專利名稱:一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，包括通過電纜與三工位機(jī)構(gòu)連接的控制器；控制器包括主控制單元和從控制單元；主控制單元包括用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和傳輸?shù)闹醒胩幚砥鳎瑥目刂茊卧ㄓ糜谛盘?hào)邏輯對(duì)比和傳輸?shù)倪壿嬁刂颇K，中央處理器和邏輯控制模塊通過光纖連接通信；從控制單元設(shè)置于三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，邏輯控制模塊的輸入輸出端分別與三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件連接，中央處理器的輸入輸出端口與人機(jī)交互界面相連。通過將控制器分為主、從控制單元兩部分，從而對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯對(duì)比判斷和傳輸儲(chǔ)存的功能進(jìn)行了分離，只將包括邏輯控制模塊的從控制單元設(shè)置在三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，不會(huì)占據(jù)大量的開關(guān)空間，能夠與現(xiàn)有三工位機(jī)構(gòu)進(jìn)行良好的安裝配合。
【專利說明】一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，智能變電站中普遍使用的是“傳統(tǒng)三工位機(jī)構(gòu)+智能開關(guān)控制器”方式來實(shí)現(xiàn)控制功能，即現(xiàn)有的智能開關(guān)控制器需配合三工位機(jī)構(gòu)上固有的二次控制系統(tǒng)才能使用。
[0003]而現(xiàn)有的三工位機(jī)構(gòu)，其內(nèi)部的二次控制系統(tǒng)使用了大量的繼電器和連接電纜，占據(jù)了大量的開關(guān)空間，嚴(yán)重影響機(jī)構(gòu)的小型化發(fā)展，同時(shí)也導(dǎo)致了成本的大幅增加。這種基于智能開關(guān)控制器實(shí)現(xiàn)的對(duì)三工位機(jī)構(gòu)的控制方法，并不符合智能電網(wǎng)集成的特點(diǎn)，造成了控制系統(tǒng)的冗余浪費(fèi)；而傳統(tǒng)三工位機(jī)構(gòu)與智能開關(guān)控制器的相互獨(dú)立，也不能使信息系統(tǒng)高度集中，不利于技術(shù)的融合，影響了開關(guān)設(shè)備的智能化發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，控制精確，維護(hù)方便，能將信息系統(tǒng)高度集中的基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，包括通過電纜與三工位機(jī)構(gòu)連接的控制器；控制器包括主控制單元和從控制單元；主控制單元包括用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和傳輸?shù)闹醒胩幚砥鳎瑥目刂茊卧ㄓ糜谛盘?hào)邏輯對(duì)比和傳輸?shù)倪壿嬁刂颇K，中央處理器和邏輯控制模塊通過光纖連接通信；從控制單元設(shè)置于三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，邏輯控制模塊的輸入輸出端分別與三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件連接，中央處理器的輸入輸出端口與人機(jī)交互界面相連接。
[0007]優(yōu)選的，從控制單元還包括用于采集執(zhí)行部件狀態(tài)量信號(hào)的開入量采集模塊，開入量采集模塊包括將采集到的各個(gè)狀態(tài)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的光耦隔離電路，光耦隔離電路輸入端通過電纜分別與執(zhí)行部件連接。
[0008]進(jìn)一步，三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件包括執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)；邏輯控制模塊的輸出端連接執(zhí)行電機(jī)，輸入端分別連接執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)。
[0009]再進(jìn)一步，邏輯控制模塊的輸入端分別采集限位開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)、限位開關(guān)分位狀態(tài)信號(hào)、擋板行程開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)和執(zhí)行電極熱繼電器狀態(tài)信號(hào)。
[0010]優(yōu)選的，中央處理器的輸入端和輸出端分別設(shè)置主接收模塊和主發(fā)送模塊，邏輯控制模塊的輸出端和輸入端分別設(shè)置從發(fā)送模塊和從接受模塊；主接收模塊與從發(fā)送模塊連接通信，從接收模塊與主發(fā)送模塊連接通信。
[0011]進(jìn)一步，中央處理器和邏輯控制模塊之間的通信采用通信速率為1Mbps的UART協(xié)議。
[0012]優(yōu)選的，中央處理器采用100M/1000M以太網(wǎng)接口與人機(jī)交互界面相連接。
[0013]進(jìn)一步，以太網(wǎng)接口采用通用的LC接口光模塊，以太網(wǎng)接口的通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE協(xié)議。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0015]本實(shí)用新型通過將控制器分為主、從控制單元兩部分，從而對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯對(duì)比判斷和傳輸儲(chǔ)存的功能進(jìn)行了分離，并且只將包括邏輯控制模塊的從控制單元設(shè)置在三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，因此不會(huì)占據(jù)大量的開關(guān)空間，能夠與現(xiàn)有的三工位機(jī)構(gòu)進(jìn)行良好的安裝配合；將主控制單元外置，從而能夠更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的集成和統(tǒng)一監(jiān)控；通過將執(zhí)行部件通過電纜與控制器相連，完全取消了傳統(tǒng)的二次控制回路，同時(shí)將主、從控制單元通過光纖接口相交互，簡(jiǎn)化了整個(gè)裝置的復(fù)雜程度，在降低成本的同時(shí)，也給維護(hù)帶來了方便，同時(shí)提供了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并通過設(shè)置的人機(jī)交互界面能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]進(jìn)一步的，通過光耦隔離電路將采集到的三工位機(jī)構(gòu)的各種狀態(tài)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為邏輯控制模塊可用的數(shù)字信號(hào)，在保證系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，提高了系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的處理速度，同時(shí)避免了對(duì)控制器的干擾。
[0017]進(jìn)一步的，通過對(duì)執(zhí)行部件中執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)的采集和傳輸，通過數(shù)據(jù)信號(hào)的對(duì)比，能夠精確的對(duì)三工位機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作控制，將控制系統(tǒng)與三工位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高度集成，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械與控制的完全融合。
[0018]進(jìn)一步的，通過對(duì)應(yīng)分通道的輸入輸出的信號(hào)傳輸，能夠保證數(shù)據(jù)的快速通訊，以及系統(tǒng)的高效運(yùn)行，并通過具體協(xié)議以及接口的選擇，能夠更好地滿足其使用需求，擴(kuò)大應(yīng)用的范圍，提供其應(yīng)用的可靠穩(wěn)定性。

【附圖說明】

[0019]圖1為本實(shí)用新型的原理模塊示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型的三工位機(jī)構(gòu)開入量采集示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而不是限定。
[0022]本實(shí)用新型包括由主控制單元和從控制單元組成的控制器，以及通過電纜與控制器連接的三工位機(jī)構(gòu)；主控制單元包括中央處理器、主接受模塊和主發(fā)送模塊；從控制單元設(shè)置于三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，包括邏輯控制模塊、從發(fā)送模塊、從接受模塊和開入量采集模塊；中央處理器用于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和傳輸，輸入端和輸出端分別設(shè)置主接收模塊和主發(fā)送模塊，其采用100M/1000M以太網(wǎng)接口與人機(jī)交互界面相連接，和邏輯控制模塊間采用通信速率為1Mbps的UART協(xié)議連接通信；以太網(wǎng)接口采用通用的LC接口光模塊，以太網(wǎng)接口的通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE協(xié)議；三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件包括執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)；邏輯控制模塊用于信號(hào)邏輯對(duì)比和傳輸，其輸出端連接執(zhí)行電機(jī)，輸入端分別連接執(zhí)行電機(jī)、繼電器和限位開關(guān)用于分別采集限位開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)、限位開關(guān)分位狀態(tài)信號(hào)、擋板行程開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)和執(zhí)行電極熱繼電器狀態(tài)信號(hào)，輸出端和輸入端分別還設(shè)置與主接收模塊連接通信的從發(fā)送模塊和與主發(fā)送模塊連接通信的從接受模塊；開入量采集模塊用于采集執(zhí)行部件狀態(tài)量信號(hào)，包括將采集到的各個(gè)狀態(tài)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的光耦隔離電路，光耦隔離電路輸入端通過電纜分別與執(zhí)行部件連接。
[0023]參見圖1，包括主、從控制單元組成的控制器，以及與之相連的三工位機(jī)構(gòu)本體；所述的控制器分為主控制單元、從控制單元兩部分，從控制單元置于三工位機(jī)構(gòu)中。所述主控制單元由中央處理器、主接收模塊、主發(fā)送模塊組成；所述從控制單元由邏輯控制模塊、從接收模塊、從發(fā)送模塊、開入量采集模塊組成。所述主控制單元與從控制單元基于光纖相交互，同時(shí)主控制單元與人機(jī)交互界面相連，從控制單元與三工位機(jī)構(gòu)相連；所述的主控制單元與從控制單元通過光纖連接，外部命令經(jīng)由主控制單元發(fā)送至從控制單元，由從控制單元經(jīng)邏輯運(yùn)算后將操作命令作用至三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件；所述的開入量采集模塊與三工位機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)、繼電器等通過電纜相連，通過光耦隔離將采集到的三工位機(jī)構(gòu)的各種狀態(tài)量轉(zhuǎn)化為邏輯控制模塊可用的數(shù)字信號(hào)；所述的邏輯控制模塊與三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件直接連接，無需在三工位機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)控制回路；所述的主控制單元的主接收模塊和主發(fā)送模塊，通過光纖與從控制單元的從發(fā)送模塊和從接收模塊相交互，并按照改進(jìn)的UART協(xié)議，以1Mbps速率進(jìn)行穩(wěn)定通信；所述的中央處理器，采用100M/1000M以太網(wǎng)與外部設(shè)備相連接，接口采用通用的LC接口光模塊，通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE協(xié)議。
[0024]參見圖2所示，開入量采集模塊通過電纜采集三工位機(jī)構(gòu)的控制電源狀態(tài)、限位開關(guān)合位和分位狀態(tài)、擋板位置、執(zhí)行電機(jī)熱繼電器的狀態(tài)，并將這些信號(hào)交由邏輯控制模塊，作為三工位機(jī)構(gòu)執(zhí)行的判斷條件，完成三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行判斷。
[0025]本實(shí)用新型的基于光纖通訊的機(jī)構(gòu)控制方法被應(yīng)用在三工位機(jī)構(gòu)操作中，取代了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)和智能控制器的組合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了三工位機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分與控制部分的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到了控制和信息系統(tǒng)的高度集成。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括通過電纜與三工位機(jī)構(gòu)連接的控制器；所述的控制器包括主控制單元和從控制單元；主控制單元包括用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和傳輸?shù)闹醒胩幚砥?，從控制單元包括用于信?hào)邏輯對(duì)比和傳輸?shù)倪壿嬁刂颇K，中央處理器和邏輯控制模塊通過光纖連接通信；從控制單元設(shè)置于三工位機(jī)構(gòu)內(nèi)部，邏輯控制模塊的輸入輸出端分別與三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件連接，中央處理器的輸入輸出端口與人機(jī)交互界面相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，從控制單元還包括用于采集執(zhí)行部件狀態(tài)量信號(hào)的開入量采集模塊，開入量采集模塊包括將采集到的各個(gè)狀態(tài)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的光耦隔離電路，光耦隔離電路輸入端通過電纜分別與執(zhí)行部件連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，三工位機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件包括執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)；邏輯控制模塊的輸出端連接執(zhí)行電機(jī)，輸入端分別連接執(zhí)行電機(jī)、繼電器和開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，邏輯控制模塊的輸入端分別采集限位開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)、限位開關(guān)分位狀態(tài)信號(hào)、擋板行程開關(guān)合位狀態(tài)信號(hào)和執(zhí)行電極熱繼電器狀態(tài)信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，中央處理器的輸入端和輸出端分別設(shè)置主接收模塊和主發(fā)送模塊，邏輯控制模塊的輸出端和輸入端分別設(shè)置從發(fā)送模塊和從接受模塊；主接收模塊與從發(fā)送模塊連接通信，從接收模塊與主發(fā)送模塊連接通信。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，中央處理器和邏輯控制模塊之間的通信采用通信速率為1Mbps的UART協(xié)議。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，中央處理器采用100M/1000M以太網(wǎng)接口與人機(jī)交互界面相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于光纖通訊的三工位機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于，以太網(wǎng)接口采用通用的LC接口光模塊，以太網(wǎng)接口的通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE協(xié)議。
【文檔編號(hào)】H02J13-00GK204290484SQ201420658740
【發(fā)明者】曾林翠, 安樂, 賈樂, 郭琦, 張玉榮 [申請(qǐng)人]中國(guó)西電電氣股份有限公司