專利名稱：饋線綜合保護裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及饋線綜合保護裝置，屬于軌道交通直流牽引綜合保護技術領域。
背景技術：
軌道交通直流牽引供電系統包括直流開關柜、饋線綜合保護裝置、接觸網(或三軌)、回流軌組成，饋線綜合保護裝置確保在發生故障的情況下分斷開關，起到線路保護作用。21世紀軌道交通迅猛發展，輕軌、地鐵等軌道發展快速，以滿足城市發展的需求。 為了保證軌道交通的安全，需要饋線保護裝置。目前饋線保護裝置將保護模塊與控制模塊集成在一起，當控制模塊發生故障時，影響保護模塊對異常狀態的判斷與及時的保護，可靠性不高，并且無法擴展輸入輸出模塊。
發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的故障控制模塊會對保護模塊產生影響，并且無法擴展輸入輸出模塊的問題，本發明的目的是在于提供了一種可靠性更高，運算速度更快，控制模塊與保護模塊獨立運行，且方便通過控制模塊擴展輸入輸出模塊的饋線保護裝置。本發明針對上述技術問題通過下述技術方案得以解決
一種饋線綜合保護裝置，包括保護模塊、模擬信號處理模塊、第一輸入輸出模塊、控制模塊、顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊；所述的保護模塊分別與第一輸入輸出模塊、模擬信號處理模塊和控制模塊連接；控制模塊分別與顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊連接。在上述技術方案基礎上進一步的技術方案是
所述的饋線綜合保護裝置，其保護模塊包括第一 DSP、第一 CPLD、第一靜態存儲器、第一快閃存儲器、A/D轉換芯片、第一 RS232接口、第一 RS485接口、第一 CAN總線接口，第一 DSP通過地址數據控制總線分別與第一 CPLD、第一靜態存儲器、第一快閃存儲器連接；第一 CPLD通過輸入輸出總線與第一輸入輸出模塊連接；第一 DSP通過第一 CAN總線接口與控制模塊連接；第一 DSP分別與第一 RS232接口和第一 RS485接口連接。所述的饋線綜合保護裝置，其控制模塊包括第二 DSP、第二 CPLD、第二靜態存儲器、第二快閃存儲器、第二 RS232接口、第二 RS485接口、第二 CAN總線接口、以太網接口，第二 DSP通過地址數據控制總線分別與第二 CPLD、第二靜態存儲器、第二快閃存儲器、以太網接口連接；通過第二 CAN總線接口與保護模塊連接；通過以太網接口遠程通訊；第二 DSP分別與第二 RS232接口、第二 RS485接口和顯示輸入模塊連接。所述的饋線綜合保護裝置，其顯示輸入模塊為液晶觸摸顯示屏。所述的饋線綜合保護裝置，其保護模塊還有一個FIF0RAM芯片；第一 DSP通過地址數據控制總線還與FIF0RAM芯片連接。所述的饋線綜合保護裝置，其第一 DSP為數字信號處理器Digital Signal Processor，第一 CPLD 為可編程邏輯器件 Complex Programmable Logic Device，A/D 轉換芯片為模數轉換芯片，第一 CAN為控制局域網絡Controller Area Network。所述的饋線綜合保護裝置，其第一 DSP選用TMS320F2812作為主微處理器，有144個引腳，芯片內含128k內部FLASH、18k內部RAM、3個32位定時器、2個通用串行口、1個 CAN控制器。使用外部晶振，最高時鐘頻率150M，外擴512k容量RAM、512k容量FLASH。因此，本發明具有如下優點1、控制模塊和保護模塊獨立運行，控制模塊發生故障時不會對保護模塊產生影響；2、保護模塊與控制裝置功能分開，提高了保護模塊的工作效率；3、可方便通過控制模塊擴展輸入輸出模塊；4、保護模塊運算速度快。
圖1是一種饋線綜合保護裝置的系統框圖。圖2是圖1中保護模塊的原理框圖。圖3是圖1中控制模塊的原理框圖。圖中1_保護模塊，2-模擬信號處理模塊，3-第一輸入輸出模塊，4-控制模塊， 5-顯示輸入模塊，7-第一 DSP，8-第一 CPLD，9-第一靜態存儲器，10-第一快閃存儲器， 11-第一 RS232 接口，12-第一 RS485 接口，13-第一 CAN 總線接口，14-A/D 轉換芯片， 15-第二 DSP，16-第二 CPLD，17-第二靜態存儲器，18-第二快閃存儲器，19-第二 RS232 接口，20-第二 RS485接口，21-第二 CAN總線接口，22-以太網接口，23-第二輸入輸出模塊，24-第三輸入輸出模塊，25-第四輸入輸出模塊。
具體實施例方式下面通過實例，并結合附圖，對本發明作進一步具體的說明。如圖1所示一種饋線綜合保護裝置，它有保護模塊1、模擬信號處理模塊2、第一輸入輸出模塊3、控制模塊4、顯示輸入模塊5、第二輸入輸出模塊23、第三輸入輸出模塊24、 第四輸入輸出模塊25 ；所述的保護模塊1分別與第一輸入輸出模塊3、模擬信號處理模塊2 和控制模塊4連接；控制模塊4分別與顯示輸入模塊5、第二輸入輸出模塊23、第三輸入輸出模塊24、第四輸入輸出模塊25連接。如圖2所示所述的保護模塊1包括第一 DSP 7(芯片)、第一 CPLD 8 (芯片)、 第一靜態存儲器9 (芯片)、第一快閃存儲器10 (芯片)、A/D轉換芯片14、第一 RS232接口 11(芯片)、第一 RS485接口 12 (芯片)、第一 CAN總線接口 13 (芯片)，第一 DSP 7通過地址數據控制總線分別與第一 CPLD 8、第一靜態存儲器9、第一快閃存儲器10連接；第一 CPLD 8通過輸入輸出總線與第一輸入輸出模塊3連接；第一 DSP 7通過第一 CAN總線接口 13 與控制模塊4連接；第一 DSP 7分別與第一 RS232接口 11和第一 RS485接口 12連接。如圖3所示所述的控制模塊4包括第二 DSP 15 (芯片)、第二 CPLD16 (芯片)、 第二靜態存儲器17 (芯片)、第二快閃存儲器18 (芯片)、第二 RS232接口 19 (芯片)、第二 RS485接口 20 (芯片)、第二 CAN總線接口 21 (芯片)、以太網接口 22 (芯片)，第二 DSP 15 通過地址數據控制總線分別與第二 CPLD 16、第二靜態存儲器17、第二快閃存儲器18、以太網接口 22連接；通過第二 CAN總線接口 21與保護模塊1連接；通過以太網接口 22遠程通訊；第二 DSP 15分別與第二 RS232接口 19、第二 RS485接口 20和顯示輸入模塊5連接。所述的顯示輸入模塊5為液晶觸摸顯示屏。
所述的饋線綜合保護裝置另一實施例與上述實施例不同之處是其保護模塊還有一個FIF0RAM芯片；第一 DSP通過地址數據控制總線還與FIF0RAM芯片連接。其第一DSP為數字信號處理器Digital Signal I^rocessor，第一 CPLD為可編程邏輯器件Complex Programmable Logic Device，A/D轉換芯片為模數轉換芯片，第一 CAN為控制局域網絡 Controller Area Network。所述的饋線綜合保護裝置，其第一 DSP選用TMS320F2812作為主微處理器，有144個引腳，芯片內含12 內部FLASH、18k內部RAM、3個32位定時器、2個通用串行口、1個CAN控制器。使用外部晶振，最高時鐘頻率150M，外擴51 容量RAM、51 容量FLASH。對上述具體實施方案作更進一步說明如下
第二DSP選為數字信號處理器Digital Signal ftOcessor，第二 CPLD選為可編程邏輯器件Complex Programmable Logic Device，A/D轉換芯片為模數轉換芯片，第二 CAN選為控制局域網絡Controller Area Network。保護模塊主要對通過A/D轉換芯片采集到的數據進行處理，并定時判斷是否需要跳開開關對線路進行保護。如果需要跳開開關，則控制第一輸入輸出模塊進行輸出。控制模塊主要用來與保護模塊進行通信，讀取保護模塊的數據，并在顯示輸入模塊中顯示，同時可通過顯示輸入模塊進行裝置運行參數設置。控制模塊同時還可以將從保護模塊中讀取的數據上傳到遠程控制模塊中，同時遠程控制模塊也可以對裝置運行參數進行設置。在本發明中，可以通過控制模塊擴展多塊輸入輸出模塊。模擬信號處理模塊主要用來對將采集到的信號處理到適合輸入到A/D轉換芯片的范圍。在控制模塊出現故障時，由于保護模塊與控制模塊之間是通過CAN總線連接的， 所以控制模塊的故障對保護模塊不會產生影響，不會影響保護模塊對線路故障的判斷和保護。本發明第二 DSP芯片選用TI公司的TMS320F2812作為主微處理器，有144個引腳， 芯片內含內部FLASH、1 內部RAM、3個32位定時器、2個通用串行口、IfCAN控制器。使用外部晶振，最高時鐘頻率150M，外擴51 容量RAM、5Uk容量FLASH。保護模塊和控制模塊的CPLD都采用ALTERA公司的CPLD芯片EPM7U8AE作邏輯處理，有100個引腳，可用10數量為84個，使用外部時鐘信號，有1 個宏單元。保護模塊、 控制模塊各自用輸入輸出總線擴展輸入輸出接口，進行輸入輸出。第一快閃存儲器可選用EEPROM芯片25AA256，DSP運算的參數可存儲在保護模塊的EEPROM芯片25AA256上，第二靜態存儲器可選用FLASH芯片SST39VF800A，事件記錄和故障錄播存儲在控制模塊的FLASH芯片SST39VF800A上。本發明可以實現Imax++保護、Imax+保護、Imax—保護、Imax-保護、DDL Δ I保護、 DDLAT保護、阻抗保護、熱保護、過電壓保護、低電壓保護、AU保護。定值通過觸摸屏調整， 可以記錄2500條事件記錄，9條故障錄播波形(750毫秒)。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了保護模塊1，模擬信號處理模塊2，第一輸入輸出模塊3，控制模塊4，顯示輸入模塊5，遠程控制模塊6，第一 DSP7，第一 CPLD8，第一靜態存儲器9，第一快閃存儲器10，第一 RS232接口 11，第一 RS485接口 12，第一 CAN總線接口 13，A/D轉換芯片14，第二 DSP15，第二 CPLD16，第二靜態存儲器17，第二快閃存儲器18，第二 RS232接口 19，第二 RS485接口 20，第二 CAN總線接口 21，以太網接口 22，第二輸入輸出模塊23，第三輸入輸出模塊24，第四輸入輸出模塊25等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
本發明權利要求保護范圍不限于上述實施例
權利要求
1.一種饋線綜合保護裝置，其特征在于包括保護模塊、模擬信號處理模塊、第一輸入輸出模塊、控制模塊、顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊；所述的保護模塊分別與第一輸入輸出模塊、模擬信號處理模塊和控制模塊連接；控制模塊分別與顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊連接。
2.根據權利要求1所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的保護模塊包括第一 DSP、第一 CPLD、第一靜態存儲器、第一快閃存儲器、A/D轉換芯片、第一 RS232接口、第一 RS485接口、第一 CAN總線接口，第一 DSP通過地址數據控制總線分別與第一 CPLD、第一靜態存儲器、第一快閃存儲器連接；第一 CPLD通過輸入輸出總線與第一輸入輸出模塊連接； 第一 DSP通過第一 CAN總線接口與控制模塊連接；第一 DSP分別與第一 RS232接口和第一 RS485 接口連。
3.根據權利要求1所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的控制模塊包括第二 DSP、第二 CPLD、第二靜態存儲器、第二快閃存儲器、第二 RS232接口、第二 RS485接口、第二 CAN總線接口、以太網接口，第二 DSP通過地址數據控制總線分別與第二 CPLD、第二靜態存儲器、第二快閃存儲器、以太網接口連接；通過第二 CAN總線接口與保護模塊連接；通過以太網接口遠程通訊 ’第二 DSP分別與第二 RS232接口、第二 RS485接口和顯示輸入模塊連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的顯示輸入模塊為液晶觸摸顯示屏。
5.根據權利要求2所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的保護模塊還有一個 FIF0RAM芯片；第一 DSP通過地址數據控制總線還與FIF0RAM芯片連接。
6.根據權利要求2所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的第一DSP為數字信號處理器Digital Signal Processor，第一CPLD 為可編程邏輯器件Complex Programmable Logic Device，A/D轉換芯片為模數轉換芯片，第一 CAN為控制局域網絡Controller Area Network。
7.根據權利要求2所述的饋線綜合保護裝置，其特征在于所述的第一DSP選用 TMS320F2812作為主微處理器，有144個引腳，芯片內含12 內部FLASH、Wk內部RAM、3 個32位定時器、2個通用串行口、1個CAN控制器；使用外部晶振，最高時鐘頻率150M，外擴 512k 容量 RAM、512k 容量 FLASH。
全文摘要
本發明涉及一種饋線綜合保護裝置，屬于軌道交通直流牽引綜合保護技術領域。包括保護模塊、模擬信號處理模塊、第一輸入輸出模塊、控制模塊、顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊；所述的保護模塊分別與第一輸入輸出模塊、模擬信號處理模塊和控制模塊連接；控制模塊分別與顯示輸入模塊、第二輸入輸出模塊、第三輸入輸出模塊、第四輸入輸出模塊連接。本發明有如下優點1、控制模塊和保護模塊獨立運行，控制模塊發生故障時不會對保護模塊產生影響；2、保護模塊與控制裝置功能分開，提高了保護模塊的工作效率；3、可方便通過控制模塊擴展輸入輸出模塊；4、保護模塊運算速度快。
文檔編號H02J13/00GK102324727SQ20111016601
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月20日 優先權日2011年6月20日
發明者張剛, 張濤, 王競 申請人:武漢長海電氣科技開發有限公司