专利名称：一种直流输电工程中的通信模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流输电工程中的通信模块。
背景技术：
直流换流站的控制保护系统是由众多不同的控制保护设备通过局域网、现场总线及其它接口互相连接在一起的系统。直流控制保护系统一般分为三个层次，包括运行人员控制层(Operator Control Level)、控制保护设备层(Control & Protection Level)以及现场设备层(Field Level)等，如图I所示。直流控制保护系统的第一和第二层设备之间采用站局域网(Station LAN),第二和第三层设备之间采用现场总线(Fieldbus)。现场总线的通信方式有=Profibus DP、CAN和TDM。现有的直流输电控制保护系统第二和第三层之间的现场总线通信对象的通信协议必须是相同的，即如果第二层的设备是Profibus DP协议，则与之通信的第三层设备也必须是Profibus DP协议，否则这两层之间就无法正常通信。
实用新型内容本实用新型的目的是解决现有直流输电控制保护系统第二和第三层之间的现场总线通信对象的通信协议不同时无法正常通信的问题。本实用新型为解决上述技术问题提供了一种直流输电工程中的通信模块，包括处理器和与之相连的现场总线接口模块和VME总线接口模块，所述的现场总线接口模块包括CAN总线接口和Profibus DP总线接口，用于与使用相应通信协议的现场设备相连，所述的VME总线接口模块包括VME接口电路和驱动电路，处理器通过DPRAM与VME接口电路相连，VME接口电路通过驱动电路用于与控制层中的主处理器相连。所述的CAN总线接口包括CAN通讯接口和隔离驱动芯片，处理器通过隔离驱动芯片与CAN通讯接口相连,所述的Profibus DP总线接口单元包括Profibus DP通道,处理器通过Profibus DP通道与Profibus DP通讯接口实现通信。所述的CAN总线接口和Profibus DP总线接口都各自至少为两路，处理器通过配置能够实现两个相同通信协议的通信信道互为冗余用于连接到两个互为冗余的现场设备层。所述的CAN通讯接口通过隔离驱动芯片实现与处理器相连，Profibus DP通讯接口通过DPRAM和处理器相连。所述的CAN通信协议通过处理器实现，Profibus DP通信协议采用专用通信协议模块Profibus DP通道实现，处理器通过DPRAM与Profibus DP通道交互。所述的VME接口电路为FPGA芯片。所述的处理器上连接有用来显示通讯状态和故障信息的LED设备。本实用新型的有益效果是该直流输电工程中的通信模块包括处理器和与之相连的现场总线接口模块，可以连接不同现场总线协议的现场设备，实现多种现场总线协议的转换，同时可以实现直流输电控制保护系统第二层设备和第三层设备的双冗余配置功倉泛。
图I是直流输电控制保护系统结构图；图2是直流输电工程中现有的两种冗余方式原理图；图3是本实用新型直流输电工程中的通信模块冗余方式原理图；图4是本实用新型直流输电工程中的通信模块的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。如图4所示,该通信模块包括处理器和与之相连接的两路Profibus DP通讯接口、两路CAN通讯接口和一路VME通讯接口，其中处理器选用inf ineon公司的XE167，VME接口选用xilinx公司Spartan_3A系列的XC3S200A可编程逻辑器件，Profibus DP通信协议的实现采用专用通信协议模块，CAN通信协议由XE167实现，处理器CPU XE167通过DPRAM和Profibus DP进行数据交互，处理器与VME接口芯片FPGA的数据交互也采用DPRAM的方式，VME接口芯片FPGA和VME总线之间信号传输设计有驱动电路，Prof ibus DP的物理接口选用标准的9针D-sub连接器，CAN通信的物理接口选用6针双排插针连接器，本通信模块的5V、3. 3V电源由VME总线提供，处理器内核需要的I. 5V和FPGA内核需要的I. 2V电源都要由3. 3V转换。处理器经过编程后，在能够实现Profibus DP通讯协议和CAN通讯协议之间的转换同时，还具有冗余配置功能，能够实现直流输电控制保护系统中的控制保护设备和不同现场总线接口的连接和双冗余。其冗余功能可灵活配置，可选择为两个通信通道互为冗余方式或者独立通信信道方式，配置为互为冗余方式条件下，两个控制系统间可以实现双冗余功能，双冗余原理如图3所示。如果通信转换模块开启双冗余功能，模块的两个相同协议的通信通道互为冗余，分别连接到两个互为冗余的现场层设备，分别设置为主(Active)设备和热备用(Hot Stand-by)设备，处理器对接收到的两路现场层数据进行处理，将Active设备的有效数据送到主CPU, Hot Stand-by设备的数据不再上送；当Active设备故障时，模块自动切换到Hot Stand-by设备，将两个设备的状态互换，使原Hot Stand-by设备变成Active设备，并将该设备的数据作为有效数据上送，如果关闭双冗余功能，模块的两个相同协议的通信通道独立工作，分别连接到两个现场层设备，接收不同设备的数据并将两路数据均上送到主CPU。
权利要求1.一种直流输电工程中的通信模块，其特征在于该通信模块包括处理器和与之相连的现场总线接口模块和VME总线接口模块，所述的现场总线接口模块包括CAN总线接口和Profibus DP总线接口，用于与使用相应通信协议的现场设备相连，所述的VME总线接口模块包括VME接口电路和驱动电路，处理器通过DPRAM与VME接口电路相连，VME接口电路通过驱动电路用于与控制层中的主处理器相连。
2.根据权利要求I所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的CAN总线接口包括CAN通讯接口和隔离驱动芯片，处理器通过隔离驱动芯片与CAN通讯接口相连，所述的Profibus DP总线接口单元包括Profibus DP通道，处理器通过Profibus DP通道与Profibus DP通讯接口实现通信。
3.根据权利要求2所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的CAN总线接口和Profibus DP总线接口都各自至少为两路，处理器通过配置能够实现两个相同通信协议的通信信道互为冗余用于连接到两个互为冗余的现场设备层。
4.根据权利要求1、2或3所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的CAN通讯接口通过隔离驱动芯片实现与处理器相连，Profibus DP通讯接口通过DPRAM和处理器相连。
5.根据权利要求1、2或3所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的CAN通信协议通过处理器实现，Profibus DP通信协议采用专用通信协议模块Profibus DP通道实现，处理器通过DPRAM与Profibus DP通道交互。
6.根据权利要求1、2或3所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的VME接口电路为FPGA芯片。
7.根据权利要求1、2或3所述的直流输电工程中的通信模块，其特征在于所述的处理器上连接有用来显示通讯状态和故障信息的LED设备。
专利摘要本实用新型涉及一种直流输电工程中的通信模块，该通信模块包括处理器和与之相连的现场总线接口模块和VME总线接口模块，现场总线接口模块包括CAN总线接口和ProfibusDP总线接口，用于与使用相同通信协议的现场设备相连VME总线接口模块包括VME接口电路和驱动电路，处理器通过VME接口电路和驱动电路用于与控制层中的主处理器相连，所述的处理器还可以实现直流输电控制保护系统第二层设备和第三层设备的双冗余配置功能。本实用新型可以连接不同现场总线协议的现场设备，实现不同现场总线协议的转换，同时还可以实现直流输电控制保护系统第二层设备和第三层设备的双冗余配置功能。
文档编号H04L29/06GK202385129SQ201120515430
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者吴述超, 李国杰, 王柏恒 申请人:许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司