一种模块组合的电力过程控制装置及其初始化配置方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模块组合的电力过程控制装置及其初始化配置方法，通过菊花链信号机制将电力过程控制装置中的电源模块、通信模块和各输入输出模块手拉手连接，从而逐一完成各模块的初始化和健康自检，并通过独立的同步信号实现各模块间的时间同步和CAN通信同步，从而实现按需配置的电力过程控制装置的自动开通配置，实现各输入输出模块的即插即用；同时实现了各模块间的无冲突CAN通信和各模块健康状态的实时监测，满足电力过程控制装置的高实时性和高可靠性的要求。

A modular power process control device and its initial configuration method

【技术实现步骤摘要】
一种模块组合的电力过程控制装置及其初始化配置方法
本专利技术涉及电力过程控制装置领域，尤其涉及一种模块组合的电力过程控制装置。
技术介绍
为便于业务配置，在电力过程控制单元中采用模块化组合结构，在电力过程控制单元中按需配置开入量模块、开出量模块和模拟量模块，各模块都是带CPU的独立的嵌入式系统，各模块之间通过CAN总线进行数据交互。在CAN组网中，每个模块需要配置有唯一性的模块地址CANID作为通信的目标地址，由于是按需配置，开入量模块、开出量模块和模拟量模块在电力过程控制单元的槽位是不固定的，因此在生产过程中不能指定各模块的用于CAN通信的CANID，因此，在开通时需要手工配置开入量模块、开出量模块和模拟量模块的地址以实现模块间的通信。这给电力过程控制单元的开通配置带来不便。同时由于电力过程控制单元涉及电网安全，要求高实时性和高可靠性，各模块需要进行CAN通信同步以避免出现通信冲突，同时需要实时监测电力过程控制单元的健康状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模块组合的电力过程控制装置及其初始化配置方法，可对各模块的模块地址CANID进行自动配置，实现各模块间的CAN通信同步，同时实现各模块健康状态的实时监测，以满足电力过程控制装置的高实时性和高可靠性的要求。实现本专利技术目的的技术方案为：一种模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，所述电力过程控制装置包括电源模块、通信模块，并可配置多个输入输出模块，电源模块、通信模块和多个输入输出模块通过菊花链接口依次连接；S1，在上电状态，电源模块产生菊花链信号，并发送给通信模块；S2，当通信模块接收到菊花链信号时，进行初始化和健康自检；S3，当通信模块的初始化和健康自检完成后，通信模块输出菊花链信号给与之手拉手连接的输入输出模块；进入S4；S4，输入输出模块接收到菊花链信号和同步信号后，通过CAN总线与通信模块交互，从而被配置具有唯一性的模块地址；S5，在输入输出模块完成模块地址的配置后，通信模块命令输入输出模块输出菊花链信号；S6，输入输出模块接输出菊花链信号给与之连接的下一个输入输出模块；S7，下一个输入输出模块执行步骤S4-S6，直至所有输入输出模块完成初始化和健康自检，各输入输出模块被配置具有唯一性的模块地址。进一步的，所述S4包括步骤：S41、从输入输出模块的内部存储器读取初始模块地址，并通过CAN总线将初始模块地址发送给通信模块；S42、通信模块接收到该输入输出模块的信息，将该输入输出模块所对应的初始模块地址更新为具有唯一性的第二模块地址，并通过CAN总线将第二模块地址回送给输入输出模块；S43、输入输出模块将第二模块地址写入输入输出模块的内部存储器，替代原初始模块地址；S44，通信模块根据第二模块地址和输入输出模块通信，当输入输出模块的自检通过后，通信模块命令输入输出模块输出菊花链信号。进一步的，在S3中，当通信模块的初始化和健康自检完成后，还输出同步信号给所有输入输出模块；在S4中，输入输出模块接收到同步信号，并通过同步信号实现和通信模块的CAN通信同步。进一步的，所述同步信号被分割成多个时间片，包括通信模块时间片、输入输出模块时间片和初始化时间片；所述通信模块配置有固定的模块地址和通信模块时间片；所述输入输出模块在未配置第二模块地址前，通过初始化时间片和通信模块申请配置要求；所述输入输出模块在初始化完成后，根据配置的第二模块地址绑定和通信模块进行CAN通信的输入输出模块时间片。进一步的，所述通信模块时间片和输入输出模块时间片的长度大于CAN标准帧的长度；所述初始化时间片的长度大于申请配置要求的帧的长度。一种模块组合的电力过程控制装置，包括电源模块、通信模块和多个输入输出模块；所述电源模块设置有菊花链输出接口；所述通信模块和输入输出模块均设有控制器、同步接口、CAN总线接口和菊花链输入接口和菊花链输出接口；所述通信模块和输入输出模块通过CAN总线进行数据通信，所述通信模块产生同步信号，所述同步信号用于通信模块和输入输出模块间的CAN通信同步及内部时钟同步；所述电源模块、通信模块和输入输出模块通过菊花链结构手拉手连接；所述电源模块的菊花链输出接口和通信模块的菊花链输入接口连接，通信模块的菊花链输出接口和与之连接的输入输出模块的菊花链输入接口连接，所述输入输出模块的菊花链输出接口和与之连接的下一个输入输出模块的菊花链输入接口连接；所述电源模块产生菊花链信号，并发送给通信模块，通信模块在初始化和健康自检完成后输出菊花链信号给下一个的输入输出模块，各模块输出所述菊花链信号用于标识该模块已完成初始化和健康自检。进一步的，所述电源模块输出的菊花链信号是通过硬件振荡电路产生PWM方波信号。进一步的，所述通信模块或输入输出模块输出的菊花链信号是通过控制器通过定时器设定的自动运行的PWM方波信号。进一步的，还包括有框体，所述框体的内部设置有背板，所述背板设置有CAN总线、同步连接线、菊花链连接线，所述电源模块、通信模块和输入输出模块通过背板实现各模块间的CAN总线连接、同步信号连接，和相邻模块间菊花链信号的手拉手连接。本专利技术和现有技术相比，其显著特点为：本专利技术的模块组合的电力过程控制装置及其初始化配置方法，通过增加菊花链机制和同步信号机制，实现电力过程控制装置的自动开通配置，实现各输入输出模块的即插即用，实现各模块间的CAN通信同步，同时实现各模块健康状态的实时监测，以满足电力过程控制装置的高实时性和高可靠性的要求。附图说明图1是本专利技术实施例的模块组合示意图；图2是本专利技术实施例的菊花链连接示意图；图3是本专利技术实施例的上电初始化流程图；图4是本专利技术实施例的背板硬件接口示意图；图5是CAN标准帧格式示意图；图6是本专利技术实施例的同步信号时间片划分示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术公开了一种模块组合的电力过程控制装置的实施例，包括电源模块、通信模块、开入量模块、开出量模块和模拟量模块，其中的开入量模块、开出量模块和模拟量模块分别用于开入信号检测、开出信号控制和模拟信号(如电压、电流、温度等)检测。在该电力过程控制装置中，至少包括一个如开入量模块、开出量模块和模拟量模块等的输入输出模块。电力过程控制装置，是一种电力自动化设备，电力自动化设备对稳定性、可靠性要求非常高。针对不同应用，开入量模块、开出量模块和模拟量模块的参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，其特征在于：所述电力过程控制装置包括电源模块、通信模块，并可配置多个输入输出模块，所述电源模块、通信模块和多个输入输出模块通过菊花链接口依次连接；/nS1，在上电状态，电源模块产生菊花链信号，并发送给通信模块；/nS2，当通信模块接收到菊花链信号时，进行初始化和健康自检；/nS3，当通信模块的初始化和健康自检完成后，通信模块输出菊花链信号给与之手拉手连接的输入输出模块；进入S4；/nS4，输入输出模块接收到菊花链信号后，通过CAN总线与通信模块交互，从而被配置具有唯一性的模块地址；/nS5，在输入输出模块完成模块地址的配置后，通信模块命令输入输出模块输出菊花链信号；/nS6，输入输出模块接输出菊花链信号给与之连接的下一个输入输出模块；/nS7，下一个输入输出模块执行步骤S4-S6，直至所有输入输出模块完成初始化和健康自检，各输入输出模块被配置具有唯一性的模块地址。/n

【技术特征摘要】
1.一种模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，其特征在于：所述电力过程控制装置包括电源模块、通信模块，并可配置多个输入输出模块，所述电源模块、通信模块和多个输入输出模块通过菊花链接口依次连接；
S1，在上电状态，电源模块产生菊花链信号，并发送给通信模块；
S2，当通信模块接收到菊花链信号时，进行初始化和健康自检；
S3，当通信模块的初始化和健康自检完成后，通信模块输出菊花链信号给与之手拉手连接的输入输出模块；进入S4；
S4，输入输出模块接收到菊花链信号后，通过CAN总线与通信模块交互，从而被配置具有唯一性的模块地址；
S5，在输入输出模块完成模块地址的配置后，通信模块命令输入输出模块输出菊花链信号；
S6，输入输出模块接输出菊花链信号给与之连接的下一个输入输出模块；
S7，下一个输入输出模块执行步骤S4-S6，直至所有输入输出模块完成初始化和健康自检，各输入输出模块被配置具有唯一性的模块地址。


2.如权利要求1所述的模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，其特征在于：所述S4包括步骤：
S41、从输入输出模块的内部存储器读取初始模块地址，并通过CAN总线将初始模块地址发送给通信模块；
S42、通信模块接收到该输入输出模块的信息，将该输入输出模块所对应的初始模块地址更新为具有唯一性的第二模块地址，并通过CAN总线将第二模块地址回送给输入输出模块；
S43、输入输出模块将第二模块地址写入输入输出模块的内部存储器，替代原初始模块地址；
S44，通信模块根据第二模块地址和输入输出模块通信，当输入输出模块的自检通过后，通信模块命令输入输出模块输出菊花链信号。


3.如权利要求1所述的模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，其特征在于：在S3中，当通信模块的初始化和健康自检完成后，还输出同步信号给所有输入输出模块；在S4中，输入输出模块接收到同步信号，并通过同步信号实现和通信模块的CAN通信同步。


4.如权利要求3所述的模块组合的电力过程控制装置的初始化配置方法，其特征在于：所述同步信号被分割成多个时间片，包括通信模块时间片、输入输出模块时间片和初始化时间片；
所述通信模块配置有固定的模块地址和通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂芳，
申请(专利权)人：厦门高瑞特电气自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35