module output digital signals;

14 - модуль ввода-вывода дискретных сигналов;14 - input-output module of discrete signals;

15 - первый соединитель для подключения питания;15 is a first connector for connecting power;

16 - второй соединитель для подключения питания;16 - a second connector for connecting power;

17 - соединитель для контроля исправности устройства и наличия питания устройства;17 - connector for monitoring the health of the device and the availability of power to the device;

18 - торцевая пластина модуля ЦП;18 - end plate of the CPU module;

19 - направляющая для платы функционального модуля;19 - guide for the board of the functional module;

20 - рейка;20 - rail;

21 - винт;21 - screw;

22 - соединитель модуля ЦП для подключения ПК;22 - CPU module connector for connecting a PC;

23 - второй соединитель для панели индикации и управления;23 - second connector for the display and control panel;

24 - объединительная плата модуля ЦП;24 - the backplane of the CPU module;

25 - печатная плата модуля ЦП;25 - a printed circuit board of the CPU module;

26 - соединитель объединительной платы модуля ЦП для интерфейсного модуля;26 — CPU module backplane connector for an interface module;

27 - направляющая для печатной платы интерфейсного модуля;27 - guide for the printed circuit board of the interface module;

28 - лицевая панель;28 - front panel;

29 - крышка панели;29 - panel cover;

30 - соединитель панели индикации и управления;30 - display and control panel connector;

31 - соединитель панели индикации и управления для ПК;31 - display and control panel connector for PC;

32 - второй кабель питания и связи;32 - second power and communication cable;

33 - коммуникационный процессор;33 - communication processor;

34 - Ethernet-контроллер;34 - Ethernet controller;

35 - блок перемычек;35 - block jumpers;

36 - первая Ethernet-шина на печатной плате модуля ЦП;36 - the first Ethernet bus on the printed circuit board of the CPU module;

37 - вторая Ethernet-шина на печатной плате модуля ЦП;37 - second Ethernet bus on the printed circuit board of the CPU module;

38 - шина связи RS-485 на печатной плате модуля ЦП;38 - communication bus RS-485 on the printed circuit board of the CPU module;

39 - третья Ethernet-шина на печатной плате модуля ЦП.39 is the third Ethernet bus on the printed circuit board of the CPU module.

Металлический корпус имеет три типоразмера по стандарту Евромеханика:

Figure 00000003
,
Figure 00000004
и 19''. На боковых стенках корпуса 1 (фиг. 1) закреплены металлические уголки 2, предназначенные для жесткого крепления панели 3 к корпусу 1 и для крепления устройства в шкафу. С передней стороны корпуса расположен металлический экран 4 (фиг. 2), в котором выполнен вырез под первый соединитель 5 для панели 3. Экран 4 предназначен для механической защиты объединительной печатной платы 6 и электромагнитной защиты электронных компонентов печатных плат функциональных модулей, расположенных в корпусе.The metal case has three standard sizes according to the Euromechanics standard:
Figure 00000003
,
Figure 00000004
and 19 ''. On the side walls of the housing 1 (Fig. 1), metal corners 2 are fixed, which are used for rigidly attaching the panel 3 to the housing 1 and for mounting the device in a cabinet. On the front side of the case there is a metal screen 4 (Fig. 2), in which a cutout is made for the first connector 5 for the panel 3. Screen 4 is intended for mechanical protection of the backplane 6 and electromagnetic protection of the electronic components of the printed circuit boards of the functional modules located in the case.

Объединительная печатная плата 6 (фиг. 3) закреплена в корпусе 1 параллельно экрану 4 и имеет соединители 7 для функциональных модулей, первый соединитель 5 для панели 3 и шину передачи цифровых сигналов входных и выходных цепей и шину питания для функциональных модулей и панели 3. Первый соединитель 5 предназначен для первого кабеля 8, по которому на панель 3 подается питание и осуществляется связь RS-485.The backplane printed circuit board 6 (Fig. 3) is mounted in the housing 1 parallel to the screen 4 and has connectors 7 for functional modules, a first connector 5 for panel 3 and a bus for transmitting digital signals of input and output circuits and a power bus for functional modules and panel 3. First connector 5 is for the first cable 8, through which power is supplied to panel 3 and RS-485 communication is performed.

Устройство содержит следующие функциональные модули:The device contains the following functional modules:

- модуль ЦП;- CPU module;

- модуль питания;- power module;

- модуль ввода сигналов, который может быть выполнен в виде модуля ввода аналоговых сигналов от контролируемого электрооборудования, или в виде модуля ввода дискретных сигналов от контролируемого электрооборудования.- a signal input module, which can be made in the form of a module for input of analog signals from a controlled electrical equipment, or in the form of a module for input of discrete signals from a controlled electrical equipment.

- модуль вывода дискретных сигналов.- discrete signal output module.

Устройство может содержать модуль ввода-вывода дискретных сигналов, в котором объединены функции модуля ввода дискретных сигналов от контролируемого электрооборудования и функции модуля вывода дискретных сигналов (далее модуль ввода-вывода дискретных сигналов).The device may include discrete signal input / output module, which combines the functions of the discrete signal input module from the controlled electrical equipment and the functions of the discrete signal output module (hereinafter, the discrete signal input / output module).

Устройство является компонуемым изделием. Компоновке подлежат: типы и количество модулей ввода сигналов, количество модулей вывода дискретных сигналов, количество модулей ввода-вывода дискретных сигналов, типоразмер корпуса, тип и количество интерфейсов, типы используемых протоколов связи, тип панели индикации и управления (далее панель) и тип используемого дисплея панели. В зависимости от выполняемых функций устройство имеет 11 типоисполнений. В зависимости от состава модулей, предназначенных для ввода и вывода сигналов, и типоразмера корпуса устройство имеет 14 аппаратных типоисполнений.The device is a composable product. The layout includes: types and number of input modules for signals, number of output modules for discrete signals, number of input / output modules for discrete signals, frame size, type and number of interfaces, types of communication protocols used, type of display and control panel (hereinafter panel) and type of display used panels. Depending on the functions performed, the device has 11 types. Depending on the composition of the modules intended for input and output signals, and the frame size of the case, the device has 14 hardware types.

Состав и количество модулей, предназначенных для ввода и вывода сигналов, определяется при заказе. На фиг. 1 показан один из вариантов устройства с размером корпуса

Figure 00000005
, в комплектацию которого входят следующие функциональные модули: 9 - модуль ЦП, 10 - модуль питания, 11 - модуль ввода аналоговых сигналов от контролируемого электрооборудования, 12 - модуль ввода дискретных сигналов от контролируемого электрооборудования, 13 - модуль вывода дискретных сигналов, 14 - модуль ввода-вывода дискретных сигналов.The composition and number of modules designed for input and output signals is determined upon ordering. In FIG. 1 shows one embodiment of a device with a case size
Figure 00000005
, the package of which includes the following functional modules: 9 - CPU module, 10 - power module, 11 - module for inputting analog signals from controlled electrical equipment, 12 - module for inputting discrete signals from controlled electric equipment, 13 - module for outputting discrete signals, 14 - input module - output of discrete signals.

Модуль ЦП выполняет цифровую обработку входных сигналов, реализует алгоритмы защиты и поддерживает обмен информацией с внешними цифровыми устройствами: ПК, контроллерами АСУ и т.д. Модуль ЦП управляет работой остальных модулей устройства через шину на объединительной печатной плате. Модуль занимает в корпусе два посадочных места.The CPU module performs digital processing of input signals, implements protection algorithms and supports the exchange of information with external digital devices: PCs, ACS controllers, etc. The CPU module controls the operation of the remaining device modules via the bus on the backplane. The module occupies two seats in the housing.

Модуль питания обеспечивает стабилизированным напряжением все узлы устройства в рабочем диапазоне изменений напряжения оперативного тока. Применяются два типа модуля питания - с одним вводом или двумя вводами. Электропитание устройства производиться от одного или двух фидеров питания: переменного (50±5) Гц, постоянного или выпрямленного тока с номинальным напряжением 220 В; постоянного тока с номинальным напряжением 110 В; переменного (50±5) Гц тока с номинальным напряжением 100 В. При этом устройство правильно функционирует при изменениях напряжения питания оперативного тока Umin/max от 65 до 264 В. Модуль занимает в корпусе два посадочных места. На фиг. 1 показано устройство с модулем питания, который, в свою очередь, имеет два идентичных подмодуля питания, каждый из которых имеет свой соединитель 15 и 16. Эти подмодули постоянно работают параллельно, таким образом, обеспечивается мгновенное перераспределение нагрузки от поврежденного подмодуля питания к исправному без потери времени или повторного запуска модуля питания, это же справедливо для случая пропадания напряжения питания на входе любого из подмодулей. Такое выполнение модуля питания увеличивает надежность устройства.The power module provides stabilized voltage to all nodes of the device in the operating range of changes in the voltage of the operating current. Two types of power module are used - with one input or two inputs. The device is powered from one or two power feeders: alternating (50 ± 5) Hz, direct or rectified current with a rated voltage of 220 V; DC with a rated voltage of 110 V; alternating (50 ± 5) Hz current with a rated voltage of 100 V. Moreover, the device functions correctly when the supply voltage of the operating current U min / max changes from 65 to 264 V. The module occupies two seats in the housing. In FIG. 1 shows a device with a power module, which, in turn, has two identical power submodules, each of which has its own connector 15 and 16. These submodules constantly work in parallel, thus providing instant redistribution of the load from the damaged power submodule to a working one without loss time or restarting the power module, the same is true for the case of power failure at the input of any of the submodules. This embodiment of the power module increases the reliability of the device.

Модуль ввода аналоговых сигналов от контролируемого электрооборудования предназначен для приема сигналов переменного напряжения и/или переменного тока промышленной частоты. Модуль включает в себя промежуточные трансформаторы напряжения и/или промежуточные трансформаторы тока (в зависимости от исполнения модуля) и аналого-цифровые преобразователи. Аналоговые сигналы преобразуются в цифровой код и передаются в модуль ЦП. Модуль ввода аналоговых сигналов имеет восемь каналов с номинальным значением напряжения 100 В и/или с номинальным значением тока 1 А или 5 А. Модуль занимает в корпусе два посадочных места.The input module of analog signals from controlled electrical equipment is designed to receive signals of alternating voltage and / or alternating current of industrial frequency. The module includes intermediate voltage transformers and / or intermediate current transformers (depending on the module version) and analog-to-digital converters. The analog signals are converted to a digital code and transmitted to the CPU module. The analog signal input module has eight channels with a nominal voltage value of 100 V and / or with a nominal current value of 1 A or 5 A. The module occupies two seats in the housing.

Модуль ввода дискретных сигналов от контролируемого электрооборудования занимает в корпусе одно посадочное место.The module for inputting discrete signals from controlled electrical equipment occupies one seat in the housing.

Модуль вывода дискретных сигналов занимает одно посадочное место.The module for outputting discrete signals occupies one seat.

В состав модуля ввода-вывода дискретных сигналов входит 6 дискретных входов и 6 дискретных выходов. Такой модуль занимает одно посадочное место.The digital input / output module includes 6 digital inputs and 6 digital outputs. Such a module occupies one seat.

Все функциональные электронные модули устройства содержат торцевую пластину 18 (фиг. 4) и по меньшей мере одну печатную плату с электронными компонентами и соединителями. Торцевая пластина 18 служит для закрепления функционального модуля в корпусе и выполняет функции экрана, предназначенного для механической и электромагнитной защиты электронных компонентов модуля.All functional electronic modules of the device contain an end plate 18 (Fig. 4) and at least one printed circuit board with electronic components and connectors. The end plate 18 serves to fix the functional module in the housing and acts as a screen designed for mechanical and electromagnetic protection of the electronic components of the module.

Функциональные модули расположены в корпусе перпендикулярно объединительной плате 6. Внутри корпуса сверху и снизу расположены направляющие 19 для плат функциональных модулей. Для закрепления модулей в корпусе сверху и снизу расположены металлические рейки 20 с отверстиями, к которым крепятся винтами 21 торцевые пластины 18 модулей. Для извлечения функционального модуля из корпуса необходимо только отсоединить клеммные колодки с кабелями подключения внешних устройств, открутить винты 21 и вынуть функциональный модуль.Functional modules are located in the housing perpendicular to the backplane 6. Inside the housing, rails 19 for the functional module boards are located above and below. To fix the modules in the housing, metal rails 20 with holes are located on the top and bottom, to which the end plates 18 of the modules 18 are screwed. To remove the functional module from the housing, you only need to disconnect the terminal blocks with the cables for connecting external devices, unscrew the screws 21 and remove the functional module.

На фиг. 4 и фиг. 5 показана базовая конфигурация модуля ЦП (без дополнительных интерфейсных модулей), которая имеет соединитель интерфейса RS-485, соединитель синхронизации по сигналу PPS, соединитель 22 интерфейса Ethernet 100Base-TX, предназначенный для подключения ПК, и второй соединитель 23 для панели 3. Второй соединитель 23 для панели 3 конструктивно отличается от других интерфейсных соединителей устройства. Это сделано с целью исключения подключения к этому соединителю кабеля ПК.In FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows the basic configuration of the CPU module (without additional interface modules), which has an RS-485 interface connector, a PPS synchronization connector, an Ethernet 100Base-TX interface connector 22, for connecting a PC, and a second connector 23 for panel 3. The second connector 23 for panel 3 is structurally different from other interface connectors of the device. This is to prevent the connection of a PC cable to this connector.

Конструкция модуля ЦП допускает установку по меньшей мере одного интерфейсного модуля. Интерфейсные модули обеспечивают устройство дополнительными сетевыми интерфейсами RS-485, Ethernet 100Base-TX, Ethernet 100Base-FX.The design of the CPU module allows the installation of at least one interface module. Interface modules provide the device with additional network interfaces RS-485, Ethernet 100Base-TX, Ethernet 100Base-FX.

На фиг. 4 показан вариант модуля ЦП с возможностью размещения в нем двух интерфейсных модулей. Для этого модуль ЦП содержит объединительную плату 24 модуля ЦП с соединителями 26 для печатных плат интерфейсных модулей. Объединительная плата 24 модуля ЦП используется для подачи питания и обмена сигналами между печатной платой 25 модуля ЦП и печатными платами интерфейсных модулей. Между объединительной платой 24 модуля ЦП и торцевой пластиной 18 модуля ЦП закреплены направляющие 27, предназначенные для удержания плат интерфейсных модулей. В торцевой пластине 18 модуля ЦП выполнено два отверстия некруглой формы, закрытых (при отсутствии модулей) идентичными по форме отверстий фальш-пластинами. При установке интерфейсного модуля фальш-пластину снимают, печатную плату интерфейсного модуля вставляют в направляющие 27 на модуле ЦП и продвигают интерфейсный модуль до упора его в объединительную плату 24 модуля ЦП. Установка и замена одного интерфейсного модуля на другой осуществляется без разбора устройства.In FIG. 4 shows a variant of a CPU module with the possibility of placing two interface modules in it. For this, the CPU module contains a backplane 24 of the CPU module with connectors 26 for the printed circuit boards of the interface modules. The backplane 24 of the CPU module is used to supply power and exchange signals between the printed circuit board 25 of the CPU module and the printed circuit boards of the interface modules. Between the backplane 24 of the CPU module and the end plate 18 of the CPU module, guide rails 27 are provided for holding the interface module boards. In the end plate 18 of the CPU module, two non-circular holes are made, closed (in the absence of modules) with false plates identical in shape to the holes. When installing the interface module, the false plate is removed, the printed circuit board of the interface module is inserted into the guides 27 on the CPU module and the interface module is advanced into the backplane 24 of the CPU module until it stops. Installing and replacing one interface module with another is done without disassembling the device.

Управление устройством может осуществляться тремя способами: управление с панели; управление с переносного ПК при помощи инструментального программного обеспечения (далее ИПО); управление с удаленного ПК по последовательному каналу связи при помощи ИПО. При управлении с панели доступ пользователя к функциям устройства ограничен. ИПО включает в себя ряд программных модулей, необходимых для выполнения задач, связанных с конфигурированием, параметрированием (заданием уставок), контролем состояния устройства, просмотром и скачиванием осциллограмм, получением текущих измерений, администрированием пользователей и их прав.The device can be controlled in three ways: control from the panel; control from a laptop using tool software (hereinafter IPO); control from a remote PC via a serial communication channel using IPO. When controlled from the panel, user access to device functions is limited. IPO includes a number of software modules necessary to perform tasks related to configuration, parameterization (setting), monitoring the status of the device, viewing and downloading waveforms, obtaining current measurements, administering users and their rights.

Панель 3 (фиг. 7 и фиг. 8) предназначена для управления устройством и отображения информации о состоянии устройства и объекта защиты. Между лицевой панелью 28 и крышкой 29 панели 3 расположена печатная плата с соединителем 30 для кабеля питания и связи. На лицевой панели 28 расположены цифровая клавиатура с регистром функциональных клавиш, кнопки управления курсором, кнопки управления коммутационным аппаратом, алфавитно-цифровой или графический дисплей и панель светодиодной индикации. Панель 3 имеет Ethernet-соединитель 31, предназначенный для подключения кабеля ПК.Panel 3 (Fig. 7 and Fig. 8) is designed to control the device and display information about the status of the device and the object of protection. Between the front panel 28 and the cover 29 of the panel 3 is a printed circuit board with a connector 30 for the power cable and communication. On the front panel 28 there is a numeric keypad with a register of function keys, cursor buttons, control buttons of the switching device, alphanumeric or graphic display, and an LED display panel. Panel 3 has an Ethernet connector 31 for connecting a PC cable.

Конструкция устройства предусматривает три типа исполнения: с панелью, жестко закрепленной на корпусе (фиг. 1), с отдельной панелью (фиг. 9) и без панели. Тип устройства определяется исходя из условий расположения устройства в шкафу или на монтажной панели.The design of the device provides for three types of execution: with a panel rigidly mounted on the housing (Fig. 1), with a separate panel (Fig. 9) and without a panel. The type of device is determined based on the conditions of the device in the cabinet or on the mounting panel.

На фиг. 10 дано схематичное изображение платы модуля ЦП с соединителями, электронными компонентами и шинами питания и/или связи, показывающее возможные варианты подключения ПК и панели для трех типов исполнения устройства: с панелью, закрепленной на корпусе, с отдельной панелью и без панели.In FIG. 10 is a schematic illustration of a CPU module board with connectors, electronic components, and power and / or communication buses, showing possible options for connecting a PC and a panel for three types of device design: with a panel mounted on the case, with a separate panel and without a panel.

Следует отметить, что термины «панель, закрепленная на корпусе» и «панель, расположенная отдельно от корпуса или отдельная панель», отражают только местоположение панели индикации и управления относительно корпуса с функциональными модулями. В отличие от аналогов - устройств SIPROTEC 4 и SIPROTEC 5, в заявляемом устройстве ни панель 3, ни корпус 1 с функциональными модулями не подвергаются никаким конструктивным изменениям вне зависимости от типа исполнения устройства и не требуется никаких дополнительных специальных изделий для размещения любого типа устройства в шкафу. Для питания и связи панели 3, закрепленной на корпусе, и панели 3, расположенной отдельно от корпуса, может быть использован один и тот же кабель, а могут быть использованы разные кабели - первый кабель 8 питания и связи и второй кабель 32 питания и связи, как в заявляемом устройстве. Различаются кабели 8 и 32 только длиной и типом используемого на конце кабеля соединителя, тогда как тип и функционал кабелей 8 и 32 питания и связи одинаковые.It should be noted that the terms “panel mounted on the housing” and “panel located separately from the housing or a separate panel” reflect only the location of the display and control panel relative to the housing with functional modules. Unlike analogues - devices SIPROTEC 4 and SIPROTEC 5, in the claimed device, neither panel 3, nor case 1 with functional modules are subject to any design changes regardless of the type of device and no additional special products are required to place any type of device in a cabinet . For the power and communication of the panel 3, mounted on the housing, and the panel 3, located separately from the housing, the same cable can be used, but different cables can be used - the first cable 8 for power and communication and the second cable 32 for power and communication, as in the claimed device. Cables 8 and 32 differ only in length and type of connector used at the end of the cable, while the type and functionality of power and communication cables 8 and 32 are the same.

Первый тип устройства с закрепленной на корпусе панелью 3 предназначен для утопленного монтажа на вертикальных элементах шкафа (монтажную панель или дверь). Используют шкаф двухстороннего обслуживания для обеспечения доступа как к панели 3, так и к функциональным модулям.The first type of device with a panel 3 mounted on the housing is designed for flush mounting on the vertical elements of the cabinet (mounting panel or door). Use a two-way service cabinet to provide access to both panel 3 and functional modules.

На фиг. 10 схематично показана панель 3, закрепленная на корпусе 1 (правая сторона рисунка). Первый кабель 8 расположен между первым соединителем 5 и соединителем 30 и предназначен для подачи питания от модуля питания на панель 3 и связи RS-485 между модулем ЦП и панелью 3. Для описанного выше устройства первый соединитель 5 закреплен на объединительной печатной плате 6, шины которой используются для питания и связи между модулем ЦП, модулем питания и панелью 3. Печатная плата 25 модуля ЦП содержит: цифровой сигнальный процессор (DSP) (не показан), коммуникационный процессор 33, Ethernet-контроллер 34, блок 35 перемычек, первую и вторую Ethernet-шины 36 и 37. Коммуникационный процессор 33 предназначен для решения коммуникационных задач, диагностики, хранения данных, загрузки программ. Первый канал связи Ethernet между коммуникационным процессором 33 и ПК, подключенным к панели 3, включает в себя: шину между коммуникационным процессором 33 и Ethernet-контроллером 34, шину между Ethernet-контроллером 34 и блоком 35 перемычек, первую Ethernet-шину 36, шину объединительной печатной платы 6, первый кабель 8, по которому помимо питания и связи RS-485 для панели 3 осуществляется и связь Ethernet для ПК, шина печатной платы панели 3 и кабель связи с ПК. При этом канал связи Ethernet проходит мимо процессора панели 3, не имеет связи с ним и, следовательно, не нагружает процессор панели 3.In FIG. 10 schematically shows a panel 3 mounted on a housing 1 (the right side of the figure). The first cable 8 is located between the first connector 5 and connector 30 and is designed to supply power from the power module to panel 3 and RS-485 communication between the CPU module and panel 3. For the device described above, the first connector 5 is mounted on a backplane 6, whose buses used for power and communication between the CPU module, power module and the panel 3. The printed circuit board 25 of the CPU module contains: a digital signal processor (DSP) (not shown), a communication processor 33, an Ethernet controller 34, a jumper block 35, the first and second Ethernet tires 36 and 37 The communication processor 33 is designed to solve communication problems, diagnostics, data storage, program downloads. The first Ethernet communication channel between the communication processor 33 and the PC connected to the panel 3 includes: a bus between the communication processor 33 and the Ethernet controller 34, a bus between the Ethernet controller 34 and the jumper block 35, a first Ethernet bus 36, a backplane bus printed circuit board 6, the first cable 8, along which, in addition to power and RS-485 communication for panel 3, Ethernet communication is also provided for the PC, panel 3 PCB bus and PC communication cable. At the same time, the Ethernet communication channel passes by the processor of the panel 3, has no communication with it, and therefore does not load the processor of the panel 3.

Канал связи RS-485 между коммуникационным процессором 33 и закрепленной на корпусе панелью 3 включает в себя шину 38 связи RS-485 печатной платы 25, шину объединительной печатной платы 6 и первый кабель 8.The RS-485 communication channel between the communication processor 33 and the panel 3 fixed to the housing includes an RS-485 communication bus 38 of the printed circuit board 25, a backplane printed circuit board 6 bus and a first cable 8.

Второй тип устройства с отдельной панелью 3 предназначен для поверхностного (навесного) монтажа устройства на вертикальные элементы шкафа. Отдельная панель 3 в этом случае может быть закреплена на дверце шкафа, а корпус с функциональными модулями закреплен на монтажной панели шкафа. Для установки данного типа устройства может быть использован шкаф одностороннего обслуживания.The second type of device with a separate panel 3 is designed for surface (mounted) mounting the device on the vertical elements of the cabinet. A separate panel 3 in this case can be fixed on the cabinet door, and the housing with functional modules is fixed on the mounting panel of the cabinet. A one-way service cabinet can be used to install this type of device.

На фиг. 10 схематично показана отдельная панель 3 (левая сторона рисунка). Второй кабель 32 расположен между вторым соединителем 23 и соединителем 30 и предназначен для питания и связи RS-485 панели 3. Второй соединитель 23 закреплен на печатной плате 25 модуля ЦП. Второй канал связи Ethernet между коммуникационным процессором 33 и ПК, подключенным к панели 3, включает в себя: шину между коммуникационным процессором 33 и Ethernet-контроллером 34, шину между Ethernet-контроллером 34 и блоком 35 перемычек, вторую Ethernet-шину 37, второй кабель 32, по которому помимо питания и связи RS-485 для панели 3 осуществляется и связь Ethernet для ПК, подключенного к панели 3, шина печатной платы панели 3 и кабель связи с ПК.In FIG. 10 schematically shows a separate panel 3 (left side of the figure). The second cable 32 is located between the second connector 23 and the connector 30 and is designed to power and communicate RS-485 panel 3. The second connector 23 is mounted on the printed circuit board 25 of the CPU module. The second Ethernet communication channel between the communication processor 33 and the PC connected to the panel 3 includes: a bus between the communication processor 33 and the Ethernet controller 34, a bus between the Ethernet controller 34 and the jumper block 35, a second Ethernet bus 37, a second cable 32, in addition to power and RS-485 communication for panel 3, Ethernet communication is also provided for a PC connected to panel 3, a bus of a printed circuit board of panel 3 and a communication cable with a PC.

Питание на панель 3 подается по шине печатной платы 25 модуля ЦП и шине объединительной печатной платы 6 от модуля питания.The power to the panel 3 is supplied via the bus of the printed circuit board 25 of the CPU module and the bus of the backplane printed circuit board 6 from the power module.

Канал связи RS-485 между коммуникационным процессором 33 и отдельной панелью 3 включает в себя шину 38 связи RS-485 печатной платы 25 модуля ЦП и второй кабель 32.The RS-485 communication channel between the communication processor 33 and the separate panel 3 includes an RS-485 communication bus 38 of the printed circuit board 25 of the CPU module and a second cable 32.

Блок 35 перемычек предназначен для соединения первой Ethernet-шины 36 с Ethernet-контроллером 34 или для соединения второй Ethernet-шины 37 с Ethernet-контроллером 34. Выбор соединения первой или второй Ethernet-шины с Ethernet-контроллером 34 определен типом устройства - с закрепленной на корпусе панелью 3 или с отдельной панелью 3. Блок 35 перемычек устанавливают в необходимое положение согласно карте заказа, в которой указан тип устройства.The jumper block 35 is designed to connect the first Ethernet bus 36 to the Ethernet controller 34 or to connect the second Ethernet bus 37 to the Ethernet controller 34. The choice of connection of the first or second Ethernet bus to the Ethernet controller 34 is determined by the type of device - with fixed to case panel 3 or with a separate panel 3. Block 35 jumpers are set to the desired position according to the order card, which indicates the type of device.

Для навесного монтажа может быть использован третий тип устройства - без панели. Для этого на печатной плате 25 модуля ЦП имеется Ethernet-соединитель 22 для подключения кабеля ПК, третья Ethernet-шина 39 и двухпортовый Ethernet-контроллер 34. Устройство без панели может быть установлено в шкафу одностороннего обслуживания.For surface mounting, a third type of device can be used - without a panel. To do this, the PCB 25 of the CPU module has an Ethernet connector 22 for connecting a PC cable, a third Ethernet bus 39 and a dual-port Ethernet controller 34. The device without a panel can be installed in a one-way service cabinet.

Возможен вариант (на рисунке не показан), при котором для трех Ethernet-шин 36, 37 и 39 вместо блока 35 перемычек и двухпортового Ethernet-контроллера используется один трехпортовый Ethernet-контроллер.A variant is possible (not shown in the figure), in which for three Ethernet buses 36, 37 and 39 instead of a block of 35 jumpers and a two-port Ethernet controller, one three-port Ethernet controller is used.

Использование на панели 3 интерфейса Ethernet для ПК, по сравнению с интерфейсом USB, позволяет использовать значительно более длинный кабель связи и объединять несколько устройств в сеть. Кроме того, интерфейс Ethernet широко используется в промышленной автоматике и по сравнению с интерфейсом USB имеет гальваническую развязку.Using panel 3 of the Ethernet interface for the PC, compared with the USB interface, allows you to use a significantly longer communication cable and connect several devices into a network. In addition, the Ethernet interface is widely used in industrial automation and has a galvanic isolation compared to the USB interface.

Наличие возможности подключения панели, имеющей Ethernet-соединитель для ПК, к передней и задней сторонам корпуса, значительно облегчает расположение и обслуживание устройства в шкафах.Having the ability to connect a panel with an Ethernet connector for a PC to the front and back sides of the chassis greatly simplifies the location and maintenance of the device in cabinets.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Каждая плата, каждый модуль и устройство в сборе предварительно тестируются производителем. Затем к Ethernet-соединителю 31 на панели 3 или Ethernet-соединителю 22 модуля ЦП подключается ПК с ИПО и выполняется конфигурирование цифрового сигнального процессора и коммуникационного процессора для выполнения конкретной технологической задачи. После подачи напряжения питания на соединитель или соединители модуля питания устройство переходит в рабочий режим и начинает выполнение технологической программы.Each board, each module and device assembly is pre-tested by the manufacturer. Then, a PC with IPO is connected to the Ethernet connector 31 on the panel 3 or Ethernet connector 22 of the CPU module and the digital signal processor and communication processor are configured to perform a specific technological task. After applying the supply voltage to the connector or connectors of the power module, the device enters the operating mode and starts the execution of the technological program.

Claims (7)

1. Устройство релейной защиты и автоматики, содержащее корпус с функциональными модулями, включающими в себя модуль центрального процессора, содержащий по меньшей мере один интерфейсный модуль, соединитель для подключения персонального компьютера и соединитель для подключения панели индикации и управления, модуль питания, по меньшей мере один модуль ввода сигналов и по меньшей мере один модуль вывода дискретных сигналов, отличающееся тем, что каждый из функциональных модулей состоит из торцевой пластины, предназначенной для закрепления функционального модуля в корпусе, и печатной платы с электронными компонентами и соединителями, а модуль центрального процессора дополнительно содержит объединительную плату модуля центрального процессора и направляющие, расположенные между торцевой пластиной модуля центрального процессора и объединительной платой модуля центрального процессора и предназначенные для удержания по меньшей мере одного интерфейсного модуля.1. Relay protection and automation device, comprising a housing with functional modules including a central processor module, comprising at least one interface module, a connector for connecting a personal computer and a connector for connecting an indication and control panel, a power module, at least one a signal input module and at least one discrete signal output module, characterized in that each of the functional modules consists of an end plate designed to be fixed I have a functional module in the case, and a printed circuit board with electronic components and connectors, and the central processor module additionally contains the backplane of the central processor module and guides located between the end plate of the central processor module and the backplane of the central processor module and designed to hold at least one interface module. 2. Устройство релейной защиты и автоматики по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит панель индикации и управления с Ethernet-соединителем для подключения персонального компьютера.2. The relay protection and automation device according to claim 1, characterized in that it further comprises an indication and control panel with an Ethernet connector for connecting a personal computer. 3. Устройство релейной защиты и автоматики по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит объединительную печатную плату.3. The relay protection and automation device according to claim 1, characterized in that it further comprises a backplane. 4. Устройство релейной защиты и автоматики по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один модуль ввода-вывода дискретных сигналов, в котором объединены функции модуля ввода сигналов и функции модуля вывода дискретных сигналов.4. The relay protection and automation device according to claim 1, characterized in that it further comprises at least one discrete signal input / output module, in which the functions of the signal input module and the functions of the discrete signal output module are combined. 5. Устройство релейной защиты и автоматики, содержащее корпус с функциональными модулями, включающими в себя модуль центрального процессора, модуль питания, по меньшей мере один модуль ввода сигналов и по меньшей мере один модуль вывода дискретных сигналов, каждый функциональный модуль содержит по меньшей мере одну печатную плату с электронными компонентами и соединителями, панель индикации и управления, которая закреплена на корпусе или расположена отдельно от корпуса, первый соединитель, предназначенный для закрепленной на корпусе панели индикации и управления, второй соединитель, расположенный с противоположной стороны корпуса и предназначенный для расположенной отдельно от корпуса панели индикации и управления, отличающееся тем, что панель индикации и управления содержит Ethernet-соединитель, предназначенный для подключения персонального компьютера, печатная плата модуля центрального процессора содержит коммуникационный процессор, Ethernet-контроллер, первую и вторую Ethernet-шины, предназначенные для обмена сигналами между коммуникационным процессором и персональным компьютером, подключенным к панели индикации и управления, блок перемычек, предназначенный для соединения первой Ethernet-шины с Ethernet-контроллером или для соединения второй Ethernet-шины с Ethernet-контроллером, при этом соединение первой Ethernet-шины с Ethernet-контроллером применено для закрепленной на корпусе панели индикации и управления, а соединение второй Ethernet-шины с Ethernet-контроллером применено для расположенной отдельно от корпуса панели индикации и управления.5. Relay protection and automation device, comprising a housing with functional modules including a central processor module, a power module, at least one signal input module and at least one discrete signal output module, each functional module comprising at least one printed a board with electronic components and connectors, an indication and control panel that is fixed to the housing or located separately from the housing, the first connector designed for non-display and control, the second connector located on the opposite side of the housing and designed for located separately from the housing of the display and control panel, characterized in that the display and control panel contains an Ethernet connector designed to connect a personal computer, the printed circuit board of the CPU module contains communication processor, Ethernet controller, the first and second Ethernet buses, designed for the exchange of signals between the communication processor and the personal a computer connected to the display and control panel, a jumper block designed to connect the first Ethernet bus to the Ethernet controller or to connect the second Ethernet bus to the Ethernet controller, while the connection of the first Ethernet bus to the Ethernet controller is used for fixed on the display and control panel housing, and the connection of the second Ethernet bus to the Ethernet controller is used for the display and control panel located separately from the housing. 6. Устройство релейной защиты и автоматики по п. 5, отличающееся тем, что оно содержит кабель, предназначенный для питания и связи RS-485 панели индикации и управления и для связи Ethernet между модулем центрального процессора и персональным компьютером, подключенным к панели индикации и управления.6. The relay protection and automation device according to claim 5, characterized in that it comprises a cable intended for powering and communicating the RS-485 display and control panel and for Ethernet communication between the central processing unit and a personal computer connected to the display and control panel . 7. Устройство релейной защиты и автоматики по п. 5, отличающееся тем, что оно содержит объединительную печатную плату и первый соединитель для панели индикации и управления закреплен на объединительной печатной плате, а второй соединитель закреплен на печатной плате модуля центрального процессора.7. The relay protection and automation device according to claim 5, characterized in that it comprises a backplane and a first connector for the display and control panel is fixed to the backplane, and the second connector is fixed to the printed circuit board of the central processing unit.
RU2015149948A 2015-11-23 2015-11-23 Relay protection and control device (versions) RU2615138C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149948A RU2615138C1 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Relay protection and control device (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015149948A RU2615138C1 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Relay protection and control device (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615138C1 true RU2615138C1 (en) 2017-04-04

Family

ID=58505522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015149948A RU2615138C1 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Relay protection and control device (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615138C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217111U1 (en) * 2022-11-30 2023-03-16 Акционерное общество "ТеконГруп" Microprocessor-based relay protection and automation device with a vacuum circuit breaker control module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169651B1 (en) * 1998-06-05 2001-01-02 General Electric Company Protective relay with modular control panel
US6259173B1 (en) * 1998-06-23 2001-07-10 General Electric Company Modular protective relay with submodules
US6848951B1 (en) * 1997-11-19 2005-02-01 Entrelec S.A. Interface device between pieces of equipment of a plant
RU109927U1 (en) * 2011-05-12 2011-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" RELAY PROTECTION CABINET

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6848951B1 (en) * 1997-11-19 2005-02-01 Entrelec S.A. Interface device between pieces of equipment of a plant
US6169651B1 (en) * 1998-06-05 2001-01-02 General Electric Company Protective relay with modular control panel
US6259173B1 (en) * 1998-06-23 2001-07-10 General Electric Company Modular protective relay with submodules
RU109927U1 (en) * 2011-05-12 2011-10-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" RELAY PROTECTION CABINET

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219090U1 (en) * 2022-04-01 2023-06-28 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DIGITAL ALARM RECORDER
RU217111U1 (en) * 2022-11-30 2023-03-16 Акционерное общество "ТеконГруп" Microprocessor-based relay protection and automation device with a vacuum circuit breaker control module
RU2800658C1 (en) * 2022-11-30 2023-07-25 Акционерное общество "ТеконГруп" Microprocessor-based relay protection and automation device with vacuum circuit breaker control module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6826036B2 (en) Modular power distribution system for use in computer equipment racks
US10175718B2 (en) User interface for power quality monitoring and measuring devices
US20110205693A1 (en) Field replaceable management module
US7696872B2 (en) Rack mounted access/security control panel
US8238117B2 (en) Rack mounted access/security expansion control panel
US20130022357A1 (en) Motor control center network connectivity method and system
CA2600553C (en) Module rear wall for a switchgear assembly module, switchgear assembly module and electrical switchgear assembly
US10868438B2 (en) Modular uninterruptible power supply and power distribution system
US6731507B2 (en) Modular AC input section for a power supply unit
US20180198247A1 (en) Modular Assembly Housing
JP2016092219A (en) Electronic apparatus
TW201902322A (en) Data center cabinet system
CA2912960C (en) Large scale automated test system reconfiguration
TW546902B (en) Parallel power system and an electronic apparatus using the power system
RU2615138C1 (en) Relay protection and control device (versions)
US20080068783A1 (en) Rack mounted access/security control panel
CN107966922B (en) Single channel input/output in modular sub-chassis
US9451719B2 (en) U form-factor intelligent electronic device (IED) hardware platform with matching of IED wiring, from a non U form-factor IED hardware platform using adapter structure
US9510475B2 (en) Mechanical assembly and method to provide form-factor and wire alike adaptation of existing platform hardware modules into new products
CN115411542A (en) Blind distribution unit
CN111413917B (en) Hot plug interface assembly of programmable logic controller
CN220553759U (en) Function modularization electrical apparatus controlling means and video control box
TWI701559B (en) Hot plug interface assembly for programmable logic controller
TWM576677U (en) Programmable logic controller hot plug interface assembly
RU221216U1 (en) Power distribution unit with phase-by-phase monitoring of socket groups

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner