專利名稱：電力系統(tǒng)通信管理機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信管理裝置，負(fù)責(zé)不同廠家， 不同型號(hào)，不同通信接口的自動(dòng)化設(shè)備間的通信。
背景技術(shù)：
在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，有很多的繼電保護(hù)、監(jiān)控、測(cè)控等下位機(jī)。目前，生產(chǎn) 這些下位機(jī)的廠家有很多，并且各個(gè)廠家的產(chǎn)品各有優(yōu)勢(shì)，誰(shuí)也無法取代誰(shuí)，造成了通信標(biāo) 準(zhǔn)不統(tǒng)一的實(shí)際情況，使得下位機(jī)和上位機(jī)之間的通信受到了阻礙。目前常見的電力自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示.由主站監(jiān)控軟件、通信網(wǎng)絡(luò)、各 種監(jiān)測(cè)設(shè)備組成。由于監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)量眾多且不盡相同，通信網(wǎng)絡(luò)也可采用光纖、電臺(tái)、局域 網(wǎng)、通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM等多種方式.各種不同的監(jiān)測(cè)設(shè)備與 通信設(shè)備之間通信規(guī)約及接口都不同，有些不能直接匹配。因此需要一種接口設(shè)備上下協(xié) 調(diào)。通信管理機(jī)作為通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的接口設(shè)備，承擔(dān)著規(guī)約轉(zhuǎn)換與接口匹配、數(shù) 據(jù)匯總2項(xiàng)任務(wù)。a.規(guī)約轉(zhuǎn)換與接口匹配。采集監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與通信設(shè)備相 匹配的規(guī)約格式，以合適的通信接口(RS — 232、以太網(wǎng)口、2M數(shù)字接口等)分別與監(jiān)測(cè)設(shè) 備和通信設(shè)備連接。b.數(shù)據(jù)匯總。監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)量眾多，但是通信線路一般只有一條，通信管理機(jī)負(fù)責(zé)將 所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包匯總。隨著自動(dòng)化系統(tǒng)功能的不斷增強(qiáng)。對(duì)通信管理機(jī)處理速度 與功能的要求也越來越高。由上述可見通信管理機(jī)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中起到了一個(gè)承上啟下的作用， 它用于連接上位機(jī)和保護(hù)、監(jiān)控等各個(gè)下位機(jī)?？梢哉f，它是變電站系統(tǒng)這條信息公路的交 通樞紐。目前國(guó)內(nèi)普遍使用的通信管理機(jī)的設(shè)計(jì)大致有2類a.硬件采用單片機(jī)設(shè)計(jì)。軟件采用匯編語(yǔ)言編寫。采用這種設(shè)計(jì)方式，硬件成本 低、設(shè)備體積小。但是，由于程序采用匯編語(yǔ)言編寫，軟件的靈活性、可擴(kuò)充性、可移植性較 差。同時(shí)，作為處理器核心的單片機(jī)芯片.無法提供高速率運(yùn)算。隨著電力自動(dòng)化系統(tǒng)功 能的不斷完善。對(duì)通信管理機(jī)性能的要求也越來越高。采用這一設(shè)計(jì)方式.無論在硬件或 軟件上都無法滿足要求。b.硬件采用工控機(jī)。軟件采用VC++編寫。采用工控機(jī)作為硬件設(shè)備。既能夠提 供很好的處理速度，又適于惡劣的工作環(huán)境。物理穩(wěn)定性好。軟件采用VC++編寫，可實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜的軟件功能。模塊化、面向?qū)ο蠡脑O(shè)計(jì)保證了軟件系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)充性與可移植 性。這種設(shè)計(jì)能夠很好地滿足電力自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。但是。成本過高、體積過大。一般， 采用工控機(jī)的硬件成本是采用單片機(jī)成本的10倍以上，而且多為19存4U箱體設(shè)計(jì)，較為 笨重。隨著電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、可靠性技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展為計(jì)算機(jī)測(cè)控統(tǒng)在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制、繼電保護(hù)中的應(yīng)用提供了可能，也為通信管理機(jī)的研制提供了技 術(shù)支持。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述的不足之處，提供的一種穩(wěn)定，安全，電路簡(jiǎn)單， 低成本的通信管理機(jī)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的即一種電力系統(tǒng)的通信管理機(jī)裝置，其特 征是包括電源模塊、CPU模塊、通信模塊和人機(jī)交互模塊，其中所述CPU模塊，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構(gòu)架，通過CPU I的PIC總線 與CPU II的PC104總線相連接；所述通信模塊包括以太網(wǎng)口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN 口，其 中以太網(wǎng)口通過PCI總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS422通信口及CAN 口通過PC104 總線與CPU II連接；CPU I和CPU II發(fā)出的各種控制信號(hào)，經(jīng)各個(gè)通信接口發(fā)出，同時(shí)通 過各個(gè)通信接口接收來自各種不同下位機(jī)的反饋信號(hào)；其中，通信模塊上所有通信口均采 用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路通信口采用獨(dú) 立的DC/DC直流供電；所述人機(jī)交互模塊包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號(hào)指示燈，它是通過 PC104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯(lián)；電源模塊采用220V交流轉(zhuǎn)直流的開關(guān)電源，且采用浮地方式，同外殼不相連。電 源具有過壓保護(hù)和過流保護(hù)功能，經(jīng)抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模 塊，士 12V用于通信模塊及人機(jī)交互模塊。本實(shí)用新型的有益效果是1.采用了 32位高速嵌入式CPU雙核芯片，一個(gè)CPU核是裝置的核心處理元件 ’另 一個(gè)為通信專用的CPU，數(shù)據(jù)處理+通信處理雙核心，解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)瓶頸，使產(chǎn)品的穩(wěn)定性 和運(yùn)算速度得到可靠保證。2.采用軍用、航天領(lǐng)域的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks為平臺(tái)，具有良好的實(shí)時(shí) 性、穩(wěn)定性。3.友好的人機(jī)界面，大屏幕液晶顯示屏，中文視窗界面，保護(hù)信息、操作信息一目 了然，操作簡(jiǎn)單方便。面板LED指示燈，清晰表明裝置正常、異常時(shí)的各種狀態(tài)。4.具有以太網(wǎng)、串行口、光纖接口等多種高速可靠的通信接口用于系統(tǒng)擴(kuò)展，使得 裝置的擴(kuò)展性和配置靈活性大大增強(qiáng)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電力自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖；圖2是通信管理機(jī)系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹如附圖2所示，本實(shí)用新型主要由1.電源模塊、2. CPU模塊、3.通信模塊、4.人機(jī)交互模塊5個(gè)部分組成第一部分為電源模塊1，采用星源豐泰公司型號(hào)為“XRA05/110T05-12V”的220V交 流轉(zhuǎn)直流的開關(guān)電源，經(jīng)抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模塊，士 12V用 于通信模塊及人機(jī)交互模塊。第二部分為CPU模塊2，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構(gòu)架，通過CPUI的PIC 總線與CPU II的PC104總線相連接。第三部分為所述的通信模塊3，包括以太網(wǎng)口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖 接口及CAN 口，其中以太網(wǎng)口通過PC I總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS422通信口及 CAN 口通過PC104總線與CPU II連接；CPUI和CPU II發(fā)出的各種控制信號(hào)，經(jīng)各個(gè)通信接 口發(fā)出，同時(shí)通過各個(gè)通信接口接收來自各種不同下位機(jī)的反饋信號(hào)；其中，通信模塊上所 有通信口均采用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路 通信口采用獨(dú)立的DC/DC直流供電。第四部分為人機(jī)交互模塊，它包括一塊320*120大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤與若 干信號(hào)指示燈，它是通過PCI104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯(lián)，它設(shè)計(jì)了便捷的鍵 盤操作和漢化液晶顯示，為用戶提供了友好的使用界面。借助該界面可以很方便地顯示各 通信口的通信狀態(tài)及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，幫助用戶及時(shí)準(zhǔn)確地處理問題。
權(quán)利要求一種電力系統(tǒng)的通信管理機(jī)，其特征是包括電源模塊(1)、CPU模塊(2)、通信模塊(3)和人機(jī)交互模塊(4)，其中所述的CPU模塊(2)，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構(gòu)架，通過CPUI的PIC總線與CPU II的PC104總線相連接，；所述的通信模塊(3)包括以太網(wǎng)口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN口，其中以太網(wǎng)口通過PC I總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS 422通信口及CAN口通過PC104總線與CPU II連接；CPU I和CPU II發(fā)出的各種控制信號(hào)，經(jīng)各個(gè)通信接口發(fā)出，同時(shí)通過各個(gè)通信接口接收來自各種不同下位機(jī)的反饋信號(hào)；其中，通信模塊上所有通信口均采用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路通信口采用獨(dú)立的DC/DC直流供電；所述人機(jī)交互模塊(4)包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號(hào)指示燈，它是通過PC104總線后，再通過PC I總線與CPU I相聯(lián)；電源模塊(1)采用220V交流轉(zhuǎn)直流的開關(guān)電源，且采用浮地方式，同外殼不相連，電源具有過壓保護(hù)和過流保護(hù)功能，經(jīng)抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模塊，±12V用于通信模塊及人機(jī)交互模塊。
專利摘要一種用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信管理裝置，負(fù)責(zé)不同廠家，不同型號(hào)，不同通信接口的自動(dòng)化設(shè)備間的通信。它由電源模塊，CPU模塊，通信模塊及人機(jī)交互模塊4個(gè)部分。所述CPU模塊，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構(gòu)架，一個(gè)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理一個(gè)負(fù)責(zé)通信處理；所述通信模塊包括以太網(wǎng)口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN口，所述人機(jī)交互模塊包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號(hào)指示燈，它是通過PCI104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯(lián)；裝置具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性及擴(kuò)展組合的方便性和靈活性。
文檔編號(hào)H04L12/28GK201667562SQ20102026171
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者曹龍漢, 瞿勝 申請(qǐng)人:重慶迅馳電氣有限公司