一种多总线保护出口仲裁容错装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，特别是涉及一种多总线保护出口仲裁容错装置。
【背景技术】
[0002]随着电力系统中继电保护装置的集成度越来越高，单个保护装置承担的保护功能越来越多，有的甚至一台机组的所有主保护和后备保护都集中在一个保护装置上，这就使得装置内硬件系统的任何一个环节出现问题的时候，被保护对象会有失去部分或者全部保护的可能。
[0003]现有保护装置有的使用单CPU，当CPU的任何环节发生故障的时候，整个装置都无法按要求动作，容易造成误动或者拒动；有的装置的多CPU设计在单个总线上，如果该总线发生故障，则每个CPU均不能正常工作；有的装置使用的是双CPU，但其中一个CPU控制保护装置的出口总启动继电器，另一个CPU用于控制保护跳闸出口，这还是一种简单的串行设计的思路，当任意一个CPU硬件出现故障，仍会造成保护装置拒动。
[0004]以上装置都不能很好的解决继电保护的容错性和可靠性要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对以上现有技术存在的问题，提出一种既可以解决保护装置误动问题，又可以增加装置容错能力的多总线保护出口仲裁容错装置，充分体现多CPU在可靠性的优势而满足实际应用中对保护装置的可靠性和容错性上的要求。
[0006]本实用新型技术方案如下:
[0007]一种多总线保护出口仲裁容错装置，包括第一电源、第二电源、若干个CPU (CPUKCPU2…CPUn)、若干过滤芯片(U1、U2…Un)、动作计数器、返回计数器、比较器和出口继电器；
[0008]CPU各连接一个过滤芯片，动作计数器、返回计数器均连接过滤芯片，所述动作计数器、返回计数器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端与出口继电器K的输入端的负极相连，出口继电器输入端的正极接第二电源；
[0009]第一电源连接过滤芯片Ul、U2…Un、动作计数器、返回计数器、比较器。
[0010]本实用新型为了能够增强容错性，多总线保护出口容错装置回路上设置完全相同并且相互独立的多个CPU，每个CPU均单独输出保护出口信号和故障信号，过滤芯片用于过滤出保护出口信号中的有效信号，动作计数器、返回计数器统计有效的保护出口信号中保护动作的数量和保护返回的数量，比较器比较两者大小，驱动出口继电器动作或者驱动出口继电器返回；本实用新型兼顾了冗余和容错原则，实现保护装置中多CPU防拒动和防误动的有机统一。
[0011]如果需要对CPU电源进行保护，本装置还包括二极管，二极管与第一电源串联后连接过滤芯片、动作计数器、返回计数器和比较器；如果若干个CPU包括有各自独立的电源，较优地，第一电源包括若干个独立的电源，所述第一电源的若干个独立的电源均分别连接一个二极管；这样，本实用新型能够应用于多电源多总线的装置中，提高装置电源的可靠性。
[0012]较优地，过滤芯片、动作计数器、返回计数器、比较器能够封装在复杂可编程逻辑器件(CPLD)内。
[0013]较优地，CPU和过滤芯片的数量相同，一个CPU对应连接一个过滤芯片。
[0014]与现有技术相比，本实用新型包括以下有益效果:
[0015]I)本实用新型一种多总线保护出口仲裁容错装置包括多个相同并且相互独立的CPU，每个CPU均单独输出保护出口信号和故障信号，兼顾了冗余和容错，实现保护装置中多CPU防拒动和防误动的有机统一。
[0016]2)多个电源串联各自的二极管连接，保证了电源的可靠性，只要有一个电源正常，装置都可以正常工作；
[0017]3)相互独立的CPU输出各自独立的故障信号和保护出口信号，故障信号闭锁各自的保护出口信号，可以防止CPU崩溃或者电源丢失造成的错误信号从而影响判断的可靠性，提高了装置的容错性；
[0018]4)当所有CPU均正常工作，发出正确信号的时候，可以正常出口，满足了装置的正确性要求；
[0019]5)当保护不应该动作时，其中一个CPU判断错误，发出错误的动作信号的时候，由于返回计数器计数的返回信号的数量大于等于动作计数器计数的动作信号的数量，可以有效的屏蔽该信号，实现装置的冗余性；
[0020]6)当保护应该动作时，其中一个CPU判断错误，没有发出动作信号的时候，由于动作计数器计数的动作信号的数量大于返回计数器计数的返回信号的数量，系统可以正常出口，实现装置的容错性；
[0021]7)该装置可以轻松实现扩展，没有CPU数量和总线数量的限制。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型一种多总线保护出口仲裁容错装置的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型的组件封装在复杂可编程逻辑器件后的结构示意图；
[0024]图3为本实用新型CPU拥有各自独立的电源的系统结构示意图；
[0025]图4为包括三个CPU的多总线保护出口仲裁容错装置的结构示意图；
[0026]图5为包括两个CPU的多总线保护出口仲裁容错装置的结构示意图；
[0027]图6为CPU拥有各自独立的电源的三个CPU的多总线保护出口仲裁容错装置的结构示意图；
[0028]图7为CPU拥有各自独立的电源的两个CPU的多总线保护出口仲裁容错装置的结构示意图；
[0029]图8为CPU拥有各自独立的电源的组件封装在复杂可编程逻辑器件后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0031]如图1所示，一种多总线保护出口仲裁容错装置，包括第一电源VCC、第二电源VDD、若干个CPU (包括CPU1、CPU2...CPUn),若干过滤芯片U1、U2...Un、动作计数器D1、返回计数器D2、比较器D3和出口继电器K ;
[0032]CPU各连接一个过滤芯片，动作计数器Dl、返回计数器D2均连接过滤芯片，所述动作计数器D1、返回计数器D2的输出端连接比较器D3的输入端，比较器D3的输出端与出口继电器K的输入端的负极相连，出口继电器K输入端的正极接第二电源VDD ;
[0033]第一电源VCC连接过滤芯片Ul、U2…Un、动作计数器D1、返回计数器D2、比较器D3o
[0034]CPU和过滤芯片的数量相同，均为η个。
[0035]本实用新型为了能够增强容错性，多总线保护出口容错装置的回路上设置完全相同并且相互独立的多个CPU，每个CPU均单独输出保护出口信号和故障信号，过滤芯片输出有效的保护出口信号，动作计数器D1、返回计数器D2统计有效的保护出口信号中保护动作的数量和保护返回的数量，比较器D3比较两者大小，驱动出口继电器动作或者驱动出口继电器返回(当保护动作的数量大于保护返回的数量时，驱动出口继电器动作，否则驱动出口继电器返回，通过比较器的输出的高低电平控制出口继电器，为现有领域的公知技术，对方法没有进行改进)，兼顾了冗余和容错的设计原则，真正做到了保护装置中多CPU防拒动和防误动的有机统一。
[0036]如果需要对CPU电源进行保护，本装置还包括二极管(若干个)，二极管与第一电源VCC串联后连接过滤芯片Ul、U2…Un、动作计数器D1、返回计数器D2和比较器D3 ;如果若干个CPU包括有各自独立的电源，则第一电源VCC包括若干个独立的电源，所述第一电源VCC的若干个独立的电源均分别连接一个二极管；这样，本实用新型能够应用于多电源多总线的装置中，提高系统电源的可靠性。
[0037]较优地，过滤芯片U1、U2…Un、动作计数器D1、返回计数器D2、比较器D3封装在复杂可编程逻辑器件(CPLD)内。
[0038]实施例1
[0039]如图1，本实施例中由CPU (CPUUCPU2...CPUn)、过滤芯片U1、U2...Un、动作计数器D1、返回计数器D2、比较器D3和出口继电器K组成。CPU1、CPU2…CPUn输出保护出口信号ESG1、ESG2…ESGn接到过滤芯片Ul、U2…Un的管脚IN，CPU1、CPU2…CPUn输出故障信号DER1、DER2...DERn接到过滤芯片Ul、U2...Un的管脚EN，过滤芯片U1、U2...Un的管脚OUT分别接到动作计数器Dl的输入管脚IN1、IN2…INn和返回计数器D2的管脚IN1、IN2…INn，动作计数器Dl的管脚OUT接到比较器D3的管脚A，返回计数器D2的管脚OUT接到比较器D3的管脚B，比较器D3的管脚OUT输出控制信号ESG和出口继电器K输入端的负极相连，出口继电器K输入端的正极接第二电源VDD (继电器电源)，第一电源VCC接到过滤芯