專利名稱：一種變電站通信管理機的雙機切換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變電站自動化裝置中的一個模塊，尤其是一種通信管理機的雙機 切換裝置。
背景技術：
變電站里的通信管理機主要負責管理所有智能設備之間的通信，對全站自動化信 息進行整理歸納，負責站內外的信息交換及設備控制，具有非常重要的作用和地位。通信管理機是基于計算機的系統(tǒng)設備，由于計算機的固有特性，難免會出現網絡 故障或者自身硬件故障，為了保證全站設備的可靠通信，管理機通常都設置為雙機冗余模 式。當主機正常工作時時，全站由主機實現通訊管理，從機可對通訊進行監(jiān)控但不應對通訊 造成干擾；當主機故障時，從機應該能夠自動升級為主機，接替主機迅速的投入工作。因此 有必要設計一種能自我識別，自我切換的雙機切換裝置來有效的實現雙機切換的機制。發(fā)明內容發(fā)明目的本實用新型主要針對變電站自動化裝置中的通信管理機雙機切換要 求，設計了 一種能自我識別，自我切換的雙機切換裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案一種變電站通信管理機的雙機切換裝置，它包括開入開出控制回路和通訊控制回 路；開入開出控制回路包括主機開入開出控制回路和從機開入開出控制回路，主機開入開 出控制回路實現主機端的開入接入和開出控制，從機開入開出控制回路實現從機端的開入 接入和開出控制；通訊控制回路實現通訊硬件回路的導通或者關斷；通過主機開入開出控 制回路和從機開入開出控制回路的開入、開出的關系判別出主機和從機，然后根據判別結 果來驅動通訊控制回路的繼電器來使能通訊或者禁止通訊。本實用新型中，所述的主機開入開出控制回路包括主機光耦集成芯片，主機光耦 集成芯片的7腳經一號上拉電阻接正電源，主機光耦集成芯片的8腳接CPU的控制管腳，主 機光耦集成芯片的10腳經過五號電阻后作為正輸出腳，正輸出腳通過從機開入開出回路 的正輸入腳接正電源，主機光耦集成芯片的9腳為負輸出腳，負輸出腳與從機開入開出回 路的負輸入腳連接；主機光耦集成芯片的6腳接負電源，主機光耦集成芯片的5腳經過二號 電阻后作為負輸入腳，光耦集成芯片的正輸入腳接正電源；主機光耦集成芯片的12腳接正 電源，主機光耦集成芯片的11腳經過六號電阻下拉接地，同時11腳為輸出腳；主機光耦集 成芯片的3腳經三號電阻接正電源，主機光耦集成芯片的4腳經過四號電阻后接正電源，同 時4腳經過一號跳線接負電源，主機光耦集成芯片的14腳經過七號電阻接正電源，同時14 腳作為開入輸入腳，主機光耦集成芯片的13腳接地。本實用新型中，所述的從機開入開出控制回路包括從機光耦集成芯片，從機光耦 集成芯片的7腳經十一號上拉電阻接正電源，從機光耦集成芯片的8腳接CPU的控制管腳； 從機光耦集成芯片的10腳經過十五號電阻后作為正輸出腳，從機光耦集成芯片的正輸出3腳與主機光耦集成芯片的正輸入腳相接；從機光耦集成芯片的9腳為負輸出腳；從機光耦 集成芯片的6腳接負電源，從機光耦集成芯片的5腳經過十二號電阻后作為負輸入腳，從機 光耦集成芯片的12腳接正電源，從機光耦集成芯片的11腳經過十六號電阻下拉接地，同 時11腳為輸出腳；從機光耦集成芯片的3腳經十三號電阻接正電源，從機光耦集成芯片的 4腳經過十四號電阻后接正電源，同時4腳經過二號跳線接負電源，從機光耦集成芯片的14 腳經過十七號電阻接正電源，同時14腳作為開入輸入腳，從機光耦集成芯片的13腳接地。本實用新型中，所述的通訊控制回路包括串口通訊電平轉換器，串口通訊電平轉 換器的14腳與繼電器的4腳相連，繼電器的3腳經過十九號電阻接到通訊端子上；串口通 訊電平轉換器的13腳經二十號電阻接到通訊端子上；CPU的IO管腳經過十八號電阻接到 光電耦合器2腳，光電耦合器的1腳接電源，光電耦合器的4腳接地，光電耦合器的5腳接 到繼電器的10腳上，繼電器的1腳接到正電源上，同時繼電器的10腳和1腳上還并有二極 管。本實用新型的工作原理CPU將開出控制回路的開入SWINx (χ = 1或者2)和開入 A/Bx(x= 1或者2)進行與邏輯判斷，結果為高的自識別為主機，反之為從機。通信管理機主 機的開入開出控制回路的接地跳線不跳，從機跳上該跳線，從而開機時，主機的開入輸入腳 A/B1為高，從機的為低。初始化時主機和從機的開出控制口線SW0UTx(x = 1或者2)均設 置為低，SWINx均為高，因此A/Bx為高的(即未跳JPl)的管理機會將自己識別為主機，JPl 跳線跳上的管理機因為A/Bx為低而將自己識別為從機。從機將通訊控制電平設置為高電 平，則通訊控制回路光耦截止，繼電器不導通，從機的串口通訊電平轉換器232芯片的發(fā)送 腳與外界隔離，從機不能發(fā)送信息，但可以正常的接收，從而實現主從機均可以接受信息， 但只有主機能發(fā)送信息，從機不能發(fā)送信息，不會對正常的通訊造成干擾。當主機故障的時 候，從機收不到主機發(fā)送的心跳報文，經過延時判斷后，從機將自身升格為主機，將開入開 出控制回路的開出設置為高，使得原來的主機的開入SWIN由高電平變?yōu)榈碗娖?，同時將通 訊控制電平設置為低電平，則通訊控制回路光耦導通，通信控制繼電器導通，管理機的串口 通訊電平轉換器232芯片的發(fā)送腳與外界導通，接替原來的主機開始發(fā)送接收信息。如果 隨后，原來的主機從故障中恢復，它會檢測到開入開出控制回路的開入SWIN為低電平，而 自動將自己降格為從機，關斷通信發(fā)送回路，進入到從機監(jiān)聽狀態(tài)，保證了主從機的身份互 換。有益效果本實用新型利用開入開出控制回路和通信控制回路實現硬件的雙機切 換，簡單可靠，與軟件配合可以準確快捷的實現通信管理機的主從機切換，同時能保證切換 過程的正常通信，成本低，效率高，具有回路簡單、可靠性高、準確迅速的特點。
圖1為雙機切換模塊的開入開出控制回路連接圖。圖2為雙機切換模塊的通訊控制回路圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。本實用新型的變電站通信管理機的雙機切換裝置，包括開入開出控制回路和通訊控制回路兩部分。主從機的開入開出控制回路均由光耦集成芯片(采用TLP521-4)和外接 電阻、電源組成，開入開出控制回路使用了光耦集成芯片中的3個光耦。主從機的開入開出 控制回路均有一個一端接地，一端接上拉電阻的跳線。通訊控制回路包括串口通訊電平轉 換器U3、控制電平輸出的光電耦合器U4以及繼電器JD1。如圖1所示，主機開入開出控制回路主要器件為主機光耦集成芯片 Ul (TLP521-4)，主機光耦集成芯片Ul包含的第一個光耦的發(fā)光二極管正端，即7腳經一號 上拉電阻Rl接正電源VCC ；該發(fā)光二極管的負端，即主機光耦集成芯片Ul的8腳接CPU的 IO控制管腳SW0UT1，第一個光耦的受光器的正端即主機光耦集成芯片Ul的10腳經過五號 電阻R5后作為正輸出腳XOUTl+ ；第一個光耦的受光器的負端即主機光耦集成芯片Ul的9 腳為負輸出腳X0UT1-。主機光耦集成芯片Ul包含的第二個光耦的發(fā)光二極管負端，即主機光耦集成芯 片Ul的6腳接負電源VSS，該發(fā)光二極管正端即主機光耦集成芯片Ul的5腳經過二號電阻 R2后作為負輸入腳xmi-，正輸入腳XINl+直接連接正電源VDD ；第二個光耦的受光器的正 端即主機光耦集成芯片Ul的12腳接正電源VCC，第二個光耦的受光器的負端即主機光耦集 成芯片Ul的11腳經過六號電阻R6下拉接地，同時該11腳為輸出腳SWIN1。主機光耦集成芯片Ul包含的第三個光耦的發(fā)光二極管正端，即主機光耦集成芯 片Ul的3腳經三號電阻R3接正電源VDD ；該發(fā)光二極管負端，即主機光耦集成芯片Ul的4 腳經過四號電阻R4后接正電源VDD，同時該腳經過一號跳線JPl接負電源VSS ；第三個光耦 的受光器的正端即主機光耦集成芯片Ul的14腳經過七號電阻R7接正電源VCC，同時該腳 作為開入輸入腳A/B1 ；第二個光耦的受光器的負端，即主機光耦集成芯片Ul的13腳接地。如圖1所示，從機開入開出控制回路與主機開入開出控制回路的結構相同。從機 開入開出控制回路的主要器件為從機光耦集成芯片U2 (TLP521-4)，從機光耦集成芯片U2 包含的第一個光耦的發(fā)光二極管正端，即7腳經十一號上拉電阻Rll接正電源VCC ；該發(fā) 光二極管的負端，即從機光耦集成芯片U2的8腳接CPU的IO控制管腳SW0UT2，第一個光 耦的受光器的正端即從機光耦集成芯片U2的10腳經過十五號電阻R15后作為正輸出腳 X0UT2+ ；第一個光耦的受光器的負端即從機光耦集成芯片U2的9腳為負輸出腳X0UT2-。從機光耦集成芯片U2包含的第二個光耦的發(fā)光二極管負端，即從機光耦集成芯 片U2的6腳接負電源VSS，該發(fā)光二極管正端即從機光耦集成芯片U2的5腳經過十二號 電阻R12后作為負輸入腳XIN2-；第二個光耦的受光器的正端即從機光耦集成芯片U2的12 腳接正電源VCC，第二個光耦的受光器的負端即從機光耦集成芯片U2的11腳經過十六號電 阻R16下拉接地，同時該腳為輸出腳SWIN2。從機光耦集成芯片U2包含的第三個光耦的發(fā)光二極管正端，即從機光耦集成芯 片U2的3腳經十三號電阻R13接正電源VDD ；該發(fā)光二極管負端，即從機光耦集成芯片U2 的4腳經過十四號電阻R14后接正電源VDD，同時該腳經過二號跳線JP2接負電源VSS ；第 三個光耦的受光器的正端即從機光耦集成芯片U2的14腳經過十七號電阻R17接正電源 VCC,同時該腳作為開入輸入腳A/B2 ；第二個光耦的受光器的負端，即從機光耦集成芯片U2 的13腳接地。所述的主機開入開出控制回路的正輸出腳XOUTl+與從機開入開出控制回路的正 輸入腳XIN2+相連；主機開入開出控制回路的負輸出腳XOUTl-與從機開入開出控制回路的負輸入腳XIN2-相連；主機開入開出控制回路的正輸入腳Xim+與從機開入開出控制回路 的正輸出腳X0UT2+相連；主機開入開出控制回路的負輸入腳Xim-與從機開入開出控制 回路的負輸出腳X0UT2-相連。主機的一號跳線JPl由跳線器連接1、2腳，從機的二號跳線 JP2的1，2腳不連。圖1中，主機的一號跳線JPl跳線不跳，則主機光耦集成芯片Ul的第三個光耦不 導通，主機的開入輸入腳A/B1因為接上拉電阻，因此為高。從機的二號跳線JP2跳線跳上， 則從機光耦集成芯片U2的第三個光耦導通，從機的開入輸入腳A/B2因為光耦導通接地，因 此為低。主機CPU的控制口線SWOUTl為低時，主機光耦集成芯片Ul的第一個光耦導通，則 與主機光耦集成芯片Ul的第一個光耦相連的從機的從機光耦集成芯片U2也導通，則從機 的開入SWIN2因為接VCC而為高。主機CPU的控制口線SWOUTl為高時，主機光耦集成芯片 Ul的第一個光耦截止，則與主機光耦集成芯片Ul的第一個光耦相連的從機光耦集成芯片 U2的第二個光耦也截止，則從機的開入SWIN2因為接下拉電阻而為低。從機開入開出回路 的控制口線SW0UT2對主機的開入SWim有類似的控制邏輯。初始化時SWOUTl，SW0UT2均 為低，則開入SWINx (X為1或者2)均為高，因此根據SWIN和A/B與邏輯結果為高的為主機 的判別原則，A/Bx為高的(即未跳JPl)的管理機會將自己識別為主機，JPl跳線跳上的管 理機因為A/Bx為低而將自己識別為從機。一旦主機故障，從機會將SW0UT2輸出為高，則從 機光耦集成芯片U2的一個光耦截止，則與從機光耦集成芯片U2的一個光耦相連的主機光 耦集成芯片Ui的第二個光耦也截止，則主機的開入swrni因為接下拉電阻而為低，主機檢 測到swrni為低后自動將自己切換為從機。由此通過對開入開出回路的的輸入輸出控制， 實現了主從機的相互切換。如圖2所示，通信控制回路包括串口通訊電平轉換器U3(采用MAX23》，串口通訊 電平轉換器U3的發(fā)送腳TIO (即14腳)與繼電器JDl的空節(jié)點4腳相連，繼電器JDl的 3腳即ΡΤ )經過十九號電阻R19接到通訊端子Jl上，串口通訊電平轉換器U3的接收腳 PRXDO (13腳)經二十號電阻R20接到通訊端子Jl上。CPU的IO管腳DUTYDRV經過十八號 電阻R18接到光電耦合器U4 (M0C8050)的發(fā)光二極管負端，即光電耦合器U4的2腳，光電 耦合器U4的1腳接電源VCC，光電耦合器U4的受光器負端即4腳接地，光電耦合器U4的5 腳接到繼電器JDl的線圈10腳上，繼電器JDl的線圈的另外一頭即1腳接到+12V電源上， 同時繼電器JDl的10腳和1腳上還并有二極管D1。圖2的通訊控制回路中，如果管理機通過開入開出控制回路將自己識別為主機， 則將通訊控制電平DUTYDRV拉低，則光電耦合器U4導通，繼電器JDl線圈帶電，繼電器JDl 節(jié)點4和3導通，串口通訊電平轉換器U3，即MAX232的發(fā)送腳TIO和通訊端子Jl的發(fā)送 腳Ρ Χ)連通，通訊的發(fā)送能夠正常進行。反之，如果管理機通過開入開出控制回路將自己 識別為從機，則將通訊控制電平DUTYDRV拉高，則光電耦合器U4截止，繼電器JDl線圈不帶 電，繼電器JDl節(jié)點4和3斷開，串口通訊電平轉換器U3的發(fā)送腳TIO和通訊端子Jl的發(fā) 送腳Ρ Χ)斷開，從而從機不能向外發(fā)送數據。通訊控制回路中，接收管腳PRXDO不受繼電 器JDl控制，因此無論主機還是從機，都能正常的接收數據。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種變電站通信管理機的雙機切換裝置，其特征在于它包括開入開出控制回路和 通訊控制回路；開入開出控制回路包括主機開入開出控制回路和從機開入開出控制回路，主機開入開 出控制回路實現主機端的開入接入和開出控制，從機開入開出控制回路實現從機端的開入 接入和開出控制；通訊控制回路實現通訊硬件回路的導通或者關斷；通過主機開入開出控制回路和從機 開入開出控制回路的開入、開出的關系判別出主機和從機，然后根據判別結果來驅動通訊 控制回路的繼電器來使能通訊或者禁止通訊。
2.根據權利要求1所述的變電站通信管理機的雙機切換裝置，其特征在于所述的主 機開入開出控制回路包括主機光耦集成芯片，主機光耦集成芯片的7腳經一號上拉電阻接 正電源，主機光耦集成芯片的8腳接CPU的控制管腳，主機光耦集成芯片的10腳經過五號 電阻后作為正輸出腳，正輸出腳通過從機開入開出回路的正輸入腳接正電源，主機光耦集 成芯片的9腳為負輸出腳，負輸出腳與從機開入開出回路的負輸入腳連接；主機光耦集成 芯片的6腳接負電源，主機光耦集成芯片的5腳經過二號電阻后作為負輸入腳，光耦集成芯 片的正輸入腳接正電源；主機光耦集成芯片的12腳接正電源，主機光耦集成芯片的11腳經 過六號電阻下拉接地，同時11腳為輸出腳；主機光耦集成芯片的3腳經三號電阻接正電源， 主機光耦集成芯片的4腳經過四號電阻后接正電源，同時4腳經過一號跳線接負電源，主機 光耦集成芯片的14腳經過七號電阻接正電源，同時14腳作為開入輸入腳，主機光耦集成芯 片的13腳接地。
3.根據權利要求1所述的變電站通信管理機的雙機切換裝置，其特征在于所述的從 機開入開出控制回路包括從機光耦集成芯片，從機光耦集成芯片的7腳經十一號上拉電阻 接正電源，從機光耦集成芯片的8腳接CPU的控制管腳；從機光耦集成芯片的10腳經過 十五號電阻后作為正輸出腳，從機光耦集成芯片的正輸出腳與主機光耦集成芯片的正輸入 腳相接；從機光耦集成芯片的9腳為負輸出腳；從機光耦集成芯片的6腳接負電源，從機光 耦集成芯片的5腳經過十二號電阻后作為負輸入腳，從機光耦集成芯片的12腳接正電源， 從機光耦集成芯片的11腳經過十六號電阻下拉接地，同時11腳為輸出腳；從機光耦集成芯 片的3腳經十三號電阻接正電源，從機光耦集成芯片的4腳經過十四號電阻后接正電源，同 時4腳經過二號跳線接負電源，從機光耦集成芯片的14腳經過十七號電阻接正電源，同時 14腳作為開入輸入腳，從機光耦集成芯片的13腳接地。
4.根據權利要求1所述的變電站通信管理機的雙機切換裝置，其特征在于所述的通 訊控制回路包括串口通訊電平轉換器，串口通訊電平轉換器的14腳與繼電器的4腳相連， 繼電器的3腳經過十九號電阻接到通訊端子上；串口通訊電平轉換器的13腳經二十號電阻 接到通訊端子上；CPU的IO管腳經過十八號電阻接到光電耦合器2腳，光電耦合器的1腳 接電源，光電耦合器的4腳接地，光電耦合器的5腳接到繼電器的10腳上，繼電器的1腳接 到正電源上，同時繼電器的10腳和1腳上還并有二極管。
專利摘要本實用新型公開了一種變電站通信管理機的雙機切換裝置，它包括開入開出控制回路和通訊控制回路；開入開出控制回路包括主機開入開出控制回路和從機開入開出控制回路，主機開入開出控制回路實現主機端的開入接入和開出控制，從機開入開出控制回路實現從機端的開入接入和開出控制；通訊控制回路實現通訊硬件回路的導通或者關斷；通過主機開入開出控制回路和從機開入開出控制回路的開入、開出的關系判別出主機和從機，然后根據結果來驅動通訊控制回路的繼電器來使能通訊或者禁止通訊。本實用新型利用開入開出控制回路和通信控制回路實現硬件的雙機切換，簡單可靠，可準確快捷的實現通信管理機的主從機切換，同時能保證切換過程的正常通信。
文檔編號H04B1/74GK201830278SQ20102055465
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者楊曉渝, 高明 申請人:南京安能電氣控制設備有限公司