一种基于CAN总线的小水电多功能自动化装置的制作方法

本发明涉及电气领域，具体为一种基于CAN总线的小水电多功能自动化装置。

背景技术：

小水电电源作为一种重要的清洁能源，虽然在技术装备和电能质量上与大水电电源不可比，但具有大水电电源所欠缺的优势，如投资少、占地少、建设周期短等，另外，由于其分布式的电源属性具备电网黑启动作用，小水电在电力系统中有存在的客观必要，社会经济对其也有发展的需求，如何提高分布式小水电电源的经济效益，提高供电可靠性，对小水电站自动化的研究也必将提升到新的水平，目前，面向小水电站的综合自动化装置已陆续取代传统模拟式的控制装置，小水电站综合自动化装置，即将监控、保护、调速、励磁及辅控等设备高度集成后作为小水电站的综合控制装置，近年来，现场总线技术在工业控制领域得到广泛应用，控制器局部网(CAN)就是较早出现的现场总线之一，由于其采用了许多新技术和独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN通信具有更高的可靠性、实时性与灵活性，因此，国内一些自动化厂家也陆续研制出基于CAN技术的小水电站综合自动化装置用于取代早期基于RS-485串口通信的综合自动化装置。

但是，目前我国的基于CAN总线的小水电多功能自动化装置，自动化水平落后, 机电设备陈旧老化, 安全事故频繁, 自动控制系统的运行需要多人值班, 进行设备的维护及事故处理, 严重影响小水电的经济效益。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种基于CAN总线的小水电多功能自动化装置，通过采用采用面向对象的分层分布式结构，各模块之间的数据交互快速可靠、抗干扰性强，实现了小型水电站的少人值班、无人值班的要求， 提高了水电站的自动化水平，设计简单，成本低廉，可广泛推广使用，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CAN总线的小水电多功能自动化装置，包括箱体，所述箱体的内部设有CAN控制器，且CAN 控制器包括监控装置和保护装置，所述监控装置与保护装置直接相连接成一体化结构，在保护装置的顶部连接有数据采集装置，且数据采集装置包括电气量采集器，在电气量采集器的一侧连接有开关量采集器，所述监控装置的一侧设有调速器，在监控装置的另一侧连接有励磁器，且励磁器的表面安装有辅控装置，所述监控装置的底部连接有自动诊断与恢复装置，且自动诊断与恢复装置包括断路器与隔离开关，所述断路器与隔离开关直接相连接，在断路器的底部连接有数据通讯装置。

作为本发明一种优选的技术方案，所述自动诊断与恢复装置的底部设有发电机组，在发电机组的内部设有变压器与压气机。

作为本发明一种优选的技术方案，所述变压器与压气机直接相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述压气机的一侧连接有压油装置，在压油装置的表面安装有开关装置。

作为本发明一种优选的技术方案，所述发电机组的一侧设有数据处理装置，所述箱体的外侧安装有数据通讯装置。

作为本发明一种优选的技术方案，所述数据通讯装置的底部连接有公用设备，在公用设备的底部连接有接地刀闸。

作为本发明一种优选的技术方案，所述监控装置包括I/O信号采集器和转速测量器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述I/O信号采集器与转速测量器直接相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述转速测量器的顶部连接有温度测量器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述温度测量器的一侧连接有交流量采集器，在温度测量器的另一侧连接有自动准同期装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于CAN总线的小水电多功能自动化装置，通过采用采用面向对象的分层分布式结构， 各 CPU 模块采用 CAN 总线相连， 各模块之间的数据交互快速可靠、抗干扰性强， 在外观上这些功能模块都在一个机箱内， 结构紧凑， 便于安装使用，实现了小型水电站的少人值班、无人值班的要求， 提高了水电站的自动化水平， 集发电机测控保护、励磁调节、同期并列、顺控、远程通讯、人机交互等多功能于一体，实际应用中， 既可以在现场独立运行和操作， 又可以在多机系统联合运行时根据需要配置上位机， 构成水电站监控系统， 具有非常广泛的应用前景，设计简单，成本低廉，可广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明监控装置结构示意图。

图中：1-箱体；2- CAN 控制器；3-监控装置；4-保护装置；5-数据采集装置；6-电气量采集器；7-开关量采集器；8-调速器；9-励磁器；10-辅控装置；11-自动诊断与恢复装置；12-断路器；13-隔离开关；14-运行指示灯；15-电机组；16-变压器；17-压气机；18-压油装置；19-开关装置；20-数据处理装置；21-数据通讯装置；22-公用设备；23-接地刀闸；24- I/O信号采集器；25-转速测量器；26-温度测量器；27-交流量采集器；28-自动准同期装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种基于CAN总线的小水电多功能自动化装置，包括箱体1，，箱体1的内部设有CAN控制器2，且CAN 控制器2包括监控装置3和保护装置4，监控装置3主要实现对发电机组15、公用设备22及开关装置19的监视与控制，主要包括I/O信号采集与控制、转速测量、温度测量、交流量采集及自动准同期等功能，保护装置4主要实现对发电机组15、变压器16等设备的电气保护功能，，监控装置3与保护装置4直接相连接成一体化结构，在保护装置4的顶部连接有数据采集装置5，且数据采集装置5包括电气量采集器6，电气量采集器6采集变压器16及线路的有功功率和无功功率、三相电流等，在电气量采集器6的一侧连接有开关量采集器7，开关量采集器7采集断路器12、隔离开关13及接地刀闸23的状态，保护动作信号，励磁系统和调速器8工作状态及报警信号等，，监控装置3的一侧设有调速器8，调速器8主要实现转速调节功能，在监控装置3的另一侧连接有励磁器9，励磁器9主要实现对发电机组15的励磁控制功能，且励磁器9的表面安装有辅控装置10，辅控装置10主要实现对小水电站公用设备22的控制功能，如调速器8和压油装置18控制、渗漏及检修排水控制、压气机17控制及技术供水控制等，，监控装置3的底部连接有自动诊断与恢复装置11，自动诊断与恢复装置11可以现场控制单元中各模块能自检，实现接口故障、通信故障以及出口误动等故障的自诊断，并进行报警，当系统出现供电电源故障或其它一些电源故障时，在故障消除之后各模块能自行启动，各模块具有自恢复功能，当出现软件死锁时，能在保留历史数据的前提下进行热启动后，模块能重新正常运行，且自动诊断与恢复装置11包括断路器12与隔离开关13，，断路器12与隔离开关13直接相连接，在断路器12的底部连接有运行指示灯14，，自动诊断与恢复装置11的底部设有发电机组15，在发电机组15的内部设有变压器16与压气机17，，变压器16与压气机17直接相连接，，压气机17的一侧连接有压油装置18，在压油装置18的表面安装有开关装置19，，发电机组15的一侧设有数据处理装置20，数据处理装置20对采集的数据进行分析、处理和计算，形成主控层各种监控及管理功能所需的数据，对模拟量进行限值检查，当超过规定限值时可进行报警并根据需要产生相应的控制，对各种中断输入进行逻辑处理并立即记下时标，经检查确定后，存入现地单元数据库，同时立即传入至后台监控系统并报警，，箱体1的外侧安装有数据通讯装置21，数据通讯装置21通过网络向后台监控系统传送电站设备的运行信息，包括模拟量、数字量和开关状态量等实时数据信息，接受后台监控系统的各种监控命令或设定，包括对电站设备的操作命令、调节命令及对定值的设定，向后台监控系统传送现场控制单元对主站各种监控命令或设定的执行信息，包括电站设备控制过程信息、机组LCU状态信息，，数据通讯装置21的底部连接有公用设备22，在公用设备22的底部连接有接地刀闸23，，监控装置3包括I/O信号采集器24和转速测量器25，，I/O信号采集器24与转速测量器25直接相连接，，转速测量器25的顶部连接有温度测量器26，，温度测量器26的一侧连接有交流量采集器27，在温度测量器26的另一侧连接有自动准同期装置28；通过采用采用面向对象的分层分布式结构， 各 CPU 模块采用 CAN 总线相连， 各模块之间的数据交互快速可靠、抗干扰性强， 在外观上这些功能模块都在一个机箱内， 结构紧凑， 便于安装使用，实现了小型水电站的少人值班、无人值班的要求， 提高了水电站的自动化水平， 集发电机测控保护、励磁调节、同期并列、顺控、远程通讯、人机交互等多功能于一体，实际应用中， 既可以在现场独立运行和操作， 又可以在多机系统联合运行时根据需要配置上位机， 构成水电站监控系统， 具有非常广泛的应用前景，设计简单，成本低廉，可广泛推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。