一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力技术领域，具体为一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，智能变电站中普遍使用的是“传统三工位机构+智能开关控制器”方式来实现控制功能，即现有的智能开关控制器需配合三工位机构上固有的二次控制系统才能使用。
[0003]而现有的三工位机构，其内部的二次控制系统使用了大量的继电器和连接电缆，占据了大量的开关空间，严重影响机构的小型化发展，同时也导致了成本的大幅增加。这种基于智能开关控制器实现的对三工位机构的控制方法，并不符合智能电网集成的特点，造成了控制系统的冗余浪费；而传统三工位机构与智能开关控制器的相互独立，也不能使信息系统高度集中，不利于技术的融合，影响了开关设备的智能化发展。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种结构简单，运行稳定，控制精确，维护方便，能将信息系统高度集中的基于光纤通讯的三工位机构控制系统。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0006]一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，包括通过电缆与三工位机构连接的控制器；控制器包括主控制单元和从控制单元；主控制单元包括用于数据储存和传输的中央处理器，从控制单元包括用于信号逻辑对比和传输的逻辑控制模块，中央处理器和逻辑控制模块通过光纤连接通信；从控制单元设置于三工位机构内部，逻辑控制模块的输入输出端分别与三工位机构的执行部件连接，中央处理器的输入输出端口与人机交互界面相连接。
[0007]优选的，从控制单元还包括用于采集执行部件状态量信号的开入量采集模块，开入量采集模块包括将采集到的各个状态量信号转化为数字信号的光耦隔离电路，光耦隔离电路输入端通过电缆分别与执行部件连接。
[0008]进一步，三工位机构的执行部件包括执行电机、继电器和开关；逻辑控制模块的输出端连接执行电机，输入端分别连接执行电机、继电器和开关。
[0009]再进一步，逻辑控制模块的输入端分别采集限位开关合位状态信号、限位开关分位状态信号、挡板行程开关合位状态信号和执行电极热继电器状态信号。
[0010]优选的，中央处理器的输入端和输出端分别设置主接收模块和主发送模块，逻辑控制模块的输出端和输入端分别设置从发送模块和从接受模块；主接收模块与从发送模块连接通信，从接收模块与主发送模块连接通信。
[0011]进一步，中央处理器和逻辑控制模块之间的通信采用通信速率为1Mbps的UART协议。
[0012]优选的，中央处理器采用100M/1000M以太网接口与人机交互界面相连接。
[0013]进一步，以太网接口采用通用的LC接口光模块，以太网接口的通信协议采用标准的GOOSE协议。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0015]本实用新型通过将控制器分为主、从控制单元两部分，从而对数据的逻辑对比判断和传输储存的功能进行了分离，并且只将包括逻辑控制模块的从控制单元设置在三工位机构内部，因此不会占据大量的开关空间，能够与现有的三工位机构进行良好的安装配合；将主控制单元外置，从而能够更好地实现系统信息的集成和统一监控；通过将执行部件通过电缆与控制器相连，完全取消了传统的二次控制回路，同时将主、从控制单元通过光纤接口相交互，简化了整个装置的复杂程度，在降低成本的同时，也给维护带来了方便，同时提供了系统运行的稳定性，并通过设置的人机交互界面能够实现远程的监控和数据传输。
[0016]进一步的，通过光耦隔离电路将采集到的三工位机构的各种状态量信号转化为逻辑控制模块可用的数字信号，在保证系统运行的同时，提高了系统对数据信号的处理速度，同时避免了对控制器的干扰。
[0017]进一步的，通过对执行部件中执行电机、继电器和开关的状态信号的采集和传输，通过数据信号的对比，能够精确的对三工位机构中的执行电机进行动作控制，将控制系统与三工位机构实现高度集成，实现了机械与控制的完全融合。
[0018]进一步的，通过对应分通道的输入输出的信号传输，能够保证数据的快速通讯，以及系统的高效运行，并通过具体协议以及接口的选择，能够更好地满足其使用需求，扩大应用的范围，提供其应用的可靠稳定性。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的原理模块示意图。
[0020]图2为本实用新型的三工位机构开入量采集示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
[0022]本实用新型包括由主控制单元和从控制单元组成的控制器，以及通过电缆与控制器连接的三工位机构；主控制单元包括中央处理器、主接受模块和主发送模块；从控制单元设置于三工位机构内部，包括逻辑控制模块、从发送模块、从接受模块和开入量采集模块；中央处理器用于数据的储存和传输，输入端和输出端分别设置主接收模块和主发送模块，其采用100M/1000M以太网接口与人机交互界面相连接，和逻辑控制模块间采用通信速率为1Mbps的UART协议连接通信；以太网接口采用通用的LC接口光模块，以太网接口的通信协议采用标准的GOOSE协议；三工位机构的执行部件包括执行电机、继电器和开关；逻辑控制模块用于信号逻辑对比和传输，其输出端连接执行电机，输入端分别连接执行电机、继电器和限位开关用于分别采集限位开关合位状态信号、限位开关分位状态信号、挡板行程开关合位状态信号和执行电极热继电器状态信号，输出端和输入端分别还设置与主接收模块连接通信的从发送模块和与主发送模块连接通信的从接受模块；开入量采集模块用于采集执行部件状态量信号，包括将采集到的各个状态量信号转化为数字信号的光耦隔离电路，光耦隔离电路输入端通过电缆分别与执行部件连接。
[0023]参见图1，包括主、从控制单元组成的控制器，以及与之相连的三工位机构本体；所述的控制器分为主控制单元、从控制单元两部分，从控制单元置于三工位机构中。所述主控制单元由中央处理器、主接收模块、主发送模块组成；所述从控制单元由逻辑控制模块、从接收模块、从发送模块、开入量采集模块组成。所述主控制单元与从控制单元基于光纤相交互，同时主控制单元与人机交互界面相连，从控制单元与三工位机构相连；所述的主控制单元与从控制单元通过光纤连接，外部命令经由主控制单元发送至从控制单元，由从控制单元经逻辑运算后将操作命令作用至三工位机构的执行部件；所述的开入量采集模块与三工位机构的限位开关、继电器等通过电缆相连，通过光耦隔离将采集到的三工位机构的各种状态量转化为逻辑控制模块可用的数字信号；所述的逻辑控制模块与三工位机构的执行部件直接连接，无需在三工位机构上实现控制回路；所述的主控制单元的主接收模块和主发送模块，通过光纤与从控制单元的从发送模块和从接收模块相交互，并按照改进的UART协议，以1Mbps速率进行稳定通信；所述的中央处理器，采用100M/1000M以太网与外部设备相连接，接口采用通用的LC接口光模块，通信协议采用标准的GOOSE协议。
[0024]参见图2所示，开入量采集模块通过电缆采集三工位机构的控制电源状态、限位开关合位和分位状态、挡板位置、执行电机热继电器的状态，并将这些信号交由逻辑控制模块，作为三工位机构执行的判断条件，完成三工位机构的执行判断。
[0025]本实用新型的基于光纤通讯的机构控制方法被应用在三工位机构操作中，取代了传统机构和智能控制器的组合，结构简单，维护方便，实现了三工位机构的机械部分与控制部分的有机结合，达到了控制和信息系统的高度集成。
【主权项】
1.一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，包括通过电缆与三工位机构连接的控制器；所述的控制器包括主控制单元和从控制单元；主控制单元包括用于数据储存和传输的中央处理器，从控制单元包括用于信号逻辑对比和传输的逻辑控制模块，中央处理器和逻辑控制模块通过光纤连接通信；从控制单元设置于三工位机构内部，逻辑控制模块的输入输出端分别与三工位机构的执行部件连接，中央处理器的输入输出端口与人机交互界面相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，从控制单元还包括用于采集执行部件状态量信号的开入量采集模块，开入量采集模块包括将采集到的各个状态量信号转化为数字信号的光耦隔离电路，光耦隔离电路输入端通过电缆分别与执行部件连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，三工位机构的执行部件包括执行电机、继电器和开关；逻辑控制模块的输出端连接执行电机，输入端分别连接执行电机、继电器和开关。
4.根据权利要求3所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，逻辑控制模块的输入端分别采集限位开关合位状态信号、限位开关分位状态信号、挡板行程开关合位状态信号和执行电极热继电器状态信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，中央处理器的输入端和输出端分别设置主接收模块和主发送模块，逻辑控制模块的输出端和输入端分别设置从发送模块和从接受模块；主接收模块与从发送模块连接通信，从接收模块与主发送模块连接通信。
6.根据权利要求5所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，中央处理器和逻辑控制模块之间的通信采用通信速率为1Mbps的UART协议。
7.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，中央处理器采用100M/1000M以太网接口与人机交互界面相连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，其特征在于，以太网接口采用通用的LC接口光模块，以太网接口的通信协议采用标准的GOOSE协议。
【专利摘要】本实用新型一种基于光纤通讯的三工位机构控制系统，包括通过电缆与三工位机构连接的控制器；控制器包括主控制单元和从控制单元；主控制单元包括用于数据储存和传输的中央处理器，从控制单元包括用于信号逻辑对比和传输的逻辑控制模块，中央处理器和逻辑控制模块通过光纤连接通信；从控制单元设置于三工位机构内部，逻辑控制模块的输入输出端分别与三工位机构的执行部件连接，中央处理器的输入输出端口与人机交互界面相连。通过将控制器分为主、从控制单元两部分，从而对数据的逻辑对比判断和传输储存的功能进行了分离，只将包括逻辑控制模块的从控制单元设置在三工位机构内部，不会占据大量的开关空间，能够与现有三工位机构进行良好的安装配合。
【IPC分类】H02J13-00
【公开号】CN204290484
【申请号】CN201420658740
【发明人】曾林翠, 安乐, 贾乐, 郭琦, 张玉荣
【申请人】中国西电电气股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月5日