模块式多处理器备自投保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应用于电力系统的备自投保护装置，尤其涉及一种优化的模块式多处理器备自投保护装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，对安全供电的可靠性要求越来越高，在电力系统中广泛使用了微机线路备自投保护装置，满足不间断供电的需求。
[0003]现有技术中的模块式多处理器微机线路备自投保护装置，在硬件方面采用模块化设计(图1所示)，其中核心处理模块为主控模块，遥信采集模块、输出控制模块、模拟量采集模块、电源模块等为子模块，所有模块之间相互独立，主控模块与各子模块间通过通信总线进行信息交换。核心处理模块分析处理模拟量采集模块、遥信采集模块上传的现场信息，通过输出控制模块实现备自投功能。在这种模块式多处理器备自投装置中，由于各模块完全独立，各模块有自己的任务处理程序及信息交换要求，主控模块也需要对各子模块进行实时监控，以致装置的程序软件较为复杂。子模块相互独立，也导致装置的硬件板块数量较多，体积结构上需占用较大空间，硬件成本难以降低。
[0004]综上所述，现有技术中的模块式多处理器微机线路备自投装置存在着结构较复杂、成本较高的缺点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在结构上相对简单、功能完整保留、相关模块简化合并的一种优化的模块式多处理器备自投保护装置。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种模块式多处理器备自投保护装置，它包括电源模块、遥信采集及输出控制模块、核心处理模块、模拟量采集模块，所述核心处理模块与电源模块、遥信采集及输出控制模块、模拟量采集模块相连接，所述电源模块分别与所述遥信采集及输出控制模块、核心处理模块、模拟量采集模块连接并与之供电。
[0007]所述模拟量采集模块与所述工作进线和备用进线连接，所述模拟量采集模块包括内部数据采集芯片和滤波整形电路，所述模拟量采集模块采集工作进线和备用进线的三相电压、三相电流信号，所述三相电压、三相电流信号经过滤波整形后送到内部数据采集芯片进行A/D转换，所述模拟量采集模块将A/D转换结果采用改良的快速傅立叶变换算法计算出各电量后上传给所述核心处理模块，所述遥信采集及输出控制模块检测所述工作进线和备用进线的开关量输入状态并上传给所述核心处理模块，所述核心处理模块依据所述模拟量采集模块、所述遥信采集及输出控制模块上传的电压、电流、开关量状态的实时值判断所述工作进线和备用进线的当前工作状态，所述核心处理模块分析出所述工作进线和备用进线的当前工作状态后输出相应命令给所述遥信采集及输出控制模块，所述遥信采集及输出控制模块接收所述命令后作出相应的输出控制操作。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型包括核心处理模块、电源模块、遥信采集及输出控制模块、模拟量采集模块，所述模拟量采集模块采集工作进线、备用进线的电压、电流实时数据并发送给所述核心处理模块，所述遥信采集及输出控制模块采集所述两进线的开关量输入状态并发送给所述核心处理模块，所述核心处理模块依据接收到的所述电压、电流、开关量状态判断所述两进线的当前工作状态并发送相应命令给所述遥信采集及输出控制模块，所述遥信采集及输出控制模块接收所述命令后作出相应的输出控制操作。由于本实用新型将现有技术中的遥信采集模块和输出控制模块混合设计成一块具备遥信采集、输出控制功能的遥信采集及输出控制模块，简化了模块式多处理器微机线路备自投保护装置软件、硬件结构，提高了该装置的性价比。
【附图说明】
[0009]图1是现有技术中的模块式多处理器微机线路备自投保护装置的结构框图；
[0010]图2是现有技术中的模块式多处理器微机线路备自投保护装置中的遥信采集模块结构框图；
[0011]图3是现有技术中的模块式多处理器微机线路备自投保护装置中的输出控制模块结构框图；
[0012]图4是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的结构框图；
[0013]图5是本实用新型的结构框图；
[0014]图6是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第一部分电路原理图；
[0015]图7是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第二部分电路原理图；
[0016]图8是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第三部分电路原理图；
[0017]图9是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第四部分电路原理图；
[0018]图10是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第五部分电路原理图；
[0019]图11是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第六部分电路原理图；
[0020]图12是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第七部分电路原理图；
[0021]图13是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第八部分电路原理图；
[0022]图14是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第九部分电路原理图；
[0023]图15是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第十部分电路原理图；
[0024]图16是本实用新型中遥信采集及输出控制模块的第十一部分电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]如图5至图16所示，本实用新型它包括电源模块1、遥信采集及输出控制模块2、核心处理模块3、模拟量采集模块4，所述核心处理模块3与电源模块1、遥信采集及输出控制模块2、模拟量采集模块4相连接，所述电源模块1分别与所述遥信采集及输出控制模块2、核心处理模块3、模拟量采集模块4连接并与之供电。
[0026]所述模拟量采集模块4与所述工作进线和备用进线连接，所述模拟量采集模块4包括内部数据采集芯片和滤波整形电路，所述模拟量采集模块4采集工作进线和备用进线的三相电压、三相电流信号，所述三相电压、三相电流信号经过滤波整形后送到内部数据采集芯片进行A/D转换，所述模拟量采集模块4将A/D转换结果采用改良的快速傅立叶变换算法计算出各电量后上传给所述核心处理模块3，所述遥信采集及输出控制模块2检测所述工作进线和备用进线的开关量输入状态并上传给所述核心处理模块3，所述核心处理模块3依据所述模拟量采集模块4、所述遥信采集及输出控制模块2上传的电压、电流、开关量状态的实时值判断所述工作进线和备用进线的当前工作状态，所述核心处理模块3分析出所述工作进线和备用进线的当前工作状态后输出相应命令给所述遥信采集及输出控制模块2，所述遥信采集及输出控制模块2接收所述命令后作出相应的输出控制操作。
[0027]本实施例中，所述核心处理模块3包括ARM微控制器、大容量存储器、以太网接口芯片，所述ARM微控制器采用ARM 32-bit Cortex_M3 STM32F207芯片，它完成数据运算、逻辑判别、控制输出、数据存储、数据通信等工作，具有运算速度快、功耗低等特点;所述大容量存储器采用AT45DB642D串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为64Megabit，具有存储密度高、接口简单、掉电不丢失数据等特点;所述以太网接口芯片采用高性能的嵌入式以太网模块NPM301，该模块整合度高，具备跨路由通信的能力。
[0028]所述遥信采集及输出控制模块2包含遥信采集、输出控制两部分。所述遥信采集部分将开关量经光电耦合器TLP521转换成高、低电平状态后上传给所述核心处理模块3;所述输出控制部分将所述核心处理模块3发来的控制命令的逻辑高、低电平信号经光电耦合器TLP521隔离后驱动继电器0Z-SH-124LM1动作。
[0029]所述模拟量采集模块4包括主控CPU、宽范围频率响应电压/电流互感器、二阶低通滤波电路。所述宽范围频率响应电压/电流互感器将来自现场的电压、电流信号隔离变换后送到二阶低通滤波电路;所述二阶低通滤波电路将高次谐波及无用的杂波信号滤除后得到有用交流模拟信号，然后送交主控CPU处理；所述主控CHJ采用ARM 32-bit Cortex-M3STM32F107芯片，它负责将所述有用交流模拟信号转换成数字信号并计算出电压/电流相量，然后将计算结果发送给所述核心处理模块3。
[0030]所述电源模块1将外部24V直流电源转换为5V电压，提供给所述核心处理模块3、所述模拟量采集模块4、核心处理模块3、遥信采集及输出控制模块2使用。
[0031]本实用新型可应用于电力系统的备自投保护领域。
【主权项】
1.一种模块式多处理器备自投保护装置，其特征在于:它包括电源模块(1)、遥信采集及输出控制模块(2)、核心处理模块(3)、模拟量采集模块(4)，所述核心处理模块(3)与电源模块(1)、遥信采集及输出控制模块(2)、模拟量采集模块(4)相连接，所述电源模块(1)分别与所述遥信采集及输出控制模块(2)、核心处理模块(3)、模拟量采集模块(4)连接并与之供电。2.根据权利要求1所述的模块式多处理器备自投保护装置，其特征在于:所述模拟量采集模块(4)与工作进线和备用进线连接，所述模拟量采集模块(4)包括内部数据采集芯片和滤波整形电路，所述模拟量采集模块(4)采集工作进线和备用进线的三相电压、三相电流信号，所述三相电压、三相电流信号经过滤波整形后送到内部数据采集芯片进行A/D转换，所述模拟量采集模块(4)将A/D转换结果采用改良的快速傅立叶变换算法计算出各电量后上传给所述核心处理模块(3)，所述遥信采集及输出控制模块(2)检测所述工作进线和备用进线的开关量输入状态并上传给所述核心处理模块(3)，所述核心处理模块(3)依据所述模拟量采集模块(4)、所述遥信采集及输出控制模块(2)上传的电压、电流、开关量状态的实时值判断所述工作进线和备用进线的当前工作状态，所述核心处理模块(3)分析出所述工作进线和备用进线的当前工作状态后输出相应命令给所述遥信采集及输出控制模块(2)，所述遥信采集及输出控制模块(2)接收所述命令后作出相应的输出控制操作。
【专利摘要】本实用新型公开并提供了一种模块式多处理器备自投保护装置。它包括电源模块（1）、遥信采集及输出控制模块（2）、核心处理模块（3）、模拟量采集模块（4），所述遥信采集及输出控制模块（2）包含遥信采集、输出控制两部分，所述遥信采集部分将开关量经光电耦合器TLP521转换成高、低电平状态后上传给所述核心处理模块（3），所述输出控制部分将所述核心处理模块（3）发来的控制命令的逻辑高、低电平信号经光电耦合器TLP521隔离后驱动继电器OZ-SH-124LM1动作。本实用新型在结构上相对简单，对现有技术中的相关模块简化合并，具有较高的性价比，本实用新型可应用于电力系统的备自投保护领域。
【IPC分类】H02J9/06
【公开号】CN205141818
【申请号】CN201520666982
【发明人】李孟庆, 徐竟富
【申请人】珠海思创电气有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年8月31日