專利名稱：一種開入開出擴展方法
技術領域：
本發明屬于數字量擴展領域，涉及一種開入開出擴展方法。
背景技術：
隨著電力系統的發展，各種電力保護、測量、控制裝置的功能越來越復雜，需求越來越多樣化，這其中，對開入開出的要求越來越拉高，實時、準確、迅速、數量及穩定性等，同時開入開出對于裝置來說又是極其重要的組成部分，一方面，開入量引進外部信息到裝置，是裝置獲取外部信息的一個重要手段，如開關位置、開關狀態等一些數字量很難通過其它手段傳入裝置；另一方面，開出量輸出信息或者控制外部節點，實現裝置的一些測量、保護、控制功能，如輸出告警信息、控制斷路器動作等，這些也很難由其它來代替實現。但現有電力裝置的開入開出量通常直接耦合中央CPU，而中央CPU的IO 口數量限制了開入開出的數量，常常開入開出會被固定死，很難進行擴展，靈活性極差，因此，就需要一種開入開出擴展方法來實現開入開出的適應性配置，在滿足系統開入開出要求的同時又能極方便的適應系統對開入開出的需求。
發明內容
本發明的目的是針對現有電力裝置開入開出數量固定，難以擴展而提出的一種開入開出擴展方法。本發明的技術方案為:一種開入開出擴展方法，COM板為通訊中樞，管理所有的信息流通，信息分別通過以太網、RS485及CAN總線進行通訊，所述以太網用于PC板、COM板及DSP板間錄波文件、程序的傳輸；所述RS485用于參數設置、SOE事件報文的低速數據傳遞；所述CAN總線用于開入變位、命令報文的高速數據傳輸。PC板上設有數個槽位可任意配置開入開出板卡，根據項目需要，插入開入開出板卡后，系統自動適應開入開出數量，同時可通過接入開入開出擴展模塊，實現開入開出的擴展。所述開入開出板卡ID號由幀類型、板卡類型、板卡地址、板卡標志組成，幀類型占Ibit, O表示變位或命令報文，I表示心跳報文；板卡類型占4bit,共有16種組合,從0x0到OxF，類型號越小的板子，CAN傳輸優先級越高，其中0x0板ID號保留。0x01規定為管理板；0x02規定為處理板；0x05規定為開出板A-跳閘繼電器板；0x06為開出板B-信號繼電器板；0x08為開入量板；0x0a為開入量擴展板,規定板卡號小于0x4的板卡才有權發送輸出命令報文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于區分板卡，可以取槽位號或者撥碼開關值；板卡標志占2bit,傳輸本板卡的各種狀態/[目息,O表正常，I表異常，2、3保留。所述開入開出板卡數據共8個字節，對于開入板，其前5個字節共40bit用于表示開入量狀態，一幀報文最多可表示40路開入量，第6、7字節用于表示時間，第8字節則是本板卡的復位次數；對于開出板，兩個字節16bit組成一個開出命令，一個開出命令的前4bit用于指定開出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡對應繼電器的狀態，共有4組，一幀報文最多控制48個繼電器。
所述COM板監測各開入開出板卡心跳報文，如果含有異常標志則生成異常事件；如果COM板未收到心跳報文后會生成該板件通信出錯報文；所有心跳報文Is發送一次；如果復位次數發生變化則生成該板件復位報文。所述DSP板接受、處理及發送變位報文及命令報文，對接受到的變位報文進行解析、讀取及分析；當需要開出時，DSP板發送開出命令報文，控制開出板動作；變位報文及命令報文按照2n〈n=0，I, 3>ms的規律發送，發送三次，保證變位報文及命令報文的可靠性；時標ms為發送時間。主要特點:
I本發明采用了微型計算機、電力自動化、光纖通訊等多種高新技術。多處理器為高速、準確的運算及控制提供有力的保障；高度集成的CPLD芯片保證了對開入量、繼電器的實時控制；
I人機界面友好，采用800X480超高分辨率圖形液晶，動態顯示開入開出信息。友好的圖形化界面，采用四維導航鍵，操作快捷方便；
I 通訊功能強大，提供兩組以太網。采用光纖通道傳輸數據質量高、誤碼率低、頻帶寬、抗干擾能力強；
I電路板采用表面貼裝技術，減少了電路體積以及功耗；
I外型美觀大方，機殼米用招合金板，全封閉機箱，強弱電嚴格分離，散熱性能好，抗震動及抗電磁干擾性能更強；
I采用多CPU技術，各板件相互獨立，通過通信緊密聯系，躲避了 CPU本身IO出口的限制；
I開入開出信息通過內部高速通信傳遞，速度快，延時低，基本無延時，實現快速開入與開出；
I通信通過CAN總線實現，安全性高，傳輸可靠，使用方便，作為一種廣泛使用的總線協議，其能滿足絕大多數使用需求；
I開入開出板任意配置，開入開出數量根據板件自動變化。
圖1本發明的系統架構圖。圖2本發明的開入心跳報文。圖3本發明的開入變位報文。圖4本發明的開出心跳報文。圖5本發明的開出命令報文。圖6本發明的系統硬件結構圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。本發明的系統架構如圖1所示。COM板為通訊中樞，管理所有的信息流通，其共有三種通訊，分別為以太網、RS485及CAN總線。以太網用于PC、C0M及DSP間文件傳輸，如錄波文件、程序的傳輸；RS485則用于低速數據傳遞，如參數設置、SOE事件報文的傳輸；CAN總線用于高速數據傳輸，如開入變位、命令報文的傳輸。報文如圖2、3、4、5所示，報文說明。1.板卡ID號由幀類型、板卡類型、板卡地址、板卡標志組成，幀類型占lbit，0表示變位或命令報文，I表示心跳報文；板卡類型占4bit，共有16種組合，從0x0到OxF，類型號越小的板子，CAN傳輸優先級越高，其中OxO板ID號保留。OxOl規定為管理板；0x02規定為處理板；0x05規定為開出板A-跳閘繼電器板；0x06為開出板B-信號繼電器板；0x08為開入量板；0x0a為開入量擴展板,規定板卡號小于0x4的板卡才有權發送輸出命令報文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于區分板卡，可以取槽位號或者撥碼開關值；板卡標志占2bit,傳輸本板卡的各種狀態信息,0表不正常，I表不異常，2、3保留。2.板卡數據共8個字節，對于開入板，其前5個字節共40bit用于表示開入量狀態，一幀報文最多可表示40路開入量，第6、7字節用于表示時間，第8字節則是本板卡的復位次數；對于開出板，兩個字節16bit組成一個開出命令，一個開出命令的前4bit用于指定開出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡對應繼電器的狀態，共有4組，一幀報文最多控制48個繼電器。3.COM板監測各板卡心跳報文，如果含有異常標志則生成異常事件。如果COM板未收到心跳報文后會生成該板件通信出錯報文。所有心跳報文Is發送一次。如果復位次數發生變化則生成該板件復位報文。4.DSP板接受、處理及發送變位報文及命令報文。對接受到的變位報文進行解析、讀取及分析；當需要開出時，DSP板發送開出命令報文，控制開出板動作；變位報文及命令報文按照2n〈n=0，I, 3>ms的規律發送，發送三次，保證變位報文及命令報文的可靠性。時標ms為發送時間。本發明的系統硬件結構圖如圖6所示，其中，PC211，PC222，PC223共10個槽位可任意配置開入開出板卡，根據項目需要，插入板件后，系統自動適應開入開出數量，如10個槽位插滿開入開出板卡后開入開出數量仍然不夠，可通過PC331板件接入開入開出擴展模塊，由此，實現開入開出的擴展。雖然本發明通過實施例進行了描述，但實施例并非用來限定本發明。本領域技術人員可在本發明的精神的范圍內，做出各種變形和改進，但同樣在本發明的保護范圍之內。因此本發明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種開入開出擴展方法，COM板為通訊中樞，管理所有的信息流通，信息分別通過以太網、RS485及CAN總線進行通訊，其特征在于:PC板上設有數個槽位可任意配置開入開出板卡，根據項目需要，插入開入開出板卡后，系統自動適應開入開出數量，同時可通過接入開入開出擴展模塊，實現開入開出的擴展。
2.根據權利要求1所述的開入開出擴展方法，其特征在于:所述以太網用于PC板、COM板及DSP板間錄波文件、程序的傳輸；所述RS485用于參數設置、SOE事件報文的低速數據傳遞；所述CAN總線用于開入變位、命令報文的高速數據傳輸。
3.根據權利要求2所述的開入開出擴展方法，其特征在于:所述開入開出板卡ID號由幀類型、板卡類型、板卡地址、板卡標志組成，幀類型占lbit，0表示變位或命令報文，I表示心跳報文；板卡類型占4bit，共有16種組合，從0x0到OxF，類型號越小的板子，CAN傳輸優先級越高，其中0x0板ID號保留。
4.根據權利要求3所述的開入開出擴展方法，其特征在于:0x01規定為管理板；0x02規定為處理板；0x05規定為開出板A-跳閘繼電器板；0x06為開出板B-信號繼電器板；0x08為開入量板；0x0a為開入量擴展板,規定板卡號小于0x4的板卡才有權發送輸出命令報文；板卡地址占4bit，板卡地址是唯一的，用于區分板卡，可以取槽位號或者撥碼開關值；板卡標志占2bit,傳輸本板卡的各種狀態信息,0表不正常，I表不異常，2、3保留。
5.根據權利要求2所述的開入開出擴展方法，其特征在于:所述開入開出板卡數據共8個字節，對于開入板，其前5個字節共40bit用于表示開入量狀態，一幀報文最多可表示40路開入量，第6、7字節用于表示時間，第8字節則是本板卡的復位次數；對于開出板，兩個字節16bit組成一個開出命令，一個開出命令的前4bit用于指定開出命令板卡地址，后12bit控制目的板卡對應繼電器的狀態，共有4組,一巾貞報文最多控制48個繼電器。
6.根據權利要求2所述的開入開出擴展方法，其特征在于:所述COM板監測各開入開出板卡心跳報文，如果含有異常標志則生成異常事件；如果COM板未收到心跳報文后會生成該板件通信出錯報文；所有心跳報文Is發送一次；如果復位次數發生變化則生成該板件復位報文。
7.根據權利要求2所述的開入開出擴展方法，其特征在于:所述DSP板接受、處理及發送變位報文及命令報文，對接受到的變位報文進行解析、讀取及分析；當需要開出時，DSP板發送開出命令報文，控制開出板動作；變位報文及命令報文按照2n〈n=0，I, 3>ms的規律發送，發送三次，保證變位報文及命令報文的可靠性；時標ms為發送時間。
全文摘要
本發明公開了一種開入開出擴展方法，COM板為通訊中樞，管理所有的信息流通，信息分別通過以太網、RS485及CAN總線進行通訊，所述以太網用于PC板、COM板及DSP板間錄波文件、程序的傳輸；所述RS485用于參數設置、SOE事件報文的低速數據傳遞；所述CAN總線用于開入變位、命令報文的高速數據傳輸；PC板上設有數個槽位可任意配置開入開出板卡，根據項目需要，插入開入開出板卡后，系統自動適應開入開出數量，同時可通過接入開入開出擴展模塊，實現開入開出的擴展。本發明通過開入開出擴展方法來實現開入開出的適應性配置，在滿足系統開入開出要求的同時又能極方便的適應系統對開入開出的需求。
文檔編號G05B19/418GK103116347SQ20131007473
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月11日 優先權日2013年3月11日
發明者張杭, 周林, 徐旭明, 佟志強 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司