一种配电自动化终端的制作方法

本实用新型属于配电技术领域，具体涉及一种配电自动化终端。

背景技术：

随着我国配电网自动化的发展，对配电网的监控的要求越来越高，配电自动化终端对于提高配电网的供电质量和供电可靠性起着非常着重要的作用。然而，目前配电网设施不齐全，所以配电网时常发生故障，造成停电，或者降低电能质量，给人们的生活带来了很大的弊端，因此，配电网自动化终端可以降低电网的故障率，提高了配电网的可靠性。目前的配电自动化终端中，监控主板仅采用单片机作为核心板，外围各个模板连接较复杂，不能进行插拔连接，而且一旦发生故障，故障维修比较困难，成本较大；另外，配电网中交流信号的频率不是固定不变的，当交流信号的频率发生改变时，单片机不能及时地控制采集时间的改变，易造成交流信号采集的不准确，影响对配电网的判断和分析。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、控制过程简单，安装布设方便且使用操作简单的配电自动化终端，实现配电网的监控，保证配电动作准确，提高配电网的供电质量和供电可靠性，以满足智能电网的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种配电自动化终端，其结构简单、设计合理，安装布设方便，实现配电网的监控，保证配电动作准确，提高配电网的供电质量和供电可靠性，以满足智能电网的需求，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种配电自动化终端，其特征在于：包括ARM控制模块、DSP控制模块、CPLD控制模块、电源模块和LCD人机界面模块，以及与ARM控制模块相接的数据存储器和通信模块，所述ARM控制模块、DSP控制模块、CPLD控制模块和电源模块中任一两个模块间均通过总线板相互连接，所述ARM控制模块与DSP控制模块之间相互通信，所述CPLD控制模块和DSP控制模块之间相互通信；所述ARM控制模块的输入端接有遥信处理单元和时钟电路，所述ARM控制模块的输出端接有遥控模块，所述遥信处理单元通过CAN通信模块与ARM控制模块相接，所述遥信处理单元包括遥信输入模块和与遥信输入模块输出端相接的开入开出模块，所述开入开出模块与CAN通信模块相接，所述CPLD控制模块的输入端接有模拟信号采集单元，所述模拟信号采集单元包括交流采集输入模块和与所述交流采集输入模块输出端相接的ADC采集模块，所述ADC采集模块与CPLD控制模块相接，所述通信模块包括RS485通信模块、以太网通信模块、TCP/IP网络通信模块和RS232通信模块，所述RS485通信模块与LCD人机界面模块相接，所述以太网通信模块、TCP/IP网络通信模块和RS232通信模块均与ARM控制模块控制器相接，所述开入开出模块和ADC采集模块均包括多路输入信号。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述电源模块包括主电源模块和备用电源，所述主电源模块包括依次相接的市电、降压转换模块和主电源，所述备用电源的输入端与市电的输出端相接，所述主电源和备用电源的输出端均接有DC/DC隔离转换模块和EMC率模块。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述开入开出模块包括32路遥信信号输入。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述ADC采集模块包括18路模拟量输入。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述时钟电路包括芯片DS1302。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述数据存储器包括EPROM存储器。

上述的一种配电自动化终端，其特征在于：所述ARM控制模块包括CortexTM-M3控制器，所述DSP控制模块为32位数字信号控制器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理且实现方便。

2、本实用新型包括ARM控制模块、DSP控制模块和CPLD控制模块，通过多个控制模块，提高数据采集和处理的及时性，且能保证配电动作准确，通过DSP控制模块可以实现交流信号的快速处理，通过设置CPLD控制模块根据交流信号的频率能及时调整采集时间，满足交流信号的采集需求，且保证交流信号采集的准确性，通过设置ARM控制模块完成遥测信号的采集，且输出遥控信号，并且与LCD人机界面模块相接，实现监测参数的显示与相关参数设置，采取了多个控制模块分工处理，实现配电网的实时监控，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过设置开入开出模块和ADC采集模块，分别实现遥信信号和交流信号的采集，且能满足多路遥信信号和多路交流信号的输入，满足多数据的采集，采集便捷。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，安装布设方便，实现配电网的监控，保证配电动作准确，提高配电网的供电质量和供电可靠性，以满足智能电网的需求，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型电源模块的电路原理框图。

附图标记说明:

1—ARM控制模块； 2—遥信输入模块； 3—开入开出模块；

4—CAN通信模块； 5—交流信号采集输入模块； 6—ADC采集模块；

7—CPLD控制模块； 8—DSP控制模块；

10—遥控模块； 11—数据存储器； 12—RS485通信模块；

13—LCD人机界面模块； 14—以太网通信模块；

15—TCP/IP网络通信模块； 16—RS232通信模块；

17—时钟电路； 18—市电； 19—降压转换模块；

20—备用电源； 21—主电源； 22—EMC滤波模块；

23—DC/DC隔离转换模块； 24—电源模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括ARM控制模块1、DSP控制模块8、CPLD控制模块7、电源模块24和LCD人机界面模块13，以及与ARM控制模块1相接的数据存储器11和通信模块，所述ARM控制模块1、DSP控制模块8、CPLD控制模块7和电源模块24中任一两个模块间均通过总线板相互连接，所述ARM控制模块1与DSP控制模块8之间相互通信，所述CPLD控制模块7和DSP控制模块8之间相互通信；所述ARM控制模块1的输入端接有遥信处理单元和时钟电路17，所述ARM控制模块1的输出端接有遥控模块10，所述遥信处理单元通过CAN通信模块4与ARM控制模块1相接，所述遥信处理单元包括遥信输入模块2和与遥信输入模块2输出端相接的开入开出模块3，所述开入开出模块3与CAN通信模块4相接，所述CPLD控制模块7的输入端接有模拟信号采集单元，所述模拟信号采集单元包括交流采集输入模块5和与所述交流采集输入模块5输出端相接的ADC采集模块6，所述ADC采集模块6与CPLD控制模块7相接，所述通信模块包括RS485通信模块12、以太网通信模块14、TCP/IP网络通信模块15和RS232通信模块16，所述RS485通信模块12与LCD人机界面模块13相接，所述以太网通信模块14、TCP/IP网络通信模块15和RS232通信模块16均与ARM控制模块1控制器相接，且所述以太网通信模块14、TCP/IP网络通信模块15和RS232通信模块16，所述开入开出模块3和ADC采集模块6均包括多路输入信号。

如图2所示，本实施例中，所述电源模块24包括主电源模块和备用电源20，所述主电源模块包括依次相接的市电18、降压转换模块19和主电源21，所述备用电源20的输入端与市电18的输出端相接，所述主电源21和备用电源20的输出端均接有DC/DC隔离转换模块23和EMC率模块22。

本实施例中，所述备用电源20包括超级电容。

本实施例中，通过设置主电源21和备用电源20，为ARM控制模块1实时供电，保证配电自动化终端实时工作，通过降压转换模块19将市电18转换为直流供电装置，同时，市电18负责备用电源20的充电，在市电19失电的情况下，备用电源20可以正常工作，同时备用电源20在大负荷时提供瞬时大电流,且安全性高；当主电源21或者备用电源20工作时，一路经DC-DC隔离转换模块23为ARM控制模块1供电，以及CPLD控制模块7和DSP控制模块8供电，另一路经EMC滤波模块22输出24V为开入开出模块3供电。

本实施例中，所述开入开出模块3包括32路遥信信号输入。

本实施例中，所述ADC采集模块6包括18路模拟量输入。

本实施例中，所述时钟电路17包括芯片DS1302。

本实施例中，所述数据存储器11包括EPROM存储器。

本实施例中，所述ARM控制模块1包括CortexTM-M3控制器，所述DSP控制模块8为32位数字信号控制器。

本实用新型使用时，电源模块24为ARM控制模块1和开入开出模块3供电，ARM控制模块1、DSP控制模块8和CPLD控制模块7进入工作状态，遥信输入模块2对继电器的工作状态进行采集，并将采集到继电器的工作状态信号发送至开入开出模块3转换为高低电平信号，后经过CAN通信模块4传送至ARM控制模块1，ARM控制模块1将接收到的高低电平信号经过处理，并控制遥控模块10输出遥控信号分合断路器，断路器分合成功后，遥信输入模块2对断路器的工作状态进行采集，并将采集到断路器的工作状态发送至开入开出模块3转换为高低电平信号，后经过CAN通信模块4传送至ARM控制模块1，ARM控制模块1以此来判断继电器的动作是否准确，确保继电器动作准确，保证配电动作准确；交流采集输入模块5对配电网中的电压和电流信号进行采集，并将采集到的电流信号和电压信号发送至ADC采集模块6，同时CPLD控制模块7控制ADC采集模块6的采集时间，以适应配电网交流信号的频率，满足交流信号电压和电流信号的采集需求，且保证交流信号采集的准确性，经过ADC采集模块6后转换为数字信号并经过CPLD控制模块7发送至DSP控制模块8处理分析，并判断配电网是否发生过流、过压等故障和存在的故障类型，ARM控制模块1向DSP控制模块8发送命令，交流采集输入模块5停止电流和电压数据的采集，同时，ARM控制模块1通过RS485通信模块12控制LCD人机界面模块13对电流和电压数据进行显示，并同步存储至数据存储器11中，便于统计和查看，时钟电路17实时记录采集数据变化的时间，方便查询，ARM控制模块1控制遥控模块10分合断路器，解除故障，同时，ARM控制模块1通过以太网通信模块14、TCP/IP通信模块15或者RS232通信模块16与设置在配电主站的计算机相互通信，及时解除故障，采取了多个控制模块分工处理，实现配电网的实时监控，可靠稳定，使用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。