專利名稱：電力系統通信管理機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變電站綜合自動化系統中的通信管理裝置，負責不同廠家， 不同型號，不同通信接口的自動化設備間的通信。
背景技術：
在變電站綜合自動化系統中，有很多的繼電保護、監控、測控等下位機。目前，生產 這些下位機的廠家有很多，并且各個廠家的產品各有優勢，誰也無法取代誰，造成了通信標 準不統一的實際情況，使得下位機和上位機之間的通信受到了阻礙。目前常見的電力自動化系統體系結構如圖1所示.由主站監控軟件、通信網絡、各 種監測設備組成。由于監測設備數量眾多且不盡相同，通信網絡也可采用光纖、電臺、局域 網、通用無線分組業務GPRS、全球移動通信系統GSM等多種方式.各種不同的監測設備與 通信設備之間通信規約及接口都不同，有些不能直接匹配。因此需要一種接口設備上下協 調。通信管理機作為通信網絡與監測設備之間的接口設備，承擔著規約轉換與接口匹配、數 據匯總2項任務。a.規約轉換與接口匹配。采集監測設備的數據，并將該數據轉換為與通信設備相 匹配的規約格式，以合適的通信接口(RS — 232、以太網口、2M數字接口等)分別與監測設 備和通信設備連接。b.數據匯總。監測設備數量眾多，但是通信線路一般只有一條，通信管理機負責將 所有的監測數據統一打包匯總。隨著自動化系統功能的不斷增強。對通信管理機處理速度 與功能的要求也越來越高。由上述可見通信管理機在變電站綜合自動化系統中起到了一個承上啟下的作用， 它用于連接上位機和保護、監控等各個下位機。可以說，它是變電站系統這條信息公路的交 通樞紐。目前國內普遍使用的通信管理機的設計大致有2類a.硬件采用單片機設計。軟件采用匯編語言編寫。采用這種設計方式，硬件成本 低、設備體積小。但是，由于程序采用匯編語言編寫，軟件的靈活性、可擴充性、可移植性較 差。同時，作為處理器核心的單片機芯片.無法提供高速率運算。隨著電力自動化系統功 能的不斷完善。對通信管理機性能的要求也越來越高。采用這一設計方式.無論在硬件或 軟件上都無法滿足要求。b.硬件采用工控機。軟件采用VC++編寫。采用工控機作為硬件設備。既能夠提 供很好的處理速度，又適于惡劣的工作環境。物理穩定性好。軟件采用VC++編寫，可實現 復雜的軟件功能。模塊化、面向對象化的設計保證了軟件系統的靈活性、可擴充性與可移植 性。這種設計能夠很好地滿足電力自動化系統的要求。但是。成本過高、體積過大。一般， 采用工控機的硬件成本是采用單片機成本的10倍以上，而且多為19存4U箱體設計，較為 笨重。隨著電子技術、單片機技術、可靠性技術以及通信技術的不斷發展為計算機測控統在電力系統實時控制、繼電保護中的應用提供了可能，也為通信管理機的研制提供了技 術支持。
發明內容本實用新型的目的在于克服上述的不足之處，提供的一種穩定，安全，電路簡單， 低成本的通信管理機。本實用新型采用的技術方案是這樣的即一種電力系統的通信管理機裝置，其特 征是包括電源模塊、CPU模塊、通信模塊和人機交互模塊，其中所述CPU模塊，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構架，通過CPU I的PIC總線 與CPU II的PC104總線相連接；所述通信模塊包括以太網口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN 口，其 中以太網口通過PCI總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS422通信口及CAN 口通過PC104 總線與CPU II連接；CPU I和CPU II發出的各種控制信號，經各個通信接口發出，同時通 過各個通信接口接收來自各種不同下位機的反饋信號；其中，通信模塊上所有通信口均采 用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路通信口采用獨 立的DC/DC直流供電；所述人機交互模塊包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號指示燈，它是通過 PC104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯；電源模塊采用220V交流轉直流的開關電源，且采用浮地方式，同外殼不相連。電 源具有過壓保護和過流保護功能，經抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模 塊，士 12V用于通信模塊及人機交互模塊。本實用新型的有益效果是1.采用了 32位高速嵌入式CPU雙核芯片，一個CPU核是裝置的核心處理元件 ’另 一個為通信專用的CPU，數據處理+通信處理雙核心，解決網絡數據瓶頸，使產品的穩定性 和運算速度得到可靠保證。2.采用軍用、航天領域的嵌入式實時操作系統VxWorks為平臺，具有良好的實時 性、穩定性。3.友好的人機界面，大屏幕液晶顯示屏，中文視窗界面，保護信息、操作信息一目 了然，操作簡單方便。面板LED指示燈，清晰表明裝置正常、異常時的各種狀態。4.具有以太網、串行口、光纖接口等多種高速可靠的通信接口用于系統擴展，使得 裝置的擴展性和配置靈活性大大增強。

圖1是現有技術中電力自動化系統體系結構圖；圖2是通信管理機系統原理圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作詳細的介紹如附圖2所示，本實用新型主要由1.電源模塊、2. CPU模塊、3.通信模塊、4.人機交互模塊5個部分組成第一部分為電源模塊1，采用星源豐泰公司型號為“XRA05/110T05-12V”的220V交 流轉直流的開關電源，經抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模塊，士 12V用 于通信模塊及人機交互模塊。第二部分為CPU模塊2，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構架，通過CPUI的PIC 總線與CPU II的PC104總線相連接。第三部分為所述的通信模塊3，包括以太網口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖 接口及CAN 口，其中以太網口通過PC I總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS422通信口及 CAN 口通過PC104總線與CPU II連接；CPUI和CPU II發出的各種控制信號，經各個通信接 口發出，同時通過各個通信接口接收來自各種不同下位機的反饋信號；其中，通信模塊上所 有通信口均采用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路 通信口采用獨立的DC/DC直流供電。第四部分為人機交互模塊，它包括一塊320*120大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤與若 干信號指示燈，它是通過PCI104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯，它設計了便捷的鍵 盤操作和漢化液晶顯示，為用戶提供了友好的使用界面。借助該界面可以很方便地顯示各 通信口的通信狀態及系統運行狀態，幫助用戶及時準確地處理問題。
權利要求一種電力系統的通信管理機，其特征是包括電源模塊(1)、CPU模塊(2)、通信模塊(3)和人機交互模塊(4)，其中所述的CPU模塊(2)，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構架，通過CPUI的PIC總線與CPU II的PC104總線相連接，；所述的通信模塊(3)包括以太網口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN口，其中以太網口通過PC I總線與CPU I連接，RS232、RS485、RS 422通信口及CAN口通過PC104總線與CPU II連接；CPU I和CPU II發出的各種控制信號，經各個通信接口發出，同時通過各個通信接口接收來自各種不同下位機的反饋信號；其中，通信模塊上所有通信口均采用光電隔離方式與CPU I的PIC總線或與CPU II的PC104總線相連接，每路通信口采用獨立的DC/DC直流供電；所述人機交互模塊(4)包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號指示燈，它是通過PC104總線后，再通過PC I總線與CPU I相聯；電源模塊(1)采用220V交流轉直流的開關電源，且采用浮地方式，同外殼不相連，電源具有過壓保護和過流保護功能，經抗干擾濾波回路后輸出2組電壓，其中+5V用于CPU模塊，±12V用于通信模塊及人機交互模塊。
專利摘要一種用于變電站綜合自動化系統中的通信管理裝置，負責不同廠家，不同型號，不同通信接口的自動化設備間的通信。它由電源模塊，CPU模塊，通信模塊及人機交互模塊4個部分。所述CPU模塊，采用基于CPU I和CPU II的雙CPU構架，一個負責數據處理一個負責通信處理；所述通信模塊包括以太網口、RS232、RS485、RS422通信口、光纖接口及CAN口，所述人機交互模塊包括大屏幕液晶顯示模塊和鍵盤及若干信號指示燈，它是通過PCI104總線后，再通過PCI總線與CPU I相聯；裝置具有較強的實時性、穩定性及擴展組合的方便性和靈活性。
文檔編號H04L12/28GK201667562SQ20102026171
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者曹龍漢, 瞿勝 申請人:重慶迅馳電氣有限公司