一种COMM通讯管理装置的制作方法

本实用新型涉及变电站通讯管理装置技术领域，尤其是一种COMM通讯管理装置。

背景技术：

现在的通讯管理装置大多只具有通讯管理功能，一般情况下只具备单个的网口和多个网口，但这些都只能完成通讯功能，而不能用于对智能通讯装置的监控、信息管理、数据传输等功能。太过单一性，且功能过于简单，不能满足现在的通讯信息的要求，赶不上发展的步伐。尤其是变电站综合自动化设计的通讯装置，现有的通讯装置使用困难，价格昂贵，且与设备之间的连接协议不一致，就会导致使用的复杂性和浪费多余资源。

所以，为了实现功能的多样性，就要设计一种针对变电站综合自动化设计的一种通讯及规约转换装置，用于实现上述功能。通过采用COMM通讯管理装置，可以实现设备间的连接协议一致性，在间隔层通过多种类别的通讯接口与现场设备的连接实现数据的通讯传输。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种COMM通讯管理装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种COMM通讯管理装置，包括依次连接的数据输入电路、交换机电路和ARM CPU主控电路，所述数据输入电路包括并联的第一输入电路、第二输入电路和第三输入电路，所述第一输入电路包括依次连接的RS485接口、第一保护隔离电路和第一电气转换电路，所述第二输入电路包括依次连接的RJ45接口、第二保护隔离电路和第二电气转换电路，所述第三输入电路包括依次连接的光纤接口、第三保护隔离电路和第三电气转换电路，所述的RS485接口用于接收外接设备的RS485模式的信号，所述RJ45接口用于连接外接RJ45设备并传输RJ45通讯数据，所述光纤接口用于和其他的COMM通讯管理装置相连以构成环网系统实现各个设备间数据的相互传输，所述第一保护隔离电路、第二保护隔离电路和第三保护隔离电路用于保护COMM通讯管理装置和RS485接口、RJ45接口和光纤接口的电压，使COMM通讯管理装置不会受到外界的干扰而出现危险情况，所述第一电气转换电路、第二电气转换电路和第三电气转换电路用于转换RS485接口、RJ45接口和光纤接口的电压值来维护COMM通讯管理装置，也可以转换外接设备的规约方式来实现外接设备与交换机电路之间的数据传输，所述交换机电路用于实现软硬件的自诊断和把数据传输至所述ARM CPU主控电路的单片机中进行数据分析，所述ARM CPU主控电路用于将外接设备经由交换机电路传输来的数据进行分析处理；

所述的RS485接口、RJ45接口和光纤接口将外接设备的数据分别经过第一保护隔离电路、第二保护隔离电路和第三保护隔离电路，再分别通过第一电气转换电路、第二电气转换电路和第三电气转换电路和交换机电路最终传输至ARM CPU主控电路中进行数据分析。

优选的，所述的一种COMM通讯管理装置还包括：

HMI调试接口，所述HMI调试接口的输入端连接所述ARM CPU主控电路的输出端，所述HMI调试接口的输出端连接外部调试器，所述HMI调试接口用于对现场设备的调试、配置、组态和诊断；

告警输出电路，所述告警输出电路的输入端连接所述ARM CPU主控电路的输出端，所述告警输出电路的输出端连接报警二极管和蜂鸣器，所述告警输出电路用于设备的故障告警；

状态指示灯，所述状态指示灯连接所述ARM CPU主控电路的输出端，所述状态指示灯用于表示各个外部接口设备的工作状态，通过指示灯的亮闭来显示设备的正常连接状态；

双冗余电源，所述双冗余电源的输出端连接所述ARM CPU主控电路的输入端，所述双冗余电源为交直流通用、宽电压输入特性的电源模块，用于给通讯管理装置提供电能。

优选的，所述的RS485接口分为8个RS485模式的串口和1个无线设备连接的专用RS485串口，所述RS485接口的输入端连接外置485通讯的无线网络传输设备，用于接收外接设备的RS485模式的信号传输至所述ARM CPU主控电路中做信号处理；

所述的RJ45接口包括4个相同的RJ45串口，所述RJ45接口的输入端连接外部RJ45的通讯设备，用于外接网口设备的数据传输通讯，将接收到的数据传输至所述ARM CPU主控电路中做信号处理；

所述的光纤接口包括2个相同的光纤FC串口，所述光纤接口的输入端连接外部的光纤线路。

优选的，所述的光纤接口的型号为ATR-01105CT-FC，所述的光纤接口的TD引脚、NTD引脚、NRD引脚和RD引脚均连接有控制芯片M1，所述的控制芯片M1的VCT25引脚接2.5V高电平。

优选的，所述的ARM CPU主控电路包括控制芯片M2，所述控制芯片M2的VIN引脚接3.3V高电平，所述控制芯片M2的GND引脚接地，所述控制芯片M2的ALMLED引脚接所述告警输出电路，所述控制芯片M2的RSTIN引脚接所述HMI调试接口，所述控制芯片M2的LINKACT引脚接所述状态指示灯。

优选的，所述的状态指示灯包括串口芯片JP6，所述串口芯片JP6的输入端连接有5V高电平，所述串口芯片JP6的输出端连接有光电耦合器EL817SC。

优选的，所述的告警输出电路包括串口芯片JP3，所述串口芯片JP3的40引脚连接有三极管Q1，所述的三极管Q1的集电极连接有继电器G6S-2，所述的继电器G6S-2的输出引脚连接有外部串口ALM，可以通过外部串口ALM把数据报警信号传输至外接的控制器中。

优选的，所述的一种COMM通讯管理装置的直流电压为100-370V，交流电压为85-264V。

优选的，所述的一种COMM通讯管理装置的正常工作温度为-25℃至55℃，极限工作温度为-40℃至70℃。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型可用于多种电力设备及其智能通讯装置的监控、信息管理、数据传输，设于间隔层上，对上与主站的通讯管理接口连接，对下连接各种智能管理设备，通过多种类别的通讯接口与现场的设备相连接，再通过光纤环网接口，实现数据的通讯传输。

2、本实用新型可以支持IEC60870-103/104规约，且能对现场设备的通讯协议进行统一转换，这样简便了工作流程，能更好的实现数据的传输。

3、本实用新型是分布式自动化通讯管理系统中的一个通讯节点，每个节点具有一个IP地址，它接收上一级服务器的通讯规约命令，经过协议转换后可以与任意一个外围接口(串口、RJ45电口)进行数据通讯，每一个外部接口连接一个设备(如光伏逆变器)。

4、本实用新型可以采用多个COMM通讯管理装置通过单模光纤互相连接组成自愈式光纤环网系统，当自愈式光纤环网系统中的任意两台装置发生故障时，通讯数据信号可以从另外一条通讯链路保持通讯的畅通，并且产生告警信号。

附图说明

图1是本实用新型的数据输入电路示意框图；

图2是本实用新型输入电路的分支电路框图；

图3是本实用新型的总电路框图；

图4是本实用新型的光纤自愈式环网系统的示意图；

图5是本实用新型的ARM CPU主控电路的电路示意图；

图6是本实用新型的状态指示灯的电路示意图；

图7是本实用新型的光纤接口的电路示意图；

图8是本实用新型的RS485接口的电路示意图；

图9是本实用新型的外接串口的示意图；

图10是本实用新型的告警输出的电路示意图；

图11是本实用新型的RJ45接口的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的一种COMM通讯管理装置，包括ARM CPU主控电路9，所述ARM CPU主控电路9用于控制外接串口电路的信号传输、处理信号的规约方式以及给出其他的信号警告，与所述ARM CPU主控电路9的输出端相连的有HMI调试接口6、状态指示灯10和告警输出电路7。所述HMI调试接口6的输入端连接所述ARM CPU主控电路9的输出端，所述HMI调试接口6的输出端连接外部调试器，所述HMI调试接口6用于对现场设备的调试、配置、组态和诊断。所述状态指示灯10连接所述ARM CPU主控电路9的输出端，所述状态指示灯10用于表示各个外部接口设备的工作状态，通过指示灯的亮闭来显示设备的正常连接状态。所述告警输出电路7的输入端连接所述ARM CPU主控电路9的输出端，所述告警输出电路7的输出端连接报警二极管和蜂鸣器，所述告警输出电路7用于设备的故障告警。所述的ARM CPU主控电路9的输入端连接有交换机电路8，所述交换机电路8用于软硬件的自诊断、通讯接口的运行诊断和监视。所述交换机电路8的输入端连接有第一电气转换电路、第二电气转换电路和第三电气转换电路，所述第一电气转换电路连接有第一保护隔离电路，所述第二电气转换电路连接有第二保护隔离电路，所述第三电气转换电路连接有第三保护隔离电路，所述第一电气转换电路和第二电气转换电路、第三电气转换电路用于转换自RS485接口、RJ45接口和光纤接口的电压值来维护通讯管理装置，也可以转换外接设备的规约方式来实现设备数据与主控站服务器的数据传输。所述的第一保护隔离电路、第二保护隔离电路和第三保护隔离电路用于保护COMM通讯管理装置的电压及各个电气数值，使COMM通讯管理装置不会受到外界的干扰而出现危险情况。所述第一保护隔离电路的输入端连接有RS485接口1，所述第二保护隔离电路连接有RJ45接口2，所述第三保护隔离电路连接有光纤接口3，所述的RS485接口1分为8个RS485模式的串口和1个无线设备连接的专用RS485串口，所述RS485接口1的输入端连接外置485通讯的无线网络传输设备，用于接收外接设备的RS485模式的信号传输至所述ARM CPU主控电路9中做信号处理。所述的RJ45接口2包括4个相同的RJ45串口，所述RJ45接口2的输入端连接外部RJ45的通讯设备，用于外接网口设备的数据传输通讯，将接收到的数据传输至所述ARM CPU主控电路9中做信号处理。所述的光纤接口3包括2个相同的光纤FC串口，所述光纤接口3的输入端连接外部的光纤线路，用来和其他的COMM通讯管理装置相连以构成环网系统实现各个设备间数据的相互传输，另外，所述的光纤接口3的型号为ATR-01105CT-FC。与所述ARM CPU主控电路9的输入端相连的还有双冗余电源11，所述双冗余电源11的输出端连接所述ARM CPU主控电路9的输入端，所述双冗余电源11为交直流通用、宽电压输入特性的电源模块，用于给通讯管理装置提供电能。除此之外，所述的一种COMM通讯管理装置的正常工作温度为-25℃至55℃，极限工作温度为-40℃至70℃，工作时的直流电压为100-370V，交流电压为85-264V。

如图4所示，COMM通讯管理装置是分布式自动化通讯管理系统中的一个通讯节点，每个节点具有一个IP地址，它可以接收上一级服务器的通讯规约命令，经过协议转换后可以与任意一个外围接口(串口、RJ45电口)进行数据通讯，每一个外部接口连接一个设备(如光伏逆变器)。可以用多台COMM通讯管理装置单模光纤之间的连接构成光纤环网系统，每个装置具有两个用于组成环网的光纤接口，两个接口处于相同的通讯级别，一台装置的两组光纤接口，分为上下两组，可以和装置的前一个、后一个装置组成一个光纤环网系统，以此类推，可以将多台COMM通讯管理装置组成自愈式光纤环网系统。当这个系统中的任意两台装置发生故障时，通讯数据信号可以从另外一条通讯链路保持通讯的畅通，并且产生告警信号。在光纤自愈式环网系统中，如分布式光伏电站的应用，每一个接点连接一台COMM通讯管理装置，这个装置可以对应一个光伏站、或者一个自动化车间等，整个网络可以有多个COMM通讯管理装置，每一台装置可以连接若干个带通讯功能的智能设备。

如图5所示，所述的ARM CPU主控电路9的控制芯片M2的VIN引脚接3.3V高电平，所述控制芯片M2的GND引脚接地，所述控制芯片M2的ALMLED引脚接所述告警输出电路7，所述控制芯片M2的RSTIN引脚接所述HMI调试接口6，所述控制芯片M2的LINKACT引脚接所述状态指示灯10。

如图6所示，所述的状态指示灯10包括串口芯片JP6，所述串口芯片JP6的6、8、10、12、14、16、18、20、26、28、30、32引脚连接有5V高电平，在5V高电平和串口芯片JP6之间的线路上还有指示灯3MM，所述串口芯片JP6的5、7、9、11、13、15、17、19、25、27、29、31引脚连接有光电耦合器EL817SC，当光电耦合器EL817SC中的光敏二极管接收到光源信号时，光电耦合器EL817SC会打开并导通，此时，电信号会通过串口芯片JP6传输至指示灯3MM中，指示灯3MM亮起。

如图7所示，所述的光纤接口3的TD引脚、NTD引脚、NRD引脚和RD引脚均连接有串口芯片M1，所述的串口芯片M1的VCT25引脚接2.5V高电平，所述的串口芯片M1连接所述保护隔离电路4的输入端。

如图8所示，所述的RS485接口包括串口芯片SN65LBC184，所述串口芯片SN65LBC184的VCC引脚接5V高电平，所述的串口芯片SN65LBC184的R引脚接有一个光耦器O17，所述光耦器O17的输出端接串口芯片JP3的38引脚。

如图9所示，图中外接串口有RS485接口、RJ45接口和ALM报警接口，所述RS485接口连接外部485通讯设备，所述RJ45接口连接外部45通讯设备，所述ALM报警接口连接告警输出电路7。

如图10所示，所述的告警输出电路7包括串口芯片JP3，所述串口芯片JP3的40引脚连接有三极管Q1，所述的三极管Q1的集电极连接有继电器G6S-2，所述的继电器G6S-2的输出引脚连接有外部串口ALM，可以通过外部串口ALM把数据报警信号传输至外接的控制器中。

如图11所示，所述的RJ45接口包括芯片H1102，所述芯片H1102的2引脚和7引脚接2.5V高电平，所述芯片H1102的10引脚和15引脚连接外部RJ45通讯设备。

具体实施时，RS485接口1、RJ45接口2和光纤接口3分别连接485通讯设备、45通讯设备和光纤通讯设备，在COMM通讯管理装置运行前，HMI调试接口6接外部调试器，利用外部调试器来对COMM通讯管理装置进行调试，检验其是否能正常运行，如出现故障，则再对ARM CPU主控电路9进行程序上的修改，如正常运行，则可以投入使用，在使用过程中，第一保护隔离电路、第二保护隔离电路和第三保护隔离电路会保护COMM通讯管理装置内部的电压，使其稳定在设定的阈值中，如电压超越阈值时，告警输出7则会鸣笛报警，此时，状态指示灯10也会亮灯警报，以通知工作人员进行维修，而第一电气转换电路、第二电气转换电路和第三电气转化电路则可以用于转换外接串口的电压值来维护COMM通讯管理装置。

本实用新型可用于多种电力设备及其智能通讯装置的监控、信息管理、数据传输，设于间隔层上，对上与主站的通讯管理接口连接，对下连接各种智能管理设备，通过多种类别的通讯接口与现场的设备相连接，再通过光纤环网接口，实现数据的通讯传输。此外，还支持IEC60870-103/104规约，且能对现场设备的通讯协议进行统一转换，这样简便了工作流程，能更好的实现数据的传输。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。