一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，屬于分散式布局的智能電力裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明首先檢測所有子模塊的在線狀態(tài)，判斷各在線子模塊的地址是否與地址表信息中的地址一致；若存在不一致的子模塊時，驅(qū)動該子模塊的前級模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位信息；子模塊接收到前級模塊發(fā)送的地址整定標(biāo)志位后，對主模塊發(fā)送地址整定請求；主模塊根據(jù)整定請求信息及子模塊的前級模塊地址，為該子模塊分配地址信息，并通過通訊對此子模塊實(shí)現(xiàn)地址整定操作。本發(fā)明能夠使子模塊地址自動整定，且規(guī)避了重復(fù)地址的風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不受背板的結(jié)構(gòu)限制，擴(kuò)展能力強(qiáng)，專用通訊的其可整定范圍可以達(dá)到隨意擴(kuò)展的目的。
【專利說明】一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，屬于分散式布局的智能電力裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]分散式布局的裝置中主模塊與子模塊中均配置有可編程邏輯芯片，其擴(kuò)展能力相對于現(xiàn)有的集中式控制的裝置顯著增強(qiáng)。主模塊與子模塊通訊需要建立每個模塊對應(yīng)的ID信息，一般整定子模塊的ID信息有2種方式，一是通過背板與識別電路建立每個接入的子模塊的ID信息，二是通過對子模塊預(yù)設(shè)ID信息，人為的保證每個子模塊的ID信息與其
--對應(yīng)。
[0003]1、通過背板與識別電路建立子模塊的ID信息
[0004]中國專利CN201310629396.1介紹了一種智能電力裝置，在子模塊中引入可編程邏輯控制器，大大減輕了主模塊中可編程邏輯控制器的運(yùn)算壓力，系統(tǒng)擴(kuò)展性顯著增強(qiáng)，同時主模塊可編程邏輯控制器不參與數(shù)據(jù)的前期處理，減少了系統(tǒng)資源，在外部擴(kuò)展需求較大的場合，亦可以考慮用較低級的處理器，適度降低系統(tǒng)成本。由其組成的裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。此裝置架構(gòu)中，對通訊地址的編碼采用的是背板編碼方式。背板信息反映不同的數(shù)據(jù)位，通過選通方式等手段實(shí)現(xiàn)，子模塊接入裝置時，可通過表示其接入位置的ID號進(jìn)行識別，當(dāng)插件接入時，此ID號被激活，主模塊可通過輪詢、子模塊上電啟動自動上送來檢測新接入的子模塊，在主模塊中為其配置資源。
[0005]ID號實(shí)現(xiàn)方式有三種:1)在主模塊中實(shí)現(xiàn)，例如主模塊通過CS0、CSl、CSn等片選信號分別接入背板A、B、N的位置，當(dāng)子模塊接入背板A時，CSO被激活，主模塊識別子模塊接入背板A位置；2)在背板中實(shí)現(xiàn)，例如背板中有開入回路，公共端接入5V電源，背板A、B、N位置分別接入主模塊的KRl、KR2、KRn位置，子模塊中對應(yīng)背板位置為短接端子，當(dāng)子模塊接入背板A位置時，KRl被激活，表示背板A位置接入子模塊；3)在子模塊中實(shí)現(xiàn)，例如子模塊中有開入回路，公共端接5V電源，背板對應(yīng)位置為短接狀態(tài)，當(dāng)子模塊接入背板時，對應(yīng)回路被激活，對應(yīng)的KR接入主模塊開入回路中，表示此位置模塊ID被激活。ID號亦可以通過子模塊中通訊數(shù)據(jù)傳輸給主模塊實(shí)現(xiàn)。
[0006]以上三種ID號的編碼方式均采用背板與子模塊結(jié)合的方式進(jìn)行，不論是在背板中實(shí)現(xiàn)還是在主模塊中實(shí)現(xiàn)，亦或是在子模塊中實(shí)現(xiàn)，其建立的基礎(chǔ)均為主模塊通過背板與子模塊建立聯(lián)絡(luò)關(guān)系，而背板的缺點(diǎn)就是不能隨意擴(kuò)展，受限于現(xiàn)有的背板走線的空間布局影響，其擴(kuò)展的子模塊數(shù)量同樣受限制。
[0007]2、預(yù)置地址信息編碼方式
[0008]在分布式布局的子模塊中，人為預(yù)先設(shè)置裝置的地址信息，對每個接入的子模塊按照一定的規(guī)律方法，進(jìn)行代表模塊地址信息的ID信息的整定。如圖2所示，針對某一裝置對其接入的子模塊分別預(yù)設(shè)地址為1、2、3對應(yīng)其ID信息，任意子模塊或全部子模塊接入時，主模塊均可以依據(jù)其ID信息進(jìn)行區(qū)別。
[0009]該方法整定ID信息比較麻煩，且由于ID信息整定過程的影響，存在初始地址重復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突，裝置失效。當(dāng)子模塊需要更換時，需要整定其ID信息與被替換子模塊一致，增加操作復(fù)雜度與出錯風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能裝置地址編碼方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過背板方式進(jìn)行編碼所導(dǎo)致的對背板依賴大以及不易擴(kuò)展的問題。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，該編碼方法包括以下步驟:
[0012]I)檢測所有子模塊的在線狀態(tài)，判斷各在線子模塊的地址是否與地址表信息中的地址一致；
[0013]2)若存在不一致的子模塊時，驅(qū)動該子模塊的前級模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位信息；
[0014]3)子模塊接收到前級模塊發(fā)送的地址整定標(biāo)志位后，對主模塊發(fā)送地址整定請求；
[0015]4)主模塊根據(jù)整定請求信息及子模塊的前級模塊地址，為該子模塊分配地址信息，并通過通訊對此子模塊實(shí)現(xiàn)地址整定操作。
[0016]所述步驟I)中地址表是智能電力裝置在第一次上電初始化操作時，由主模塊對所有在線子模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得到的順序依次排列、具有級差的地址信息。
[0017]所述步驟2)中的地址整定標(biāo)志位信息是由主模塊發(fā)動，驅(qū)動已整定地址的子模塊，通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道向后級子模塊發(fā)送。
[0018]所述的專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道為專用置位方式或I/O方式，各模塊之間通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道采用手拉手的串行方式連接，以保證地址整定標(biāo)志位信息一對一傳輸。
[0019]所述的地址整定標(biāo)志位信息為0、1信息或者是數(shù)據(jù)組合，表示發(fā)送接收到此信息的子模塊開始地址整定操作。
[0020]所述步驟3)子模塊對主模塊發(fā)送地址整定請求時，通過設(shè)置一個隨機(jī)量的地址信息的方式完成一個初始地址的設(shè)定。
[0021]所述步驟4)中主模塊通過地址整定標(biāo)志位傳遞通道對子模塊直接進(jìn)行地址整定操作。
[0022]所述主模塊采用運(yùn)算規(guī)則對接入的子模塊進(jìn)行地址編碼操作。
[0023]所述子模塊中設(shè)置有地址鎖存單元，用于鎖存地址信息。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先檢測所有子模塊的在線狀態(tài)，判斷各在線子模塊的地址是否與地址表信息中的地址一致；若存在不一致的子模塊時，驅(qū)動該子模塊的前級模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位信息；子模塊接收到前級模塊發(fā)送的地址整定標(biāo)志位后，對主模塊發(fā)送地址整定請求；主模塊根據(jù)整定請求信息及子模塊的前級模塊地址，為該子模塊分配地址信息，并通過通訊對此子模塊實(shí)現(xiàn)地址整定操作。本發(fā)明中子模塊地址自動整定，且規(guī)避了重復(fù)地址的風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不受背板的結(jié)構(gòu)限制，擴(kuò)展能力強(qiáng)，此方式其可整定范圍可以達(dá)到隨意擴(kuò)展的目的。子模塊地址與子模塊的物理連接方式相對應(yīng)，便于配置信息的更新。單模塊損壞后，更換新模塊不需要地址信息的設(shè)置操作，更換過程簡單便捷。主模塊對每個子模塊依次完成地址的整定，且和其儲存的地址表信息一致，方便數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)子模塊的在線情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是主從控制器模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置架構(gòu)圖；
[0026]圖2是預(yù)設(shè)ID信息的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是子模塊中內(nèi)部單元示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明所采用的地址編碼方法的流程圖；
[0029]圖5是各I旲塊端口連接不意圖；
[0030]圖6是子模塊地址設(shè)置過程示意圖；
[0031]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中模塊端口連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0033]在分散式布局的智能電力裝置中，由于各個含可編程邏輯芯片的子模塊相對獨(dú)立，主模塊與子模塊通訊時需要對子模塊的地址進(jìn)行編碼操作?，F(xiàn)有技術(shù)中通過背板的方式進(jìn)行編碼，對背板的依賴較大，且系統(tǒng)配置靈活度受限于背板的布局結(jié)構(gòu)，不能適用于任意擴(kuò)展的分散式布局的裝置結(jié)構(gòu)。
[0034]為此，本發(fā)明提出了一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，該方法中，主模塊、子模塊采用復(fù)用通道的數(shù)據(jù)總線連接，子模塊之間依次傳遞整定地址標(biāo)志信息，地址整定標(biāo)志位信息由主模塊發(fā)動，驅(qū)動已整定地址的子模塊，通過專用通道逐個向后級子模塊發(fā)送，主模塊按照規(guī)則依次對子模塊完成地址初始化設(shè)置。地址分配由主模塊實(shí)現(xiàn)，各模塊傳遞的地址標(biāo)志位信息由主模塊驅(qū)動，通過子模塊轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)每次均對一個子模塊實(shí)現(xiàn)地址整定操作，且與物理上順序連接的單元保持一致。各模塊順序相連，模塊之間傳輸信息通道有兩種，一種是通訊總線的形式，在通訊總線中各模塊依靠各模塊的地址信息進(jìn)行位置識別；一種是地址標(biāo)志位傳遞通道，其采用的是手拉手串接的方式，可防止數(shù)據(jù)的混舌L保證數(shù)據(jù)一對一傳輸，其連接方式結(jié)構(gòu)示意圖如附圖5所示。主模塊與子模塊，或主模塊驅(qū)動子模塊向后級子模塊傳遞地址整定標(biāo)志信息，可采用通訊方式也可采用物理I/o等方式，地址整定標(biāo)志信息可以單純的是0、1等信息，也可以是復(fù)雜的數(shù)據(jù)組合。通訊方式可以是RS485，亦或是CAN或者ETH等通訊手段。子模塊中設(shè)置有地址鎖存，用于初始化及地址數(shù)據(jù)變化后更新。
[0035]子模塊由專用端口接收上級模塊的地址整定標(biāo)志位，當(dāng)上級子模塊完成地址整定后，向與此子模塊級聯(lián)的下級子模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位，子模塊接收到上級模塊的地址整定標(biāo)志位后，地址未鎖存時，子模塊與主模塊通訊，由主模塊對此子模塊的進(jìn)行地址設(shè)定操作，該方法的流程如圖4所示，具體過程如下。
[0036]1.主模塊檢測在線子模塊，并與主模塊中存儲的子模塊地址信息表信息比對。建立需要驗(yàn)證的地址信息，如缺失3、6，建立需要比對的地址為3、6、n+l (考慮擴(kuò)展性原來η個子模塊，當(dāng)出現(xiàn)變動時會出現(xiàn)第η+1塊物理位置的可能)。
[0037]地址表是智能電力裝置在第一次上電初始化操作時，由主模塊對所有在線子模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得到的順序依次排列、具有級差的地址信息。其中裝置第一次上電時地址編碼過程如下:
[0038]a.裝置第一次上電初始化操作，主模塊啟動后，此時主模塊中子模塊地址表信息為空，對所有的在線子模塊統(tǒng)計(jì)，并建立順序依次排列、具有級差的地址信息，進(jìn)而生成地址表,如 1、2、3、4......η ；
[0039]b.主模塊通過一個專用通道與子模塊I相連，通過此通道向子模塊I發(fā)送地址整定標(biāo)志，子模塊I接收到此信息后，向主模塊發(fā)送整定地址申請，主模塊接收到申請后，從地址表中取第一個地址為其整定地址，如I ;
[0040]c.主模塊驅(qū)動子模塊I向子模塊2發(fā)送地址整定標(biāo)志，子模塊2整定地址，如2，以此類推，完成地址表中所有信息與物理順序連接的模塊的地址信息一一對應(yīng)。
[0041]2.若存在與地址表信息不一致的子模塊時，主模塊驅(qū)動該子模塊前級子模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位信息。
[0042]地址整定標(biāo)志位信息是由主模塊發(fā)動，驅(qū)動已整定地址的子塊，通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道向后級子模塊發(fā)送，地址整定標(biāo)志位傳遞通道為專用置位方式或I/o方式，各模塊之間通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道采用手拉手的串行方式連接，以保證地址整定標(biāo)志位信息一對一傳輸。
[0043]3.子模塊接收到前級模塊發(fā)送的地址整定標(biāo)志位后，產(chǎn)生反饋信息與主模塊建立鏈路。
[0044]4.主模塊根據(jù)該子模塊的前級子模塊的地址，根據(jù)地址計(jì)算規(guī)則，為該子模塊分配地址信息，通過通訊對此子模塊實(shí)現(xiàn)裝置地址整定操作。
[0045]子模塊對主模塊發(fā)送地址整定請求時，通過設(shè)置一個隨機(jī)量的地址信息的方式完成一個初始地址的設(shè)定，如圖6所示，子模塊未設(shè)置地址或滿足其他地址設(shè)置操作時，可采用如下方式實(shí)現(xiàn)地址整定操作，首先自動設(shè)置一個隨機(jī)量的地址信息，通過通訊總線向主模塊發(fā)送一請求更改地址信息的報(bào)文，此報(bào)文包含自行生成的隨機(jī)量的地址信息。
[0046]下面以一個主模塊接入5個子模塊的結(jié)構(gòu)為例來說明本發(fā)明所提供的智能裝置地址自動編碼方法的具體過程，主模塊和子模塊順序連接，如圖7所示。其地址編碼過程如下:
[0047]裝置初次上電，主模塊首先對其通過地址整定標(biāo)志位通道，對直接接入的子模塊I發(fā)送標(biāo)志位信息，子模塊I接收到此信息后向主模塊發(fā)送地址整定請求，主模塊按照規(guī)則對其分配地址為I;
[0048]子模塊I完成地址整定后，主模塊驅(qū)動子模塊I通過地址整定標(biāo)志位通道，對子模塊2發(fā)送標(biāo)志位信息，子模塊2接收到此信息后向主模塊發(fā)送地址整定請求，主模塊按照規(guī)則對其分配地址為2 ；
[0049]子模塊2完成地址整定后，主模塊驅(qū)動子模塊2通過地址整定標(biāo)志位通道，對子模塊3發(fā)送標(biāo)志位信息，子模塊3接收到此信息后向主模塊發(fā)送地址整定請求，主模塊按照規(guī)則對其分配地址為3 ；
[0050]子模塊3完成地址整定后，主模塊驅(qū)動子模塊3通過地址整定標(biāo)志位通道，對子模塊4發(fā)送標(biāo)志位信息，子模塊4接收到此信息后向主模塊發(fā)送地址整定請求，主模塊按照規(guī)則對其分配地址為4 ；
[0051]子模塊4完成地址整定后，主模塊驅(qū)動子模塊4通過地址整定標(biāo)志位通道，對子模塊5發(fā)送標(biāo)志位信息，子模塊5接收到此信息后向主模塊發(fā)送地址整定請求，主模塊按照規(guī)則對其分配地址為5 ；
[0052]子模塊2和子模塊4同時更換，新模塊接入系統(tǒng)時，主模塊中缺失單元為2、4，按照地址從小到大的順序整定，分別嘗試子模塊2、子模塊4和子模塊6的在線情況。
[0053]首先主模塊對子模塊2前級的子模塊I發(fā)送命令，驅(qū)使子模塊I向子模塊2傳遞地址整定標(biāo)志，子模塊2開始執(zhí)行地址整定操作，整定為地址2 ;其次主模塊對子模塊4前級的子模塊3發(fā)送命令，驅(qū)使子模塊3向子模塊4傳遞地址整定標(biāo)志，子模塊4開始執(zhí)行地址整定操作，整定為地址4。由于不再出現(xiàn)未知子模塊，因此完成地址配置。
【權(quán)利要求】
1.一種主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，該編碼方法包括以下步驟: 1)檢測所有子模塊的在線狀態(tài)，判斷各在線子模塊的地址是否與地址表信息中的地址一致； 2)若存在不一致的子模塊時，驅(qū)動該子模塊的前級模塊發(fā)送地址整定標(biāo)志位信息； 3)子模塊接收到前級模塊發(fā)送的地址整定標(biāo)志位后，對主模塊發(fā)送地址整定請求； 4)主模塊根據(jù)整定請求信息及子模塊的前級模塊地址，為該子模塊分配地址信息，并通過通訊對此子模塊實(shí)現(xiàn)地址整定操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述步驟1)中地址表是智能電力裝置在第一次上電初始化操作時，由主模塊對所有在線子模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得到的順序依次排列、具有級差的地址信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述步驟2)中的地址整定標(biāo)志位信息是由主模塊發(fā)動，驅(qū)動已整定地址的子模塊，通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道向后級子模塊發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述的專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道為專用置位方式或I/O方式，各模塊之間通過專用地址整定標(biāo)志位傳遞通道采用手拉手的串行方式連接，以保證地址整定標(biāo)志位信息一對一傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述的地址整定標(biāo)志位信息為0、1信息或者是數(shù)據(jù)組合，表示發(fā)送接收到此信息的子模塊開始地址整定操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述步驟3)子模塊對主模塊發(fā)送地址整定請求時，通過設(shè)置一個隨機(jī)量的地址信息的方式完成一個初始地址的設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述步驟4)中主模塊通過地址整定標(biāo)志位傳遞通道對子模塊直接進(jìn)行地址整定操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述主模塊采用運(yùn)算規(guī)則對接入的子模塊進(jìn)行地址編碼操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的主從模塊結(jié)構(gòu)的智能電力裝置地址編碼方法，其特征在于，所述子模塊中設(shè)置有地址鎖存單元，用于鎖存地址信息。
【文檔編號】G05B19/042GK104407539SQ201410565832
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】王永剛, 徐濤, 方正, 李優(yōu)雅, 鄭曉慶 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司