一种可扩展的合并单元装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可扩展的合并单元装置，其包括内部背板总线、电源PWR模块、跳闸TRIP模块、I/O模块、通信控制CC模块、CPU模块、以及用于模拟量采样的交流采样模块；所述CPU模块与通信控制CC模块之间通过对时总线、同步总线和数据总线通信连接，以实现采样数据之间的同步；所述CPU模块与I/O模件之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现开关量的采集；所述CPU模块与跳闸TRIP模块之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现对外部继电器的跳闸操作。本实用新型专利技术通过设置内部背板总线进行数据传输，并增加独立的通信控制CC模块用于光以太网的扩展，提高了通用性和扩展性，降低了电力系统的通讯和维护成本。电力系统的通讯和维护成本。电力系统的通讯和维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的合并单元装置


[0001]本技术涉及电力数字化变电站通讯
，特别涉及一种可扩展的合并单元装置。

技术介绍

[0002]在变电站通讯系统中，常规的合并单元装置架构通常采用单个CPU模块，受限于单个CPU模块的硬件资源，光以太网的数量一般只能支持8个，而母线保护装置至少需要24个光口；因此，对于常规的合并单元装置通常需要采用多个装置来满足工程现场使用的需求，其可靠性较低，成本较高，经济性差，不利于电力系统的通讯和维护。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可扩展的合并单元装置，该装置的通用性和扩展性得到了提高，降低了使用成本。
[0004]为达到上述目的，本技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]本技术提供一种可扩展的合并单元装置，其包括内部背板总线、电源PWR模块、跳闸TRIP模块、I/O模块、通信控制CC模块、CPU模块、以及用于模拟量采样的交流采样模块；所述内部背板总线包括CAN总线、对时总线、同步总线和数据总线；
[0006]所述CPU模块与通信控制CC模块之间通过对时总线、同步总线和数据总线通信连接，以实现采样数据之间的同步；所述CPU模块与I/O模件之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现开关量的采集；所述CPU模块与跳闸TRIP模块之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现对外部继电器的跳闸操作。
[0007]优选地，所述内部背板总线还包括电压监测总线；所述CPU模块通过所述电压监测总线与电源PWR模块连接，以对供电电压进行监视。
[0008]优选地，所述的交流采样模块的面板宽度为10TE；所述电源PWR模块的面板宽度为9TE；所述CPU模块、跳闸TRIP模块、通信控制CC模块和I/O模块的面板宽度均为5TE。
[0009]优选地，所述电源PWR模块的数量为1；所述I/O模块的数量为4；所述通信控制CC模块的数量为3；所述CPU模块、跳闸TRIP模块及交流采样模块的数量均为2。
[0010]优选地，所述通信控制CC模块采用型号为EP4CE55F23I7的FPGA芯片；每个所述通信控制CC模块均支持12个传输速率为100Mbps的光以太网的扩展及数据同步。
[0011]优选地，所述CPU模块采用全志T3/A40i处理器；所述FPGA芯片与所述全志T3/A40i处理器之间通过千兆以太网RGMII接口、串行总线SPI以及SDIO总线进行通信连接。
[0012]优选地，所述CAN总线的芯片型号为SI65HVD230DR，所述CAN总线对开关量数据的传输速率为1Mbps。
[0013]优选地，还包括面板模块；所述面板模块包括传输速率为100Mbps的以太网口；所述通信控制CC模块和CPU模块均通过以太网与所述面板模块连接；所述面板模块还包括32个状态指示灯RUN_LED以及用于实现人机交互的LCD液晶显示屏。
[0014]优选地，所述数据总线包括第一收发器U1、第二收发器U2和第三收发器U3；所述第一收发器U1包括用于数据发送的管脚BUS_Tx，所述第二收发器U2包括用于接收总线数据的接收管脚BUS_Rx；所述第二收发器的输入端A经第三电阻R3和第一电阻R1与所述第一收发器U1的输出端Y电连，以实现数据BUS_Data的传输；并且电源VCC33经第二电阻R2与相互并联的第三电阻R3和第一电阻R1电连；所述第三收发器U3的时钟输入BUS_Clk通过电阻R7和电容C1与接地点GND相连，以降低时钟信号的辐射发射的能量。
[0015]优选地，所述对时总线包括第四收发器U4和第五收发器U5；所述第四收发器U4包括用于数据发送管脚Tx；所述第五收发器U5包括用于接收数据信号的接收管脚为Rx；所述第五收发器U5的输入端A经第十电阻R10和第八电阻R8与所述第四收发器U4的输出端Y电连，以实现数据Data的传输；并且电源VCC33经第九电阻R9与相互并联的第八电阻R8和第十电阻R10电连。
[0016]与现有技术相比，本技术所达到的有益效果是：
[0017]本技术通过设置内部背板总线进行数据传输，并增加独立的通信控制CC模块用于光以太网的灵活配置和扩展，提高了通用性和扩展性，降低了电力系统的通讯和维护成本，并且通信控制CC模块采用FPGA芯片，提高了装置数据传输可靠性，适用性强，能够满足不同工程现场使用的需求。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例提供的可扩展的合并单元装置的结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例提供的数据总线的电路原理示意图；
[0020]图3是本技术实施例提供的对时总线的电路原理示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0022]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0023]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0024]如图1所示，本技术实施例提供的可扩展的合并单元装置，包括内部背板总
线，内部背板总线包括CAN总线101、对时总线102、同步总线103、数据总线104和电压监测总线；以及，包括至少一个电源PWR模块300，跳闸TRIP模块310、（开入/开出）I/O模块320、CPU模块340、面板模块360、用于光以太网接口的通信控制CC模块330、用于模拟量采样的交流采样模块350；其中，CPU模块340与通信控制CC模块330之间通过对时总线102、同步总线103和数据总线104通信连接，以实现采样数据之间的同步；CPU模块340与I/O模件320之间通过CAN总线101和对时总线102通信连接，以实现开关量的采集；CPU模块340与跳闸TRIP模块310之间通过CA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的合并单元装置，其特征在于，包括内部背板总线、电源PWR模块、跳闸TRIP模块、I/O模块、通信控制CC模块、CPU模块、以及用于模拟量采样的交流采样模块；所述内部背板总线包括CAN总线、对时总线、同步总线和数据总线；所述CPU模块与通信控制CC模块之间通过对时总线、同步总线和数据总线通信连接，以实现采样数据之间的同步；所述CPU模块与I/O模件之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现开关量的采集；所述CPU模块与跳闸TRIP模块之间通过CAN总线和对时总线通信连接，以实现对外部继电器的跳闸操作。2.根据权利要求1所述的可扩展的合并单元装置，其特征在于，所述内部背板总线还包括电压监测总线；所述CPU模块通过所述电压监测总线与电源PWR模块连接，以对供电电压进行监视。3.根据权利要求1所述的可扩展的合并单元装置，其特征在于，所述的交流采样模块的面板宽度为10TE；所述电源PWR模块的面板宽度为9TE；所述CPU模块、跳闸TRIP模块、通信控制CC模块和I/O模块的面板宽度均为5TE。4.根据权利要求1至3任一所述的可扩展的合并单元装置，其特征在于，所述电源PWR模块的数量为1；所述I/O模块的数量为4；所述通信控制CC模块的数量为3；所述CPU模块、跳闸TRIP模块及交流采样模块的数量均为2。5.根据权利要求4所述的可扩展的合并单元装置，其特征在于，所述通信控制CC模块采用型号为EP4CE55F23I7的FPGA芯片；每个所述通信控制CC模块均支持12个传输速率为100Mbps的光以太网的扩展及数据同步。6.根据权利要求5所述的可扩展的合并单元装置，其特征在于，所述CPU模块采用全志T3/A40i处理器；所述FPGA芯片与所述全志T3/A40i处理器之间通...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍银龙，王宏，陈从靖，臧佳，卢家力，曹冰，门殿卿，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：