一种智能继电保护装置测试系统iec61850协议通讯模块的制作方法

文档序号:10907526阅读:499来源:国知局
一种智能继电保护装置测试系统iec61850协议通讯模块的制作方法
【专利摘要】一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块,包括一个FPGA芯片和外围芯片,FPGA芯片的每一路光口对应一块外围芯片,实现8路IEC61850协议的光口的输入与输出。所述通讯模块可以实现智能变电站测试系统中SMV、GOOSE的实时输入与输出控制和分析;用户通过设置FPGA中的寄存器,实现对IEC61850通讯的参数配置,配置成功后,通过FPGA中的双口RAM实现数据的双向交流。本实用新型通讯模块输出数据时间由FPGA的时钟控制,从硬件上保证了更高的测试精度。本实用新型采用板卡式结构,方便了测试系统的组装和灵活配置,降低了硬件成本,且在设计等方面具有更大的优势。
【专利说明】
一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块,属电力电子技术领域。【背景技术】
[0002]目前常用的智能继电保护装置测试系统结构如图4所示,测试系统由三部分组成, (1)人机接口:负责与用户通讯,把参数发送给计算模块;(2)计算模块:进行算法分析计算, 生成的数据发送给通讯模块;(3)通讯模块:将接收的数据转换为光信号与被测智能装置通讯,同时接受被测智能测试装置的光信号,转换为数据发送给计算模块。[〇〇〇3]通讯模块主要负责数据接收与传输和光电信号转换,一般理论上的电路图如图5 所示,主要是采用类似DM9000通讯芯片和RJ45及外围电路,提供MAC控制器以及一般处理接口,一个10/100M自适应的PHY,把数据转换为网络信号。由于测试系统是应用于智能变电站继电保护的测试,光纤通讯采用IEC61850协议,以上常规电路不支持IEC61850协议,因此, 必须在该电路前加上DSP或ARM解析IEC61850协议。而采用这种设计,使用的硬件资源比较多,特别在测试系统中光纤接口比较多时,电路将比较复杂,不利于硬件系统的模块化,且成本较高。
【发明内容】

[0004]本实用新型的目的是,针对现有智能继电保护装置测试系统通信模块存在的问题,本实用新型提出一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块。
[0005]本实用新型的技术方案是,一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块采取FPGA芯片,而且采用模块化板卡设计,完全代替了DSP(或ARM)和DM9000A,实现了电路芯片的简化和成本的降低,还可以根据测试系统要求,叠加板卡改变光纤口数目。
[0006]所述通讯模块包括一个FPGA芯片和外围芯片,FPGA芯片的每一路光口对应一块外围芯片,实现8路IEC61850协议的光口的输入与输出。
[0007]所述外围芯片为光口辅助电路。
[0008]所述通讯模块的主要功能:所述通讯模块可以实现智能变电站测试系统中SMV、 GOOSE的实时输入与输出控制和分析。用户通过设置FPGA中的寄存器,实现对IEC61850通讯的参数配置,配置成功后,通过FPGA中的双口 RAM实现数据的双向交流。
[0009]本实用新型的有益效果是,本实用新型通讯模块采用一块FPGA代替8路DM9000芯片或类似芯片和DSP,采用板卡式结构,方便了测试系统的组装和灵活配置,降低了硬件成本,且在设计等方面具有更大的优势。本实用新型通讯模块输出数据时间由FPGA的时钟控制,从硬件上保证了更高的测试精度。该通讯模块将IEC61850协议由硬件来实现,使测试系统的其他部分只要考虑算法等,便于升级维护。该通讯模块采用双口 RAM和寄存器方式,可以直接把已有常规测试仪升级为数字测试系统。只要配置寄存器,将其原发送给DA的数据发送到该通讯模块,就可以将数据转换为符合IEC61850协议的数据,通过光纤输出。无需对已有常规测试仪软件进行修改。【附图说明】[〇〇1〇]图1为基于FPGA的8路光口 IEC61850通讯模块;图2为光口辅助电路图;[〇〇11]图3为FPGA框图;图4为常用的变电站智能装置测试系统结构图;[〇〇12]图5为常规通讯接口图。【具体实施方式】
[0013]本实用新型的【具体实施方式】如图1所示。[〇〇14]本实施例一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块包括一个FPGA 芯片和光口辅助电路,FPGA芯片的每一路光口对应一个光口辅助电路,实现8路IEC61850协议的光口的输入与输出。[〇〇15]本实施例的实施步骤如下:
[0016](1)本实施例通讯模块主要是用户先根据具体的IEC61850参数配置寄存器,配置成功后,FPGA根据配置的参数实时转化网络上的数据和用户数据。[〇〇17] (2)FPGA中分配了各种寄存器,例如:
[0018]Mode:0-G00SE 1-SMV
[0019]Direct1n: 〇-1nput l-〇utput[〇〇2〇]以及各种 IEC61850参数寄存器 AppID、GoID、dstMac等。
[0021]通过寄存器的设置,可以实现用户的数据和符合IEC61850通讯要求的数据实时转换。[〇〇22](3)FPGA中分配了双口RAM区,该双口RAM区和寄存器组FCDA[64]配合,实现了数据的交流。[〇〇23]例如:接受一组GOOSE数据中有128个FCDA数据(接点),但测试系统中关心的只有其中的 8个(第 10、11、12、13、14、15、16、17),这样设置 FCDA[0-7](值为 10、11、12、13、14、15、 16、17 )。则每次光纤GOOSE数据接收后,RAM区的00-07地址中数据就是设置的FCDA数据。
[0024]这样通讯模块大大降低了测试系统其他部分的设计难度,只要把重点放在算法、 模型上,而不考虑通讯部分,特别是能与现有的测试软件无缝连接。[〇〇25](4)通讯数据的实时输入与输出,由FPGA来控制,时间完全由硬件控制,比DSP、ARM等采用时钟中断更准确、更可靠。
【主权项】
1.一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块,其特征在于,所述模块包 括一个FPGA芯片和外围芯片,FPGA芯片的每一路光口对应一块外围芯片,实现8路IEC61850 协议的光口的输入与输出。2.根据权利要求1所述一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块,其特 征在于,所述外围芯片为光口辅助电路。3.根据权利要求1所述一种智能继电保护装置测试系统IEC61850协议通讯模块,其特 征在于,所述通讯模块可以实现智能变电站测试系统中SMV、GOOSE的实时输入与输出控制 和分析;用户通过设置FPGA中的寄存器,实现对IEC61850通讯的参数配置,配置成功后,通 过FPGA中的双口 RAM实现数据的双向交流。
【文档编号】G01R31/00GK205594090SQ201620231224
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】谌争鸣, 熊华强, 崔斌, 万勇, 桂小智, 王冠南
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司
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