一种智能终端制造技术

本发明专利技术涉及一种智能终端，属于电力系统变电站自动化技术领域，包括电源控制器、出口控制器、启动电源、出口继电器和移位寄存器，出口控制器控制出口继电器，电源控制器通过移位寄存器控制连接启动电源，用于将启动电源启动码或启动电源关闭码移入移位寄存器后进行数据锁存输出，控制打开启动电源和关断启动电源的操作，只有在打开启动电源时出口控制器控制出口继电器才有效。本发明专利技术实现了电源控制器和出口控制器的分段控制，提高了智能终端相应继电器跳闸的可靠性，有效保证了单一芯片失效、程序跑飞、硬件故障时不会误动，有利智能电网的安全稳定的运行。

An Intelligent Terminal

The invention relates to an intelligent terminal, which belongs to the technical field of substation automation in power system. It includes power supply controller, exit controller, start power supply, exit relay and shift register. The export controller controls the export relay. The power supply controller controls the connection of start power supply through shift register, and is used to move start power supply start code or start power off code into shift. After the register, the data latch output is performed to control the operation of turning on the start power supply and turning off the start power supply. Only when the start power is turned on, the exit controller can control the exit relay effectively. The invention realizes the sectional control of the power supply controller and the outlet controller, improves the reliability of the corresponding relay tripping of the intelligent terminal, effectively guarantees that the single chip fails, the program runs away and the hardware fails without misoperation, and is beneficial to the safe and stable operation of the smart grid.

【技术实现步骤摘要】
一种智能终端
本专利技术属于电力系统变电站自动化
，具体涉及一种智能终端。
技术介绍
智能终端作为智能变电站的重要特征，属于智能变电站三层结构中过程层的典型设备，适用于电力系统各个电压等级智能变电站的多种分相和三相开关间隔。智能终端直接或通过过程层网络基于GOOSE服务发布采集信息，直接或通过过程层网络基于GOOSE服务接收指令，驱动执行器完成控制相应出口继电器的出口，完成该间隔内断路器以及与其相关的隔离刀闸、接地刀闸和快速接地刀闸的操作控制和状态监视。现有技术中的智能终端如图1所示，包括CPU、FPGA、启动电源和出口继电器(包括刀闸的出口继电器和断路器的出口继电器)，CPU通过FPGA控制出口继电器和启动电源，出口继电器的动作由启动电源和出口继电器的控制信号共同作用，启动电源是指控制保护跳闸类继电器、刀闸控制类继电器的电源，只有启动电源打开，出口继电器才能通过FPGA的驱动开出动作。开出回路的启动和控制由单一芯片控制，当CPU或FPGA芯片失效、程序跑飞或硬件故障时将导致出口不受控制，引起出口误动，降低了智能终端的可靠性，影响智能变电站的安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种智能终端，用于解决目前智能终端采用单一芯片控制导致出口误动引起的智能终端可靠性低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种智能终端，包括电源控制器、出口控制器、启动电源和出口继电器，出口控制器控制出口继电器，该智能终端还包括移位寄存器，电源控制器通过移位寄存器控制连接启动电源，用于将启动电源启动码或启动电源关闭码移入移位寄存器后进行数据锁存输出，控制打开启动电源和关断启动电源的操作。本专利技术的智能终端实现了电源控制器和出口控制器的分段控制，即电源控制器通过移位寄存器控制启动电源，电源控制器通过出口控制器向出口继电器发送控制信号，由出口控制器进行出口继电器的控制，双重保障，提高了智能终端相应继电器跳闸的可靠性，本专利技术有效保证了单一芯片失效、程序跑飞、硬件故障时不会误动，有利智能电网的安全稳定的运行，减小出口继电器误动带来的损失。进一步，电源控制器和移位寄存器之间设置有通用输入输出口，电源控制器通过通用输入输出口按照时序控制移位寄存器，以实现对启动电源的控制。进一步，移位寄存器中的一个输出管脚与启动电源正极连接，另一个输出管脚与启动电源负极相连，通过两个输出管脚的标志位控制启动电源的开启和关断。进一步，与启动电源正极连接的移位寄存器输出管脚通过下拉电阻连接地，与启动电源负极连接的移位寄存器输出管脚通过上拉电阻连接供电电源，设置上拉电阻和下拉电阻的作用在于避免电压悬浮，造成电路不稳定；同时，当芯片失效或者损坏时，保证出口继电器的关断状态，保证不误启动。具体的，移位寄存器包括8个输出管脚，第2管脚与启动电源负极连接，第8管脚与启动电源正极连接。为防止器件移位出错，移位寄存器在选择开启电源、关断出口时进行数据选择(即启动电源启动码和启动电源关闭码的选择)，按照串行数据由低位开始移入的原则，进行数据防误处理，从低位到高位串行移入移位寄存器的启动电源启动码为0xB1，从低位到高位移入移位寄存器的启动电源关闭码为0xF0，电源控制器通过0和1组合排序控制移位寄存器的移位，驱动移位寄存器控制启动电源，同时出口控制器控制出口继电器，电源控制器和出口控制器协同分段控制出口继电器的开出回路，以及移位寄存器的创新应用，提高智能终端控制出口继电器的可靠性。进一步，移位寄存器的数量根据具体控制的出口继电器而定，具体的，上述出口继电器包括刀闸的出口继电器和断路器的出口继电器，与刀闸的出口继电器和断路器的出口继电器分别对应设置相应数量的移位寄存器和启动电源。针对刀闸的出口继电器的控制，相应位移寄存器通过相应的启动电源控制打开启动电源和关断启动电源的操作，只有在打开启动电源时出口控制器控制刀闸的出口继电器才有效；针对断路器的出口继电器的控制，相应位移寄存器通过相应的启动电源控制打开启动电源和关断启动电源的操作，只有在打开启动电源时出口控制器控制断路器的出口继电器才有效。附图说明图1是现有技术的智能终端及其控制出口继电器的示意图；图2是本专利技术的智能终端及其控制出口继电器的示意图；图3是本专利技术的智能终端启动电源控制和出口控制数据流程图；图4是本专利技术的智能终端打开/关断启动电源命令和移动寄存器管脚的数据关系示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本实施例提出一种智能终端，包括CPU、FPGA、启动电源、出口继电器，以及移位寄存器，CPU通过FPGA向出口继电器发送控制信号，CPU通过移位寄存器控制连接启动电源，用于将启动电源启动码或启动电源关闭码移入移位寄存器后进行数据锁存输出，控制打开启动电源和关断启动电源的操作，并结合控制信号实现出口继电器的控制。上述智能终端具体如图2所示，包括两个位移寄存器，位移寄存器采用SN74HC595芯片(图中简称595芯片)，其中一个位移寄存器通过相应的启动电源控制打开启动电源和关断启动电源的操作，并结合CPU通过FPGA向刀闸的出口继电器发送控制信号，实现刀闸的出口继电器的控制；另一个位移寄存器通过相应的启动电源控制打开启动电源和关断启动电源的操作，并结合CPU通过FPGA向断路器的出口继电器发送控制信号，实现断路器的出口继电器的控制。如图2所示，移位寄存器包括8个输出管脚，分别为QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH，移位寄存器中的一个输出管脚(第2管脚)QH与启动电源正极START1+连接，另一个输出管脚(第8管脚)QB与启动电源负极START1-相连，从低位到高位串行移入移位寄存器的启动电源启动码为0xB1，从低位到高位移入移位寄存器的启动电源关闭码为0xF0，实现启动电源的开启和关断控制。图2中的CPU、FPGA采用协同控制，CPU和FPGA之间通过高速接口进行协议，协议包括但不限于以太网协议、串口协议。图中，FPGA通过发送控制信号直接控制断路器的出口继电器、刀闸的出口继电器，在启动电源打开的情况下，可以直接驱动出口继电器出口。CPU和移位寄存器之间设置有通用输入输出口(即GPIO)，CPU通过通用输入输出口按照时序控制移位寄存器，实现对启动电源的控制。图2中，输出管脚QH通过下拉电阻连接地，输出管脚QB通过上拉电阻连接供电电源VCC，设置上拉电阻和下拉电阻的作用在于避免电压悬浮，造成电路不稳定，保证启动电源不做任何控制时处于关闭状态。智能终端启动电源控制和出口控制数据流程如图3所示，智能终端前端数据处理后，生成启动动作报文的正码和反码，CPU根据上一帧报文解析是否完成，如果没有解析完成，等待解析完成标志，如果数据解完成，根据正码生成启动报文高4位，根据反码生成启动报文低4位，同时生成SN74HC595芯片时钟，进行芯片可用控制，将启动报文按照时钟的节奏由低位到高位移入移位寄存器，如果启动报文数据没有移动完成，继续按照SN74HC595芯片时钟进行数据移入，如果启动报文数据移动完成，锁存数据，将启动电源打开或关断控制，同时置锁存标志，清芯片有效标志。FPGA接收到CPU发送的原始报文，判断本帧报文是否解析完成，如果没有解析完成，继续等待，如果解析完成，根据正/反码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能终端，包括电源控制器、出口控制器、出口继电器和启动电源，出口控制器控制出口继电器，其特征在于，该智能终端还包括移位寄存器，电源控制器通过所述移位寄存器控制连接启动电源，用于将启动电源启动码或启动电源关闭码移入移位寄存器后进行数据锁存输出，控制打开启动电源和关断启动电源的操作。

【技术特征摘要】
1.一种智能终端，包括电源控制器、出口控制器、出口继电器和启动电源，出口控制器控制出口继电器，其特征在于，该智能终端还包括移位寄存器，电源控制器通过所述移位寄存器控制连接启动电源，用于将启动电源启动码或启动电源关闭码移入移位寄存器后进行数据锁存输出，控制打开启动电源和关断启动电源的操作。2.根据权利要求1所述的智能终端，其特征在于，所述电源控制器和移位寄存器之间设置有通用输入输出口，电源控制器通过通用输入输出口按照时序控制移位寄存器。3.根据权利要求1所述的智能终端，其特征在于，所述移位寄存器中的一个输出管脚与启动电源正极连接，另一个输出管脚与启动电源负极相连。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建斌，金全仁，杨智德，李宝伟，李刚，郑拓夫，赵会彬，闫志辉，李旭，陈号，倪传坤，周水斌，张文，赵应兵，田萍，邓茂军，凌特利，李萌，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41