專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中終端設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒及控制方法。
背景技術(shù)：
電力負(fù)荷管理終端是電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，位于整個(gè)系統(tǒng)的最底層，主要有交流信息采集、脈沖量采集、狀態(tài)量采集、自動(dòng)抄表、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、功率定值閉環(huán)控制、電能量定值閉環(huán)控制、遙控、保電剔除、異常監(jiān)測(cè)和重要事件上報(bào)等功能。電力負(fù)荷管理終端對(duì)錯(cuò)峰用電、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用電質(zhì)量的監(jiān)控，滿足現(xiàn)代電力需求側(cè)管理和電力營(yíng)銷(xiāo)的需求?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端，除了檢測(cè)終端對(duì)電壓、電流、功率判斷的性能指標(biāo)和數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)墓δ芡猓攸c(diǎn)需要判斷終端的脈沖量采集、狀態(tài)量采集、自動(dòng)抄表、功率定值閉環(huán)控制、電能量定值閉環(huán)控制、遙控、保電剔除等功能，而目前，對(duì)這些功能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)還存在較大困難，因?yàn)檫€沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的這些功能的完善手段和工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒及控制方法，它能模擬電能表脈沖輸出、電子式電能表抄表輸出、16遙控信號(hào)輸出和接受16路遙信信號(hào)輸入，并提供USB通訊接口，滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電力負(fù)荷管理終端進(jìn)行脈沖量采集、狀態(tài)量采集、自動(dòng)抄表、功率定值閉環(huán)控制、電能量定值閉環(huán)控制、遙控、保電剔除的功能檢測(cè)的需求。為達(dá)到本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案是一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，由CPU模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊、時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊、16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出以及2路RS-485輸出組成，時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊和CPLD模塊分別與CPU模塊相連，16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出和2 路RS-485輸出分別與CPLD模塊相連。所述時(shí)鐘同步模塊是內(nèi)部使用PPM、PPS作為時(shí)間同步基準(zhǔn)的GPS時(shí)鐘同步，同時(shí)支持^IG-B碼時(shí)鐘同步和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。所述16路遙信輸入是同時(shí)支持共陰、共陽(yáng)兩種模式的16路開(kāi)關(guān)量輸入，并自動(dòng)識(shí)別有源節(jié)點(diǎn)輸入極性，最大承受輸入電壓為DC400V。所述16路遙控輸出是模擬15路開(kāi)關(guān)狀態(tài)量輸出和1路門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量輸出， 可輸出頻率0 500Hz、脈寬Ims 6553%is的可編程脈沖，外接電壓支持范圍DCO 400V。所述4路脈沖輸出是通過(guò)CPLD模塊的I/O 口模擬輸出2只電能表的有功、無(wú)功電量脈沖，脈沖周期Ims 3s可調(diào)，脈沖寬度Ims 1. 5s可調(diào)。
所述2路RS-485輸出是通過(guò)RS-485通訊方式，按DL/T 645-2007通訊規(guī)約，兼容 DL/T 645-1997，同時(shí)模擬輸出64只電能表的日月電量、功率曲線、事件信號(hào)。一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的控制方法，包括如下步驟(1)開(kāi)啟工作電源后，進(jìn)行程序初始化，CPU模塊先通過(guò)時(shí)鐘同步模塊與GPS時(shí)鐘建立同步信號(hào)連接，并對(duì)GPS時(shí)鐘進(jìn)行倍頻調(diào)試，再與USB通訊模塊建立雙向連接，同時(shí)與 CPLD模塊建立連接，并控制CPLD模塊完成初始化；(2) CPU模塊通過(guò)USB通訊模塊接受模擬遙控開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量、有功無(wú)功電能量、電子式電能表抄表的輸出指令，經(jīng)解析和處理后，控制CPLD模塊調(diào)制并輸出指令所需的信號(hào)；(3)外部的開(kāi)關(guān)量經(jīng)16路遙信輸入模塊送至CPLD模塊，再傳給CPU模塊，CPU模塊處理后將信息發(fā)送至USB通訊模塊；(4)程序結(jié)束前，先關(guān)閉USB通訊連接。本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒工作原理開(kāi)啟工作電源后，CPU模塊通過(guò)時(shí)鐘同步模塊與GPS時(shí)鐘建立同步信號(hào)連接，并對(duì)GPS時(shí)鐘進(jìn)行倍頻調(diào)試，同時(shí)啟動(dòng)USB通訊程序，建立與USB通信模塊建立雙向連接；CPU模塊通過(guò)USB通訊模塊接受模擬遙控開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、內(nèi)接點(diǎn)分合狀態(tài)量、有功無(wú)功電能量、電子式電能表抄表的輸出指令，經(jīng)解析和處理后，將指令發(fā)送至CPLD模塊，由CPLD模塊調(diào)制并輸出指令所需的信號(hào)；外部的開(kāi)關(guān)量經(jīng)16路遙信輸入模塊送至CPLD模塊，再傳給CPU模塊進(jìn)行處理。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于能模擬電能表脈沖輸出、電子式電能表抄表輸出、16路遙控信號(hào)輸出和接受16路遙信信號(hào)輸入，并提供USB通訊接口，滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電力負(fù)荷管理終端進(jìn)行全檢的需求和實(shí)現(xiàn)即插即用式應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的16路遙信輸入的電路原理圖。圖3為本發(fā)明的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，由CPU 模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊、時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊、16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出、2路RS-485輸出組成，時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊和CPLD模塊分別與CPU模塊相連，16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出和2路RS-485輸出分別與 CPLD模塊相連。CPU模塊選用華邦W77E58可多次編程的快速微處理器，其內(nèi)部集成有32K的可重復(fù)編程的flash ROM,256字節(jié)的片內(nèi)存儲(chǔ)器、IK的用MOVX指令訪問(wèn)的SRAM、可編程的看門(mén)狗定時(shí)器、3個(gè)16位定時(shí)器、2個(gè)增強(qiáng)型的全雙工串行口、片內(nèi)RC振蕩器、雙16位數(shù)據(jù)指針的可多次編程的快速微處理器為核心，是用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的控制中心。CPLD模塊是選用Lattice公司的MACHX0640非易失性無(wú)限重構(gòu)可編程邏輯器件，內(nèi)部集成有嵌入式存儲(chǔ)器、PLL、LVDS、1/0，具有遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、低功耗的特點(diǎn)，封裝為 TQFP144。時(shí)鐘同步模塊選用PPM、PPS時(shí)間同步基準(zhǔn)，TTL信號(hào)電平，同時(shí)支持^IG-B碼時(shí)鐘同步和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。4路脈沖輸出是通過(guò)CPLD模塊的I/O 口模擬輸出2只電能表的有功、無(wú)功電量脈沖，脈沖周期Ims 3s可調(diào)，脈沖寬度Ims 1. 5s可調(diào)。2路RS-485輸出是通過(guò)RS-485通訊方式，按DL/T 645-2007通訊規(guī)約(兼容DL/ T 645-1997)同時(shí)模擬輸出64只電能表的日月電量、功率曲線、事件信號(hào)。16路遙信輸入中的每路遙信輸入的電路原理圖，如圖2所示，信息號(hào)hputl經(jīng)過(guò)電阻Rl (1K/0. 25W)上拉電壓、電阻R2 (10/0. 25W)限流和Dl (IN4148,小型高速開(kāi)關(guān)二極管)、D2(IN4148，小型高速開(kāi)關(guān)二極管)箝位后，進(jìn)入U(xiǎn)l (LM339，四電壓比較器)進(jìn)行比較， 再輸入CPLD模塊，16路遙信輸入兼容空接點(diǎn)和有源接點(diǎn)(DC24V 250V)輸入，最大承受輸入電壓為DC400V。16路遙控輸出是模擬15路開(kāi)關(guān)狀態(tài)量輸出和1路門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量輸出，模擬的開(kāi)關(guān)狀態(tài)量和門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量為頻率0 500Hz、脈寬Ims 6553%is的可編程脈沖，且外接電壓支持范圍為DCO 400V。對(duì)照?qǐng)D3，本發(fā)明所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的控制方法，包括如下步驟(1)開(kāi)啟工作電源后，進(jìn)行程序初始化，CPU模塊先通過(guò)時(shí)鐘同步模塊與GPS時(shí)鐘建立同步信號(hào)連接，并對(duì)GPS時(shí)鐘進(jìn)行倍頻調(diào)試，再與USB通訊模塊建立雙向連接，同時(shí)與 CPLD模塊建立連接，并控制CPLD模塊完成初始化；(2) CPU模塊通過(guò)USB通訊模塊接受模擬遙控開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量、有功無(wú)功電能量、電子式電能表抄表的輸出指令，經(jīng)解析和處理后，控制CPLD模塊調(diào)制并輸出指令所需的信號(hào)；(3)外部的開(kāi)關(guān)量經(jīng)16路遙信輸入模塊送至CPLD模塊，再傳給CPU模塊，CPU模塊處理后將信息發(fā)送至USB通訊模塊；(4)程序結(jié)束前，先關(guān)閉USB通訊連接。
權(quán)利要求
1.一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，該遙控遙信盒由 CPU模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊、時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊、16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出以及2路RS-485輸出組成，其中，時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊和CPLD 模塊分別與CPU模塊相連，16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出和2路RS-485輸出分別與CPLD模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，所述時(shí)鐘同步模塊是內(nèi)部使用PPM、PPS作為時(shí)間同步基準(zhǔn)的GPS時(shí)鐘同步，同時(shí)支持 IRIG-B碼時(shí)鐘同步和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，所述16路遙信輸入是同時(shí)支持共陰、共陽(yáng)兩種模式的16路開(kāi)關(guān)量輸入，并自動(dòng)識(shí)別有源節(jié)點(diǎn)輸入極性，最大承受輸入電壓為DC400V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，所述16路遙控輸出是模擬15路開(kāi)關(guān)狀態(tài)量輸出和1路門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量輸出，可輸出頻率0 500Hz、脈寬Ims 65534ms的可編程脈沖，外接電壓支持范圍DCO 400V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，所述4路脈沖輸出是通過(guò)CPLD模塊的I/O 口模擬輸出2只電能表的有功、無(wú)功電量脈沖，脈沖周期Ims 3s可調(diào)，脈沖寬度Ims 1. 5s可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒，其特征在于，所述2路RS-485輸出是通過(guò)RS-485通訊方式，按DL/T 645-2007通訊規(guī)約，兼容DL/T 645-1997，同時(shí)模擬輸出64只電能表的日月電量、功率曲線、事件信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒的控制方法， 其特征在于，該控制方法包括如下步驟(1)開(kāi)啟工作電源后，進(jìn)行程序初始化，CPU模塊先通過(guò)時(shí)鐘同步模塊與GPS時(shí)鐘建立同步信號(hào)連接，并對(duì)GPS時(shí)鐘進(jìn)行倍頻調(diào)試，再與USB通訊模塊建立雙向連接，同時(shí)與CPLD 模塊建立連接，并控制CPLD模塊完成初始化；(2)CPU模塊通過(guò)USB通訊模塊接受模擬遙控開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、門(mén)接點(diǎn)分合狀態(tài)量、有功無(wú)功電能量、電子式電能表抄表的輸出指令，經(jīng)解析和處理后，控制CPLD模塊調(diào)制并輸出指令所需的信號(hào)；(3)外部的開(kāi)關(guān)量經(jīng)16路遙信輸入模塊送至CPLD模塊，再傳給CPU模塊，CPU模塊處理后將信息發(fā)送至USB通訊模塊；(4)程序結(jié)束前，先關(guān)閉USB通訊連接。
全文摘要
一種用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電力負(fù)荷管理終端的遙控遙信盒及控制方法，由CPU模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊、時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊、16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出、2路RS-485輸出組成，時(shí)鐘同步模塊、USB通訊模塊和CPLD模塊分別與CPU模塊相連，16路遙信輸入、16路遙控輸出、4路脈沖輸出和2路RS-485輸出分別與CPLD模塊相連。本發(fā)明能夠模擬電能表脈沖輸出、電子式電能表抄表輸出、16路遙控信號(hào)輸出和接受16路遙信信號(hào)輸入，并提供USB通訊接口，滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電力負(fù)荷管理終端進(jìn)行全檢的需求和實(shí)現(xiàn)即插即用式應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102446410SQ201210001440
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者卿柏元, 周毅波, 曾博, 李偉堅(jiān), 李剛, 楊有賢, 楊玉梅, 潘俊濤, 王峰, 蔣雯倩 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院