专利名称：一种智能高压开关控制转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号转换领域，尤其涉及一种开关量转换装置。
背景技术：
随着经济的迅猛发展，我国发展更高电压等级的输电系统已成为大势所趋，这就需要国内制造企业研制出具有自主知识产权的高压电器设备以及配套的高压电器产品试验平台，为产品升级提供必要的技术支持。原有的高压电器设备及配套的高压电器产品试验平台完全基于传统开关量实现，但随着容量的升级已不能满足试验的要求，新的基于网络通信的试验平台被采用，但对原有的一次高压电器的网络化改造成本太高，因此就需要一种将传统开关量转换为网络信号的装置。
发明内容本发明的目的是针对现有一次高压设备输出开关量与现有后台操作系统网络信号之间无法通信的情况构建的现有后台操作系统与试品间稳定、可靠的通信渠道，实现智能高压开关基于网络通信的各类试验操控。本发明的技术方案为ー种智能高压开关控制转换装置，包括主板、电源及开关量板、人机接ロ板、通讯板、继电器板、操作面板控制板；其特征在于所述人机接ロ板和操作面板控制板与所述主板相连；外部开入量输入端子通过所述电源及开关量板与所述主板相连；所述主板中的CPU处理模块处理分析来自所述外部开入量输入端子的开关信号，分析处理结果及运行状态数据通过所述通讯板接ロ，经以太网线路，传输给后台操作系统，同时CPU处理模块通过控制所述继电器板实现大功率LED指示灯的状态改变；用户所需定值信息经所述人机接ロ板在大屏幕LCD显示器上显示，同时用户通过与所述操作面板控制板上的操作按键实现定值的查看与修改。所述电源及开关量板是由电源插件MMI、开入量插件IN、开出量插件OUT组成。所述通讯板包括光电转换插件，所述光电转换插件是装置输出的信号转换部分，将电以太网信号转换为光以太网信号。本发明的有益效果、[0007]I)本发明采用了微型计算机、电カ自动化、光纤通讯等多种高新技木。飞思卡尔 C0ldFire 微处理器为高速、准确的运算提供有力的保障；高度集成的CPLD芯片保证了对开入量、继电器的实时控制；人机界面友好，采用320X240超高分辨率图形液晶，动态显示GOOSE信息。友好的图形化界面，采用四维导航键，操作快捷方便；通讯功能強大，提供两组以太网。采用光纤通道传输数据质量高、误码率低、频带宽、抗干扰能力強。2)电路板采用表面贴装技术，減少了电路体积以及功耗；外型美观大方，机壳采用铝合金板，全封闭机箱，強弱电严格分离，散热性能好，抗震动及抗电磁干扰性能更强。3)完成了传统开关量到网络GOOSE信号的智能转换。当装置检测到开关量的变化后在规定时间内完成含有开关量信息的GOOSE包的网络发送。在时间精度上完全突破了传统装置误差毫秒级的限制，使精度达到了微秒级，能够在几十微秒内判断出开关量变化迅速做出处理。在传输时间稳定度上完全突破了传统传输时间不能稳定的限制，使传输时间基本完全在误差允许范围内小范围波动。4)采用大功率LED指示灯，突破了传统LED指示灯亮度小显示不清晰的限制，能够在30米外清晰的观察LED灯状态，从而判断运行状态。
图1是本发明中智能高压开关控制转换装置的结构框图。图2是本发明的转换装置的背面端子分布图。图3是本发明的转换装置的LED板端子定义。图4是本发明的转换装置的CPU板端子定义。图5是本发明的转换装置的光电转换板端子定义。图6是本发明的转换装置的开入量插件端子定义。图7是本发明的转换装置的开出量插件端子定义。图8是本发明的转换装置的电源插件端子定义。图9是本发明的转换装置的光电转换插件与CPU插件连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明的技术方案做进ー步的说明。图I是本发明中智能高压开关控制转换装置的结构框图，它包括主板、电源及开关量板、人机接ロ板、通讯板、继电器板、操作面板控制板。本实施例的智能高压开关控制转换装置中的CPU处理模块处理分析来自外部开入量输入端子的开关信号，分析处理结果及运行状态数据通过通讯板接ロ，经以太网线路，传输给后台操作系统，同时通过控制继电器板实现大功率LED指示灯的状态改变。用户所需定值信息经人机接ロ板在大屏幕LCD显示器上显示，同时用户通过操控按键实现定值的查看与修改。在稳态吋，即开关量无变化吋，装置按照用户设定的时间间隔发出GOOSE信息；在暂态时，即开关量变化时，装置按照2nms的时间间隔规律发出GOOSE信息，直到达到稳态时间，其中n由开关量变化后发送的第一个GOOSE包开始加I计数。转换装置采用半层4U标准机箱，嵌入式安装于屏上。转换装置的背面端子分布图见图2。组成转换装置的插件有开入量插件(IN)、CPU插件、开出量插件(OUT)、电源插件(丽I)、人机界面插件(丽I)等，其中图3-8是本实施例的转换装置的LED板端子、CPU板端子、光电转换板端子、开入量插件端子、开出量插件端子、电源插件端子定义。本实施例转换装置的开入量插件需外接220V/DC和220V/AC电源，具体定义及应用见图9所示光电转换插件与CPU插件连接示意图。CPU插件是装置的核心部分，基于实时操作系统(RTOS)用C语言编制的控制程序，使整个结构有很强的稳定性、可移植性和可维护性。CPU插件上帯有两个以太网接ロ、测试输出点等。光电转换插件是装置输出的信号转换部分，将电以太网信号转换为光以太网信号。其与CPU插件连接如图所示。图9中，测试点I输出高电平，高电平持续时间为控制命令接受至以太网A输出；测试点2高电平持续时间为控制命令接受至以太网B输出。控制转换装置的电源插件的电源从1308端子(直流电源220V/1IOV +端)、1310端子(直流电源220V/110V—端)经抗干扰盒、背板电源开关至内部DC/DC转换器，输出+5V、±12V、+ 24V (继电器电源)给保护装置其它插件供电；另外经1303、1304端子输出ー组24V光耦电源，作为CPU 插件脉冲开入量的外部电源，其中1303为光耦24V十，1304为光耦24V 一。虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求1.ー种智能高压开关控制转换装置，包括主板、电源及开关量板、人机接ロ板、通讯板、继电器板、操作面板控制板；其特征在于所述人机接ロ板和操作面板控制板与所述主板相连；外部开入量输入端子通过所述电源及开关量板与所述主板相连；所述主板中的CPU处理模块处理分析来自所述外部开入量输入端子的开关信号，分析处理结果及运行状态数据通过所述通讯板接ロ，经以太网线路，传输给后台操作系统，同时CPU处理模块通过控制所述继电器板实现大功率LED指示灯的状态改变；用户所需定值信息经所述人机接ロ板在大屏幕LCD显示器上显示，同时用户通过与所述操作面板控制板上的操作按键实现定值的查看与修改。
2.根据权利要求I所述的智能高压开关控制转换装置，其特征在于，所述CPU处理模块的插件上带有两个以太网接ロ、测试输出点。
3.根据权利要求I所述的智能高压开关控制转换装置，其特征在于，所述电源及开关量板是由电源插件MMI、开入量插件IN、开出量插件OUT组成。
4.根据权利要求I所述的智能高压开关控制转换装置，其特征在于，所述通讯板包括光电转换插件，所述光电转换插件是装置输出的信号转换部分，将电以太网信号转换为光以太网信号。
5.根据权利要求3所述的智能高压开关控制转换装置，其特征在于，所述电源插件MMI的电源经抗干扰盒、背板电源开关至内部DC/DC转换器，输出继电器电源给保护装置其他部件供电。
专利摘要一种智能高压开关控制转换装置，包括主板、电源及开关量板、人机接口板、通讯板、继电器板、操作面板控制板；CPU处理模块处理分析来自外部开入量输入端子的开关信号，分析处理结果及运行状态数据通过通讯板接口，经以太网线路，传输给后台操作系统，同时通过控制继电器板实现大功率LED指示灯的状态改变；用户所需定值信息经人机接口板在大屏幕LCD显示器上显示，同时通过操控按键实现定值的查看与修改。稳态时，即开关量无变化，装置按照用户设定的时间间隔发出GOOSE信息；暂态时，即开关量变化，装置按照2nms的时间间隔规律发出GOOSE信息，直到达到稳态时间，其中n由开关量变化后发送的第一个GOOSE包开始加1计数。
文档编号G05B19/04GK202421796SQ20122003495
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月4日 优先权日2012年2月4日
发明者周林, 张杭 申请人:南京因泰莱电器股份有限公司