專利名稱：電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，所述電力現(xiàn)場監(jiān)控 設(shè)備具備電力參數(shù)高精度采集和錄波、電力設(shè)備可靠控制、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通訊和路由、遠(yuǎn)程維 護(hù)和更新、設(shè)備板件即插即用等功能。
背景技術(shù)：
為了響應(yīng)國家增大內(nèi)需的政策需要和國家客運(yùn)快速鐵路發(fā)展的需要，需要對鐵路 沿線和火車站房內(nèi)的電力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控和當(dāng)?shù)刈詣踊刂啤Ｔ趥鹘y(tǒng)的技術(shù)中，通常是 在就地安裝一個電力信號監(jiān)控的設(shè)備，并且該設(shè)備具備通訊功能。然而，現(xiàn)有的國內(nèi)外的產(chǎn) 品中的RTU(遠(yuǎn)程終端單元)設(shè)備現(xiàn)已經(jīng)不能或者不能很好的支持我國鐵路建設(shè)的需要。在 這些設(shè)備中，有的設(shè)備體積龐大安裝不方便；有的設(shè)備可靠性低，精度不夠，沒有故障錄波 功能，無法準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)；有的設(shè)備容量不足，不能滿足鐵路需求；有的設(shè)備不能接入 現(xiàn)場的電子儀表之類的設(shè)備等。因而，當(dāng)前急需一種可滿足我國鐵路建設(shè)需要的電力現(xiàn)場 監(jiān)控設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為解決背景技術(shù)中所存在的問題以及其他技術(shù)問題，設(shè)計了本發(fā)明。本發(fā)明提供一種電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其采用可插拔分布式結(jié)構(gòu)，所述電力現(xiàn)場監(jiān) 控設(shè)備包括一個或多個機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板，和機(jī)箱間通訊連接口 ；并且每個機(jī)箱包 括一個基于ARM處理器的通訊處理板，一個或多個基于DSP的模擬量處理板，一個或多 個基于DSP的狀態(tài)量和開關(guān)量處理板，一個或多個配合模擬量處理板的電流信號或者電壓 信號轉(zhuǎn)換和隔離的接口板，一個或多個配合狀態(tài)量和開關(guān)量處理板隔離狀態(tài)和開關(guān)的接口 板，一個給機(jī)箱設(shè)備供電的可以為蓄電池充放電的電源板；所述通訊處理板、模擬量處理板 和狀態(tài)量開關(guān)量處理板分別都是含有一個CPU處理器的智能板，其中所述通訊處理板通過 機(jī)箱背板電路以及機(jī)箱間通訊連接口和其他智能板連接，以使多個CPU之間協(xié)同工作，所 述基于DSP的模擬量處理板和/或狀態(tài)量和開關(guān)量處理板通過機(jī)箱背板電路監(jiān)控就近的所 述接口板采集的電力狀態(tài)?？蛇x的，所述機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板為配套使用，能夠根據(jù)現(xiàn)場需要定制外形尺寸?？蛇x的，所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部電路采用模塊化設(shè)計，各模塊獨(dú)立成一 個功能單元，機(jī)箱提供模塊接口，并將各模塊連接成一個系統(tǒng)?？蛇x的，所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部的模塊包括通信主模塊，電壓電流采集 模塊，遙測處理模塊，遙信采集模塊，遙信遙控處理模塊，遙控輸出模塊及電源模塊，所述各 模塊分別布置在各個相應(yīng)電路板上?？蛇x的，所述通信主模塊負(fù)責(zé)所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備與主站及其他設(shè)備之間的通 訊，與DSP芯片的數(shù)據(jù)傳輸以及所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，該通信主模塊配置多種通信接口 ；所述電壓電流采集模塊負(fù)責(zé)現(xiàn)場工程數(shù)據(jù)的采集；所述遙測處理模 塊內(nèi)含一塊DSP中央處理器芯片與兩塊A/D轉(zhuǎn)換芯片，該模塊用于處理采集的遙測數(shù)據(jù)，將 所采集的遙測數(shù)據(jù)處理運(yùn)算，得到相/線電流、相/線電壓、有功功率、無功功率、相序、相 角；所述遙信采集模塊負(fù)責(zé)狀態(tài)量的監(jiān)視；所述遙信遙控處理模塊，內(nèi)含一塊DSP中央處理 器芯片，該遙信遙控模塊用于處理遙信模塊的輸入和控制遙控模塊的輸出；所述遙控輸出 模塊執(zhí)行主站下發(fā)的遙控操作命令，遙控開關(guān)的分與合；所述電源模塊為供電裝置?？蛇x的，所述電壓電流采集模塊采集12或24路交流電壓、12或24路交流電流， 以及4路直流電量，在采集交流電量時，該模塊通過互感器隔離方式將采集調(diào)理數(shù)據(jù)傳輸 到DSP的A/D模塊進(jìn)行內(nèi)部處理運(yùn)算；所述遙信采集模塊具有32路遙信接線端子，從而實 現(xiàn)32個狀態(tài)量的監(jiān)視功能；所述遙控輸出模塊實現(xiàn)16路遙控輸出；所述電源模塊的輸入 為 AC/DC 220V 或 110V，輸出為 DC27V?？蛇x的，所述通信主模塊配置有2個CAN現(xiàn)場總線口，3個RS232通訊串口以及3 個RS485通訊串口，2個10/100M以太網(wǎng)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，并且相應(yīng)于所述CAN現(xiàn)場總線口、 RS232通訊串口以及RS485通訊串口分別配置有用于顯示通信狀態(tài)的通信狀態(tài)燈；所述電 壓電流采集模塊包括有交流采集進(jìn)線出線、電流端子、電壓端子、直流采集端子、直流公共 接線端子；所述遙測處理模塊配置兩個CAN BUS現(xiàn)場總線接口、以及兩個232/485串行通 信接口，并且相應(yīng)于各接口配置相應(yīng)的通信狀態(tài)燈；所述遙信采集模塊具有直流24V輸出 端子，其輸出直流24V電壓，作為內(nèi)部遙信母線，每個遙信模塊的直流24V輸出端子與其他 遙信模塊的直流24V輸出端子相互獨(dú)立，所述遙信采集模塊包括32路遙信接線端子、遙信 母線端子、以及直流24V輸出端子；所述遙信遙控處理模塊配置有兩個CAN BUS現(xiàn)場總線接 口、兩個232/485串行通信接口，并且配置有運(yùn)行狀態(tài)燈、通信狀態(tài)燈、以及相應(yīng)于所述遙 信遙控處理模塊各接口的通信狀態(tài)燈；所述遙控輸出模塊的輸出端子獨(dú)立使用，或組成合 /分閘對使用，所述遙控輸出模塊包括遙控進(jìn)線出線端子、16路遙控輸出端子、以及24V直 流輸出端子?？蛇x的，所述電源模塊采用交流電源/蓄電池供電方式，該模塊實現(xiàn)原副邊隔離， 具有充電功能，能夠?qū)π铍姵爻潆姡诮涣鲾嚯姇r電池不間斷的對裝置供電，此外還具有對 蓄電池的保護(hù)功能，裝置正常運(yùn)行時，電源模塊在交流有電時可對蓄電池進(jìn)行充電，同時為 本裝置供電；當(dāng)交流失電時，蓄電池對電源模塊供電，零切換時間，使電源模塊正常運(yùn)行； 當(dāng)蓄電池放電到關(guān)斷點(diǎn)時，電源模塊切斷蓄電池的輸出，從而斷電；當(dāng)交流重新上電時，電 源模塊重復(fù)為蓄電池充電；所述電源模塊包括交直流220V輸入端子、失電告警端子、蓄電 池放電告警端子、直流24V輸出端子、以及蓄電池接線端子。可選的，所述電壓電流采集模塊所包含端子的數(shù)量能夠根據(jù)需要設(shè)置?？蛇x的，所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備按以下四層進(jìn)行技術(shù)架構(gòu)第一層為物理層，包括 各種物理硬件接口，主要接入和調(diào)理外部信號；第二層為采集處理層，主要是各個物理接口 的采集驅(qū)動和通訊接口驅(qū)動，經(jīng)過本層處理，測控裝置獲得外部物理信號的數(shù)字化數(shù)據(jù)；第 三層為核心業(yè)務(wù)層，主要對采集數(shù)據(jù)相應(yīng)處理并用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，對各個通訊接口的通 訊過程進(jìn)行控制，對采集和控制任務(wù)進(jìn)行調(diào)度；第四層為綜合業(yè)務(wù)層，主要針對測控裝置的 應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)映射和圖形顯示，使得最終顯示和提供的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用的需求； 同時提供遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)剡M(jìn)行測控裝置的系統(tǒng)管理。根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，充分滿足了我國鐵路建設(shè)的需要，并具有這些特點(diǎn)模塊化配置，根據(jù)現(xiàn)場需求配置板件；機(jī)架式 安裝，各種尺寸都有，滿足現(xiàn)場各種情況；多CPU分布式計算，滿足對監(jiān)控實效性的需求；多 通道，高密度采集，滿足現(xiàn)場容量需求；具備故障錄波功能，有效甄別故障性質(zhì)；多級隔離 接入，滿足現(xiàn)場強(qiáng)電磁場環(huán)境需要，安全可靠。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備機(jī)箱正面組成圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的通信主模塊面板圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的電壓電流采集模塊面板圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的遙測處理模塊面板圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的遙信采集模塊面板圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的遙信遙控處理模塊面板圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的遙控輸出模塊面板圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的電源模塊面板圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的技術(shù)架構(gòu)層次圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明所提供的一種電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，采用了可插拔分布式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部板件可 配置。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備包括機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板，和機(jī)箱間通訊連接口，并且每 個機(jī)箱包括一個基于ARM處理器的通訊處理板；一個或多個基于DSP的模擬量處理板；一 個或多個基于DSP的狀態(tài)量和開關(guān)量處理板；一個或多個配合模擬量處理板的電流信號或 者電壓信號轉(zhuǎn)換和隔離的接口板；一個或多個配合狀態(tài)量和開關(guān)量處理板隔離狀態(tài)和開關(guān) 的接口板；一個給機(jī)箱設(shè)備供電的可以為蓄電池充放電的電源板。所述機(jī)箱及機(jī)箱背板電 路板為配套使用，可以根據(jù)現(xiàn)場需要定制外形尺寸，所述通訊處理板、模擬量處理板和狀態(tài) 量開關(guān)量處理板都是含有一個CPU處理器的智能板。其中所述通訊處理板通過所述機(jī)箱背 板電路以及機(jī)箱間通訊連接口和其他智能板連接，達(dá)到多CPU之間協(xié)同工作的目的。所述 基于DSP的模擬量處理板和/或狀態(tài)量和開關(guān)量處理板通過機(jī)箱背板電路監(jiān)控就近的所述 接口板采集的電力狀態(tài)。為使本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)更加明顯，以下對本發(fā)明所涉及電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的模 塊進(jìn)行更詳細(xì)的說明。本發(fā)明所涉及的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備采用模塊化設(shè)計，各模塊獨(dú)立成一個功能單 元，機(jī)箱提供模塊接口，并將各模塊連接成一個系統(tǒng)。在該實施例中，標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊有7 種，如圖1所示，它們按圖順序從左至右分別是通信主模塊，電壓電流采集模塊，遙測處理 模塊，遙信采集模塊，遙信遙控處理模塊，遙控輸出模塊以及電源模塊。對于以上各模塊，將結(jié)合圖2-8進(jìn)行詳細(xì)描述。所述通信主模塊如圖2所示，負(fù)責(zé)所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備與主站及其他設(shè)備之間 的通訊，與DSP芯片的數(shù)據(jù)傳輸以及所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理。該通信主模塊配置多種通信接口，其中有2個CAN現(xiàn)場總線口，3個RS232通訊串口以及3個RS485 通訊串口。另配有2個10/100M以太網(wǎng)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口。并且相應(yīng)于所述CAN現(xiàn)場總線口、 RS232通訊串口以及RS485通訊串口分別配置有用于顯示通信狀態(tài)的通信狀態(tài)燈。所述電壓電流采集模塊如圖3所示，負(fù)責(zé)現(xiàn)場工程數(shù)據(jù)的采集，即遙測，該模塊可 以采集12路交流電壓、12路交流電流(或24路交流電壓/24路交流電流)以及4路直流 電量(電壓或電流)，在采集交流電量時，該模塊通過互感器隔離方式將采集調(diào)理數(shù)據(jù)傳輸 到DSP的A/D模塊進(jìn)行內(nèi)部處理運(yùn)算。所述電壓電流采集模塊包括有交流采集進(jìn)線出線、 電流端子、電壓端子、直流采集端子、直流公共接線端子，并且這些端子的數(shù)量可根據(jù)需要 設(shè)置。所述遙測處理模塊如圖4所示，內(nèi)含一塊DSP中央處理器芯片與兩塊A/D轉(zhuǎn)換芯 片，該模塊用于處理采集的遙測數(shù)據(jù)，將所采集的遙測數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部程序的處理運(yùn)算，得到 相/線電流、相/線電壓、有功功率、無功功率、相序、相角以及其他參數(shù)等。所述遙測處理 模塊配置兩個CAN BUS現(xiàn)場總線接口、以及兩個232/485串行通信接口，并且相應(yīng)于各接口 配置相應(yīng)的通信狀態(tài)燈。所述遙信采集模塊如圖5所示，負(fù)責(zé)狀態(tài)量的監(jiān)視，例如開關(guān)的變位與狀態(tài)。該模 塊可以實現(xiàn)32個狀態(tài)量的監(jiān)視功能。該模塊的具有直流24V輸出端子，其輸出直流24V電 壓，作為內(nèi)部遙信母線。每個遙信模塊的直流24V輸出端子與其他遙信模塊的“DI24V”相 互獨(dú)立。所述遙信采集模塊包括32路遙信接線端子、遙信母線端子、以及直流24V輸出端 子。所述遙信遙控處理模塊如圖6所示，內(nèi)含一塊DSP中央處理器芯片，該模塊用于處 理遙信模塊的輸入和控制遙控模塊的輸出。所述遙信遙控處理模塊配置兩個CAN BUS現(xiàn)場 總線接口、兩個232/485串行通信接口，并且配置有運(yùn)行狀態(tài)燈、通信狀態(tài)燈、以及相應(yīng)于 所述遙信遙控處理模塊各接口的通信狀態(tài)燈。所述遙控輸出模塊如圖7所示，執(zhí)行主站下發(fā)的遙控操作命令，遙控開關(guān)的分與 合，該模塊可以實現(xiàn)16路遙控輸出。遙控模塊的輸出端子可以獨(dú)立使用，也可以組成合/ 分閘對使用。所述遙控輸出模塊包括遙控進(jìn)線出線端子、16路遙控輸出端子、以及24V直流 輸出端子。所述電源模塊如圖8所示，為整個裝置供電，電源模塊的輸入為AC/DC220V或 110V，輸出為DC 27V。本裝置采用交流電源/蓄電池供電方式。該模塊實現(xiàn)原副邊隔離， 隔離強(qiáng)度高，抗干擾能力強(qiáng)，具有充電功能，可對蓄電池充電，在交流斷電時電池可不間斷 的對裝置供電，此外還具有對蓄電池的保護(hù)功能。裝置正常運(yùn)行時，電源模塊在交流有電時 可對蓄電池進(jìn)行充電，同時為本裝置供電；當(dāng)交流失電時，蓄電池對電源模塊供電，零切換 時間，使本裝置正常運(yùn)行。當(dāng)蓄電池放電到關(guān)斷點(diǎn)時，電源模塊切斷蓄電池的輸出，裝置斷 電。當(dāng)交流重新上電時，電源模塊重復(fù)為蓄電池充電。所述電源模塊包括交直流220V輸入 端子、失電告警端子、蓄電池放電告警端子、直流24V輸出端子、以及蓄電池接線端子。在技術(shù)架構(gòu)上，根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備按四層構(gòu)建和實施，如圖9所示， 所述四層分別是第一層為物理層，包括各種物理硬件接口，主要接入和調(diào)理外部信號；第二層為采集處理層，主要是各個物理接口的采集驅(qū)動和通訊接口驅(qū)動，經(jīng)過本層處理，測控裝置獲得外部物理信號的數(shù)字化數(shù)據(jù)；第三層為核心業(yè)務(wù)層，主要對采集數(shù)據(jù)相應(yīng)處理并用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，對各個通 訊接口的通訊過程進(jìn)行控制，對采集和控制任務(wù)進(jìn)行調(diào)度；第四層為綜合業(yè)務(wù)層，主要針對測控裝置的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)映射和圖形 顯示，使得最終顯示和提供的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用的需求；同時提供遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)剡M(jìn)行測控裝置的 系統(tǒng)管理。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，通過程序設(shè)計可完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集、邏輯和過程控制 等功能，選擇適宜的通訊方式和協(xié)議可實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控。在制造中，采用工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，能適 應(yīng)地理環(huán)境惡劣無人值守的應(yīng)用方式，可廣泛用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。模塊化的組裝方便了 實際應(yīng)用。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部ARM嵌入式的操作系統(tǒng)，既可實現(xiàn)ARM處理器與DSP 芯片之間的通訊，又可實現(xiàn)遠(yuǎn)動終端與主站的通訊，并自動完成運(yùn)行管理工作。同時，提供 實時看門狗定時器和現(xiàn)場數(shù)據(jù)掉電保護(hù)等豐富實用的控制功能。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備執(zhí) 行的任務(wù)流程取決于下載到ARM處理器與DSP芯片中的程序。設(shè)備具有多個輸入輸出接口，實現(xiàn)所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備與現(xiàn)場信號的連接。這 些輸入輸出接口在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有多種樣式，滿足多種信號類型。如模擬量、數(shù) 字量、脈沖量等信號?？捎糜跍y量電壓、電流等信號。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備可在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)供電的環(huán)境下應(yīng)用。電源模塊具有多項保護(hù) 措施，可選用220V/110V交直流電、24V直流電源、蓄電池方式供電。在一般條件下，可組成 無人值守工作站或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備具有性能穩(wěn)定、功能全面、配置靈活、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，可 在鐵路、水利、電力等自動化控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。以上應(yīng)用具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，所述僅為本發(fā)明的較 佳實施例而已，其說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，并非用于限定本發(fā) 明的保護(hù)范圍。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范 圍上均會有改變之處，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，采用可插拔分布式結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備包括一個或多個機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板，和機(jī)箱間通訊連接口；并且每個機(jī)箱包括一個基于ARM處理器的通訊處理板，一個或多個基于DSP的模擬量處理板，一個或多個基于DSP的狀態(tài)量和開關(guān)量處理板，一個或多個配合模擬量處理板的電流信號或者電壓信號轉(zhuǎn)換和隔離的接口板，一個或多個配合狀態(tài)量和開關(guān)量處理板隔離狀態(tài)和開關(guān)的接口板，一個給機(jī)箱設(shè)備供電的可以為蓄電池充放電的電源板；所述通訊處理板、模擬量處理板和狀態(tài)量開關(guān)量處理板分別都是含有一個CPU處理器的智能板，其中所述通訊處理板通過機(jī)箱背板電路以及機(jī)箱間通訊連接口和其他智能板連接，以使多個CPU之間協(xié)同工作，所述基于DSP的模擬量處理板和/或狀態(tài)量和開關(guān)量處理板通過機(jī)箱背板電路監(jiān)控就近的所述接口板采集的電力狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板為配套使用，能夠根據(jù)現(xiàn)場需要定制外形尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部電路采用模塊化設(shè)計，各模塊獨(dú)立成一個功能單元， 機(jī)箱提供模塊接口，并將各模塊連接成一個系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求3所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部的模塊包括通信主模塊，電壓電流采集模塊，遙測處 理模塊，遙信采集模塊，遙信遙控處理模塊，遙控輸出模塊及電源模塊，所述各模塊分別布 置在各個相應(yīng)電路板上。
5.如權(quán)利要求3所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述通信主模塊負(fù)責(zé)所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備與主站及其他設(shè)備之間的通訊，與DSP芯 片的數(shù)據(jù)傳輸以及所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，該通信主模塊配置多種通 信接口 ；所述電壓電流采集模塊負(fù)責(zé)現(xiàn)場工程數(shù)據(jù)的采集；所述遙測處理模塊內(nèi)含一塊DSP中央處理器芯片與兩塊A/D轉(zhuǎn)換芯片，該模塊用于處 理采集的遙測數(shù)據(jù)，將所采集的遙測數(shù)據(jù)處理運(yùn)算，得到相/線電流、相/線電壓、有功功 率、無功功率、相序、相角；所述遙信采集模塊負(fù)責(zé)狀態(tài)量的監(jiān)視；所述遙信遙控處理模塊，內(nèi)含一塊DSP中央處理器芯片，該遙信遙控模塊用于處理遙 信模塊的輸入和控制遙控模塊的輸出；所述遙控輸出模塊執(zhí)行主站下發(fā)的遙控操作命令，遙控開關(guān)的分與合；所述電源模塊為供電裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述電壓電流采集模塊采集12或24路交流電壓、12或24路交流電流，以及4路直流 電量，在采集交流電量時，該模塊通過互感器隔離方式將采集調(diào)理數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻SP的A/D模 塊進(jìn)行內(nèi)部處理運(yùn)算；所述遙信采集模塊具有32路遙信接線端子，從而實現(xiàn)32個狀態(tài)量的監(jiān)視功能；所述遙控輸出模塊實現(xiàn)16路遙控輸出；所述電源模塊的輸入為AC/DC 220V或110V，輸出為DC 27V。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述通信主模塊配置有2個CAN現(xiàn)場總線口，3個RS232通訊串口以及3個RS485通訊 串口，2個10/100M以太網(wǎng)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，并且相應(yīng)于所述CAN現(xiàn)場總線口、RS232通訊串 口以及RS485通訊串口分別配置有用于顯示通信狀態(tài)的通信狀態(tài)燈；所述電壓電流采集模塊包括有交流采集進(jìn)線出線、電流端子、電壓端子、直流采集端 子、直流公共接線端子；所述遙測處理模塊配置兩個CAN BUS現(xiàn)場總線接口、以及兩個232/485串行通信接口， 并且相應(yīng)于各接口配置相應(yīng)的通信狀態(tài)燈；所述遙信采集模塊具有直流24V輸出端子，其輸出直流24V電壓，作為內(nèi)部遙信母線， 每個遙信模塊的直流24V輸出端子與其他遙信模塊的直流24V輸出端子相互獨(dú)立，所述遙 信采集模塊包括32路遙信接線端子、遙信母線端子、以及直流24V輸出端子；所述遙信遙控處理模塊配置有兩個CAN BUS現(xiàn)場總線接口、兩個232/485串行通信接 口，并且配置有運(yùn)行狀態(tài)燈、通信狀態(tài)燈、以及相應(yīng)于所述遙信遙控處理模塊各接口的通信 狀態(tài)燈；所述遙控輸出模塊的輸出端子獨(dú)立使用，或組成合/分間對使用，所述遙控輸出模塊 包括遙控進(jìn)線出線端子、16路遙控輸出端子、以及24V直流輸出端子。
8.如權(quán)利要求5或6所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述電源模塊采用交流電源/蓄電池供電方式，該模塊實現(xiàn)原副邊隔離，具有充電功 能，能夠?qū)π铍姵爻潆?，在交流斷電時電池不間斷的對裝置供電，此外還具有對蓄電池的保 護(hù)功能，裝置正常運(yùn)行時，電源模塊在交流有電時可對蓄電池進(jìn)行充電，同時為本裝置供 電；當(dāng)交流失電時，蓄電池對電源模塊供電，零切換時間，使電源模塊正常運(yùn)行；當(dāng)蓄電池 放電到關(guān)斷點(diǎn)時，電源模塊切斷蓄電池的輸出，從而斷電；當(dāng)交流重新上電時，電源模塊重 復(fù)為蓄電池充電；所述電源模塊包括交直流220V輸入端子、失電告警端子、蓄電池放電告 警端子、直流24V輸出端子、以及蓄電池接線端子。
9.如權(quán)利要求7所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于 所述電壓電流采集模塊所包含端子的數(shù)量能夠根據(jù)需要設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1-5任一項所述的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其特征在于 所述電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備按以下四層進(jìn)行技術(shù)架構(gòu)第一層為物理層，包括各種物理硬件接口，主要接入和調(diào)理外部信號； 第二層為采集處理層，主要是各個物理接口的采集驅(qū)動和通訊接口驅(qū)動，經(jīng)過本層處 理，測控裝置獲得外部物理信號的數(shù)字化數(shù)據(jù)；第三層為核心業(yè)務(wù)層，主要對采集數(shù)據(jù)相應(yīng)處理并用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，對各個通訊接 口的通訊過程進(jìn)行控制，對采集和控制任務(wù)進(jìn)行調(diào)度；第四層為綜合業(yè)務(wù)層，主要針對測控裝置的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)映射和圖形顯 示，使得最終顯示和提供的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用的需求；同時提供遠(yuǎn)方和當(dāng)?shù)剡M(jìn)行測控裝置的系 統(tǒng)管理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，其采用可插拔分布式結(jié)構(gòu)，包括一個或多個機(jī)箱及機(jī)箱背板電路板，和機(jī)箱間通訊連接口；并且每個機(jī)箱包括一個基于ARM處理器的通訊處理板，一個或多個基于DSP的模擬量處理板，一個或多個基于DSP的狀態(tài)量和開關(guān)量處理板，一個或多個配合模擬量處理板的電流信號或者電壓信號轉(zhuǎn)換和隔離的接口板，一個或多個配合狀態(tài)量和開關(guān)量處理板隔離狀態(tài)和開關(guān)的接口板，一個給機(jī)箱設(shè)備供電的可以為蓄電池充放電的電源板。根據(jù)本發(fā)明的電力現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，充分滿足了我國鐵路建設(shè)的需要；多CPU分布式計算，高密度采集，滿足現(xiàn)場容量需求；具備故障錄波功能，有效甄別故障性質(zhì)；多級隔離接入，滿足現(xiàn)場強(qiáng)電磁場環(huán)境需要，安全可靠。
文檔編號H02J13/00GK101800443SQ201010144470
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者吳仁德, 李存義, 胡學(xué)華 申請人:北京南凱自動化系統(tǒng)工程有限公司