一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置制造方法及图纸

一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，涉及电力测控领域。目前，传统的IO插件模式已经不能方便地实现扩展。本实用新型专利技术包括一个用于实现数据的集中处理与逻辑运算的主单元和扩展IO单元，主单元和扩展IO单元通过内含光纤和电缆的复合缆连接，扩展IO单元上设有IO扩展端口，IO扩展端口包括控制量输出端口、数字量输入端口和模拟量输入端口,IO端口扩展灵活，可方便的根据实际需要增减扩展IO单元，以实现IO端口的增减；主单元完成了集中计算与逻辑运算，扩展单元主要进行信息传递，使装置的软件设计更加简化，提高了装置的运行的可靠性。

A IO module extensible split in place installation of power measurement and control device

The utility model relates to an extensible split type local installation electric power measuring and controlling device, which is a IO module, and relates to the field of power measurement and control. At present, the traditional IO plug-in mode has not been able to expand conveniently. The utility model comprises a main unit and an extended IO unit for centralized data processing and logical operation. The main unit and the extended IO unit are connected by a composite cable containing optical fibers and cables. The extended IO unit is equipped with an IO extended port, which includes a control output port, a digital input port and an analog quantity. Input ports and IO ports are flexible to expand and expand IO units according to actual needs, so as to realize the increase and decrease of IO ports. The main unit completes centralized calculation and logical operation, and the expansion unit mainly transmits information, which simplifies the software design of the device and improves the reliability of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置
本专利技术涉及电力测控领域，尤其涉及一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置。
技术介绍
传统变电站二次设备组屏安装后放置在变电站的控制室，控制室内有空调、风扇、加热器等温控设备，二次设备运行环境良好。二次设备就地化，即二次设备直接安装于一次设备、或通过钢架安装于一次设备旁。二次设备就地安装可以减少电缆（403）的铺设，降低了有色金属的消耗。装置间数据通过光纤传输，增大了数据传输的容量，加强了数据传输的保密性，提高了装置抗干扰能力，是目前国内智能变电站的发展趋势。电力二次设备就地化安装后，设备直接安装于户外，相对于室内装置设备防护等级较高，装置分布区域较广，对每个一次设备配备一台测控装置会导致成本过高，而且装置间需要数据交互，相比早期的测控装置过于复杂，削弱了就地化装置就近放置的优势。电力测控装置的开入开出信号（即IO信号）数量根据变电站的要求配置，数量由十几个到几百个不等，传统测控装置采用改变IO插件数量来满足不同变电站的接线需求，测控装置就地化以后，由于装置防护等级要求达到IP67，传统的IO插件模式已经不能方便地实现扩展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，以方便实现就地化测控装置的IO端口扩展为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，包括一个用于实现数据的集中处理与逻辑运算的主单元和与主单元连接的若干个扩展IO单元，所述的扩展IO单元上设有IO扩展端口，所述的IO扩展端口包括控制量输出端口、数字量输入端口和模拟量输入端口；所述的主单元、扩展IO单元的壳体均密封，连接端口均实现IP67的防护等级。通过把IO扩展端口从传统的插件式安装改变为独立的扩展IO单元设备，并使防护等级达到IP67，可方便的根据当前一次设备的数量连接相应数量的扩展IO单元，方便实现IO端口的扩展；另外，主单元完成了集中计算与逻辑运算，扩展单元主要进行信息传递，使装置的软件设计更加简化，提高了装置的运行的可靠性。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术还包括以下附加技术特征。所述的主单元包括数据集中处理与逻辑处理单元、控制单元、通信管理单元和光通信单元，数据集中处理与逻辑处理单元与控制单元连接，所述的通信管理单元与数据集中处理与逻辑处理单元和控制单元连接，所述的光通信单元与数据集中处理与逻辑处理单元和控制单元连接，所述的光通信单元连接有多个光模块，所述的每个扩展IO单元设有一个光通信单元和光模块，主单元的每个光模块均可实现与一个扩展IO单元的光模块的可拆卸连接。方便地实现主单元的数据集中处理与逻辑处理功能，并且通过光通信方式，抗干扰性强，防护能力强，根据需要的IO扩展端口的数量，可以方便地增加连接的扩展IO单元数量。所述的主单元和扩展IO单元均设有数据处理单元、开出单元和ADC，所述的数据处理单元与数字量输入端口连接以实现多路数字量开入，所述的开出单元与控制量输出端口连接以实现多路数字量开出，所述的ADC与模拟量输入端口连接以接收多路模拟量。实现IO扩展端口的主要功能。扩展IO单元上的数据处理单元与该扩展IO单元的开出单元、光通信单元和ADC连接；主单元上的数据处理单元与主单元的开出单元、ADC和数据集中处理与逻辑处理单元连接。可以方便地通过数据处理单元传递多路模拟量、多路数字量开入和多路数字量开出。所述的主单元的每个光模块与扩展IO单元的光模块之间通过一根复合缆连接，所述的复合缆内包含有光纤和电缆。通过含有光纤和电缆的复合缆连接，可直接进行信息传递和对扩展IO单元供电，减少了主单元和扩展IO单元间的连接线数量、插座数量，减少了壳体尺寸，简化了电缆连接操作。所述的复合缆的两端通过圆形连接器与光模块实现连接和密封。连接稳定性高，防护效果好。所述的复合缆包括作为保护层的外护套、位于外护套内的加强层、位于中心的加强件和位于加强层和加强件之间的光纤和电缆。通过外护套、加强层和中心加强件，有效地提升了复合缆的强度和防护能力，增强了复合缆的抗外力拉扯的能力。所述的电缆共2根，光纤共包括4根单芯光缆，2根单芯光缆间隔1根电缆围绕中心加强件排列，4根单芯光缆与2根电缆的径向内侧均与加强件相贴。通过2根电缆和4根单芯光缆，可实现有效地供电和通信，4根单芯光缆与2根电缆的径向内侧与加强件相贴，使单芯光缆和电缆形成围绕加强件排列的六边形结构，具有较好的结构稳定性。所述的单芯光缆和电缆的外径相同。外径相同，使光缆和电缆组成紧密相邻的等六边形结构，结构稳定性更好。所述的加强层材料为芳纶纤维；所述的外护套材料为TPU。芳纶纤维强度高，稳定性好，TPU弹性好，便于弯曲，耐磨、耐油，稳定性好。有益效果：1、设备壳体密封处理，连接端口防护等级高，提升了室外防尘防水效果，减少灰尘对内部元件的污染，增加设备寿命，提高可靠性。2、IO端口扩展灵活，可方便的根据实际需要增减扩展IO单元，以实现IO端口的增减。3、采用复合缆，减少了主机和扩展IO单元间的电缆数量、插座数量，减少了主扩展IO单元的壳体尺寸。4、通过TPU外护套、芳纶纤维加强层以及中心加强件，增强了复合缆的防护能力和抗拉伸能力，提升了电缆的结构稳定性。5、主单元与扩展IO单元之间数据传输出使用光纤传输，提高了设备抗电磁干扰能力，减少了有色金属的消耗。6、主单元与扩展IO单元之间基于端对端连接，连接可靠性高。7、主单元完成了集中计算与逻辑运算，扩展单元主要进行信息传递，使装置的软件设计更加简化，提高了装置的运行的可靠性。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术复合缆截面示意图。图3是本专利技术结构原理示意图。图4是本专利技术主单元原理示意图。图5是本专利技术扩展IO单元原理示意图。图6是本专利技术控制时序示意图。图中：1-主单元；2-扩展IO单元；3-圆形连接器；4-复合缆；5-光模块；6-控制量输出端口；7-数字量输入端口；8-模拟量输入端口；101-光通信单元；102-通信管理单元；103-数据集中处理与逻辑处理单元；104-控制单元；105-ADC；106-数据处理单元；107-开出单元；401-外护套；402-加强层；403-电缆；404-单芯光缆；405-加强件。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1、3、4、5所示，一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，包括一个用于实现数据的集中处理与逻辑运算的主单元1和与主单元1连接的扩展IO单元2，扩展IO单元2上设有IO扩展端口，IO扩展端口包括控制量输出端口6、数字量输入端口7和模拟量输入端口8；主单元1、扩展IO单元2的壳体均密封，连接端口均实现IP67的防护等级。为了可靠稳定地实现与扩展IO单元2的连接并实现数据的采集和集中处理，主单元1包括数据集中处理与逻辑处理单元103、控制单元104、通信管理单元102和光通信单元101，数据集中处理与逻辑处理单元103与控制单元104连接，通信管理单元102与数据集中处理与逻辑处理单元103和控制单元104连接，光通信单元101与数据集中处理与逻辑处理单元103本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，其特征在于：包括一个用于实现数据的集中处理与逻辑运算的主单元（1）和与主单元（1）连接的若干个扩展IO单元（2），所述的扩展IO单元（2）上设有IO扩展端口，所述的IO扩展端口包括控制量输出端口（6）、数字量输入端口（7）和模拟量输入端口（8）；所述的主单元（1）、扩展IO单元（2）的壳体均密封，连接端口均实现IP67的防护等级。

【技术特征摘要】
1.一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，其特征在于：包括一个用于实现数据的集中处理与逻辑运算的主单元（1）和与主单元（1）连接的若干个扩展IO单元（2），所述的扩展IO单元（2）上设有IO扩展端口，所述的IO扩展端口包括控制量输出端口（6）、数字量输入端口（7）和模拟量输入端口（8）；所述的主单元（1）、扩展IO单元（2）的壳体均密封，连接端口均实现IP67的防护等级。2.根据权利要求1所述的一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，其特征在于：所述的主单元（1）包括数据集中处理与逻辑处理单元（103）、控制单元（104）、通信管理单元（102）和光通信单元（101），数据集中处理与逻辑处理单元（103）与控制单元（104）连接，所述的通信管理单元（102）与数据集中处理与逻辑处理单元（103）和控制单元（104）连接，所述的光通信单元（101）与数据集中处理与逻辑处理单元（103）和控制单元（104）连接，所述的光通信单元（101）连接有多个光模块（5），所述的每个扩展IO单元（2）设有一个光通信单元（101）和光模块（5），主单元（1）的每个光模块（5）均可实现与一个扩展IO单元（2）的光模块（5）的可拆卸连接。3.根据权利要求1所述的一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测控装置，其特征在于：所述的主单元（1）和扩展IO单元（2）均设有实现采样信号与开入信号处理的数据处理单元（106）、开出单元（107）和ADC（105），所述的数据处理单元（106）与数字量输入端口（7）连接以实现多路数字量开入，所述的开出单元（107）与控制量输出端口（6）连接以实现多路数字量开出，所述的ADC（105）与模拟量输入端口（8）连接以接收多路模拟量。4.根据权利要求3所述的一种IO模块可扩展的分体式就地化安装电力测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德林，刘宇，樊勇，裘愉涛，周华良，方愉冬，方天宇，张志铮，阮思烨，刘丹，吴佳毅，丁益，夏雨，郭耿涛，邓庆，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11