二次保護裝置屏柜及其信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二次保護裝置屏柜及其信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙。二次保護裝置屏柜包括柜體及與其通信連接的獨立的人機顯示終端，柜體在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的通道前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口，且柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)通信方式進行通信。本發(fā)明的人機顯示終端與柜體獨立設(shè)置，采用通用性設(shè)計，可獨立部署，安裝尺寸和位置可以靈活改變；使用帶屏蔽以太網(wǎng)通信的方式解決了前接線二次保護裝置因人機顯示終端與裝置本體分離帶來的傳統(tǒng)通信電纜通信距離增大、抗電磁干擾不足的問題，同時實現(xiàn)了人機顯示終端靈活部署。
【專利說明】二次保護裝置屏柜及其信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域，具體涉及一種二次保護裝置及其信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙。
【背景技術(shù)】
[0002]國家電網(wǎng)公司提出了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配式建設(shè)”的核心理念，推廣戶外預(yù)制式二次設(shè)備艙的使用，這種建設(shè)模式極大的減少了工程占地面積、簡化了現(xiàn)場接線、方便了現(xiàn)場安裝、檢修、維護。預(yù)制式二次設(shè)備艙由工廠整體生產(chǎn)、整體運輸，實現(xiàn)二次組合設(shè)備安裝、二次接線、照明、暖通、火災(zāi)報警、安防、圖像監(jiān)控等工廠調(diào)試、集成。
[0003]在新一代智能變電站中，預(yù)制式二次設(shè)備艙內(nèi)部往往需要布置雙排的二次保護裝置屏柜，由于兩排屏柜必須靠后方的艙壁擺放，因此只能在二次設(shè)備屏柜的柜體前端開門(此處的柜體是指包含有二次設(shè)備的屏柜本體；前端是指朝向設(shè)備艙通道的柜體板面)。但是傳統(tǒng)的二次保護裝置屏柜一般采用板前安裝、板后接線的組屏方式，該方式不能滿足使屏柜緊靠二次設(shè)備艙后方的艙壁擺放的要求；另外，在傳統(tǒng)板前安裝、板后接線的組屏方式下，屏柜的人機顯示終端與柜體本體是緊密的一體，采用的方式基本上是人機顯示終端與柜體本體使用扁平電纜連接，進行信息傳輸及按鍵響應(yīng)，整個液晶顯示終端安裝于柜體本體前端，與柜體本體形成一個封閉的整體，通信電纜的EMC抗干擾性考慮的很少，嚴(yán)重依賴于裝置外殼抵抗EMC干擾；并且這種一體式安裝無法將所有屏柜的顯示終端進行集中監(jiān)控，必須用戶步行到各個分散安裝的保護裝置屏柜處進行查看，使用極為不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種二次保護裝置屏柜，以解決現(xiàn)有組屏方式的屏柜不適用于預(yù)制式二次設(shè)備艙安裝使用要求的問題，同時通過了一種使用該二次保護裝置屏柜的信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種二次保護裝置屏柜，包括柜體及與其通信連接的獨立的人機顯示終端，所述柜體在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的通道前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口，且柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)通信方式進行通信。
[0006]所述人機顯示終端包括CPU，所述CPU連接有與柜體通信連接的以太網(wǎng)通信接口和顯示及按鍵控制單元。
[0007]本發(fā)明二次保護裝置屏柜信息顯示方法，包括如下步驟:
[0008](I)柜體中的PC機設(shè)計生成描述繼電保護裝置圖形界面的圖形界面文件；
[0009](2)圖形界面文件上傳到人機顯示終端中，人機顯示終端加載圖形界面文件，并根據(jù)圖形界面文件及二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型，動態(tài)繪制界面，查詢數(shù)據(jù)信息、響應(yīng)用戶交互操作、向柜體發(fā)送命令。
[0010]所述PC機采用所見即所得的圖形設(shè)計方式設(shè)計生成用圖形界面文件。[0011]所述人機顯示終端包括CPU ;PC機設(shè)計生成的圖形界面文件根據(jù)人機顯示終端CPU類型轉(zhuǎn)換為指定為與人機顯示終端CPU相同字節(jié)序的格式，文件檢驗信息以CRC32的方式對文件中的其它數(shù)據(jù)進行檢驗信息計算。
[0012] 所述人機顯示終端在加載圖形界面文件時判定字節(jié)序與本人機顯示終端CPU是否相同，并判定文件檢驗是否一致，二者任意一個不正確，加載失?。蝗绻虞d成功，人機顯示終端根據(jù)以太網(wǎng)口的IP配置通過以太網(wǎng)口建立與柜體的TCP通信，查詢二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型CRC32值是否與緩存的一致，如果是首次運行或數(shù)據(jù)模型變化時，以通信的方式查詢二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型，并進行緩存，在后續(xù)運行時無需再次查詢，然后加載緩存數(shù)據(jù)模型；加載不成功，告警。
[0013]人機顯示終端根據(jù)所連接的二次保護裝置動態(tài)調(diào)整需要顯示的界面列表，并動態(tài)調(diào)整調(diào)用界面的按鈕狀態(tài)。
[0014]本發(fā)明一種預(yù)制式二次設(shè)備艙的技術(shù)方案如下:包括用于在通道兩側(cè)靠艙壁擺放的雙排二次保護裝置屏柜，所述每個二次保護裝置屏柜包括柜體及與其通信連接的獨立的人機顯示終端，所述柜體在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口，且柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)通信方式進行通?目。
[0015]所述人機顯示終端包括CPU，所述CPU連接有與柜體通信連接的以太網(wǎng)通信接口和顯示及按鍵控制單元。
[0016]本發(fā)明的二次保護裝置屏柜及其信息顯示方法和預(yù)制式二次設(shè)備艙，其人機顯示終端與柜體獨立設(shè)置，采用通用性設(shè)計，可獨立部署，安裝尺寸和位置可以靈活改變；使用帶屏蔽以太網(wǎng)通信的方式解決了前接線二次保護裝置因人機顯示終端與裝置本體分離帶來的傳統(tǒng)通信電纜通信距離增大、抗電磁干擾不足的問題，同時實現(xiàn)了人機顯示終端靈活部署。
[0017]采用獨立的自帶CPU及應(yīng)用程序的液晶人機顯示終端，使用屏蔽以太網(wǎng)代替扁平電纜與裝置本體通信的，以自適應(yīng)的信息組織方式，顯示到液晶人機顯示終端上的方法，能獨立控制液晶的顯示及觸摸響應(yīng)；不依賴于保護裝置本體。
[0018]采用所見即所得的方式進行界面設(shè)計，加快了界面開發(fā)，通過動態(tài)查詢數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)對界面的動態(tài)自適應(yīng)調(diào)整，兼容多種保護裝置，避免了保護裝置人機顯示硬件、軟件因前接線方式修改都要重新開發(fā)的問題。
[0019]通過查詢保護裝置數(shù)據(jù)模型及對界面顯示動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)信息顯示兼容不同的保護裝置，界面僅作為框架，依據(jù)填充的數(shù)據(jù)條目信息完成最終的保護裝置業(yè)務(wù)信息展示。PC機設(shè)計生成的圖形界面文件根據(jù)人機顯示終端CPU類型轉(zhuǎn)換為指定為與人機顯示終端CPU相同字節(jié)序的格式，文件檢驗信息以CRC32的方式對文件中的其它數(shù)據(jù)進行檢驗信息計算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明預(yù)制式二次設(shè)備艙兩側(cè)艙壁擺放示意圖；
[0021]圖2為人機顯示終端柜門打開時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為人機顯示終端柜門關(guān)閉時的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖4為人機顯示終端硬件原理圖；
[0024]圖5為人機界面設(shè)計運行示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0026]為了滿足預(yù)制式二次設(shè)備艙內(nèi)屏柜的擺放要求，必須對傳統(tǒng)二次保護裝置柜體的接線方式進行修改，由板后接線改為板前接線，如圖2?圖3所示，本發(fā)明提供了一種二次保護裝置屏柜，包括柜體I及與其通信連接的獨立的人機顯示終端2，柜體I在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的通道前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口 3。
[0027]但是采用本發(fā)明的板前接線方式時，在人機顯示終端與柜體之間增加了一個用于板前接線的物理空腔，導(dǎo)致了人機顯示終端與柜體的分離；人機顯示終端與屏柜本體的分離，使用通信距離增大，如果不改變通信模式，通信電纜直接暴露在空氣中，將對保護裝置帶來極大的負面影響；同時由于保護裝置的界面顯示基本是與保護CPU共CPU或共PCB板，要把界面引出來，同時保證ECM性能，因此本發(fā)明的柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)4通信方式進行通信。
[0028]如圖4所示,本實施例的人機顯示終端包括CPU,該CPU連接有與柜體通信連接的以太網(wǎng)通信接口和顯示及按鍵控制單元；CPU采用穩(wěn)壓電源供電，顯示及按鍵控制單元還包括有LED燈，本實施例中的按鍵控制為觸屏控制方式。
[0029]本發(fā)明采用獨立的自帶CPU及應(yīng)用程序的液晶人機顯示終端，使用屏蔽以太網(wǎng)代替扁平電纜與裝置本體通信的，以自適應(yīng)的信息組織方式，顯示到液晶人機顯示終端上的方法，來解決前接線二次保護裝置因人機顯示終端與裝置本體分離帶來的傳統(tǒng)通信電纜通信距離增大、抗電磁干擾能力不足的問題；能獨立控制液晶的顯示及觸摸響應(yīng)；不依賴于保護裝置本體；自帶兩路以太網(wǎng)口，以太網(wǎng)口 2固定為與裝置本體通信，以太網(wǎng)口 I固定為人機顯示終端的調(diào)試、配置口，硬件原理圖如圖4所示。
[0030]人機顯示終端使用屏蔽以太網(wǎng)線與保護裝置本體進行通信，人機顯示終端可獨立安裝、布局，靈活部署。較優(yōu)的人機顯示終端安裝在保護裝置本體前面，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由于兩者之間通過支持較長通信距離的以太網(wǎng)線通信，人機顯示終端可以安裝在其它位置，例如:與保護裝置本體同屏的上層、下層，其它層，甚至是其它的屏柜上，使得保護裝置本體的安裝與顯示位置可以不同，有利于用戶對空間、信息查看進行合理安排，例如:分散安裝的保護裝置，把所有顯示終端以較小的尺寸安裝在集中的監(jiān)控小室內(nèi)，無需用戶步行到各個分散安裝的保護裝置處，就能在監(jiān)控小室查看這些保護裝置的信息。
[0031]屏蔽以太網(wǎng)線優(yōu)先的選用電口，在通信距離特別長，電口衰減明顯時，則選用光纖。
[0032]本發(fā)明還提供了一種預(yù)制式二次設(shè)備艙，包括用于在通道兩側(cè)靠艙壁擺放的雙排二次保護裝置屏柜，每個二次保護裝置屏柜的結(jié)構(gòu)如上所述。
[0033]本發(fā)明還提供了一種二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，包括如下步驟:
[0034](I)柜體中的PC機設(shè)計生成描述繼電保護裝置圖形界面的圖形界面文件；
[0035](2)圖形界面文件上傳到人機顯示終端中，人機顯示終端解釋執(zhí)行器加載圖形界面文件，并根據(jù)圖形界面文件及二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型，動態(tài)繪制界面，查詢數(shù)據(jù)信息、響應(yīng)用戶交互操作、向柜體發(fā)送命令。
[0036]本實施例的PC機采用所見即所得的圖形設(shè)計方式設(shè)計生成用圖形界面文件。
[0037]圖形界面文件以圖形元素為最基本的單位，圖形界面文件描述了圖形界面包括的圖形元素及其布局、數(shù)據(jù)展示和交互響應(yīng)、文件檢驗信息。其保存格式為二進制數(shù)據(jù)方式，并可以指定保存的字節(jié)序，以適應(yīng)不同CPU類型的繼電保護裝置；本實施例是根據(jù)人機顯示終端CPU類型轉(zhuǎn)換為指定為與人機顯示終端CPU相同字節(jié)序的格式；文件檢驗信息以CRC32的方式對文件中的其它數(shù)據(jù)進行檢驗信息計算，放到人機顯示終端中解析顯示，如圖5所示。
[0038]為了兼容不同的保護裝置，在界面設(shè)計時，按自適應(yīng)方式進行界面設(shè)計、保存，界面顯示時，根據(jù)所連接的二次保護裝置動態(tài)調(diào)整需要顯示的界面列表，并動態(tài)調(diào)整調(diào)用界面的按鈕狀態(tài)。
[0039]另外，人機顯示終端不自帶保護裝置的數(shù)據(jù)模型，而是在首次運行或數(shù)據(jù)模型變化時，以CRC32的方法計算保護裝置的數(shù)據(jù)模型，并以其值與裝置中的相應(yīng)值進行比較，以比較結(jié)果作為依據(jù)來判定保護裝置的數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)是否變化。采用通信的方式查詢保護裝置的數(shù)據(jù)模型，并以XML格式保存為文件方式進行緩存，在后續(xù)運行時無需再次查詢。緩存的保護裝置數(shù)據(jù)模型以及信息顯示、查詢的數(shù)據(jù)組織方式，以“CPU”、“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型”、“數(shù)據(jù)條目分組”、“數(shù)據(jù)條目”的四級結(jié)構(gòu)進行組織，層次清晰，查詢方便高效。
[0040]啟動裝置，人機顯示終端加載時判定字節(jié)序與本人機顯示終端CPU是否相同，并判定文件檢驗是否一致，二者任意一個不正確，加載失敗。
[0041]如果加載成功，隨后，人機顯示終端根據(jù)以太網(wǎng)口 2的IP配置通過以太網(wǎng)口 2建立與裝置本體的TCP通信，查詢裝置本體的數(shù)據(jù)模型CRC32值是否與緩存的一致，如果是首次運行或數(shù)據(jù)模型變化時，以通信的方式查詢保護裝置的數(shù)據(jù)模型，并以XML格式保存為
文件方式進行緩存，在后續(xù)運行時無需再次查詢，然后加載緩存數(shù)據(jù)模型。加載不成功，告
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[0042]然后，人機顯示終端根據(jù)所連接的保護裝置動態(tài)調(diào)整需要顯示的界面列表，并動態(tài)調(diào)整調(diào)用界面的按鈕狀態(tài)。
[0043]最后，人機顯示終端進入正常的保護裝置信息顯示及用戶操作例程，根據(jù)界面內(nèi)容要求查詢相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并顯示；接受用戶的觸摸操作，對裝置下命令或轉(zhuǎn)換顯示界面。
[0044]人機顯示終端，采用通用性設(shè)計，可獨立部署，安裝尺寸和位置可以靈活改變。自帶CPU，能獨立控制液晶的顯示及觸摸響應(yīng)；不依賴于保護裝置本體；自帶兩路以太網(wǎng)口，以太網(wǎng)口 2固定為與裝置本體通信，以太網(wǎng)口 I固定為人機顯示終端的調(diào)試、配置口，硬件原理圖如圖4所示。通過查詢保護裝置數(shù)據(jù)模型及對界面顯示動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)信息顯示兼容不同的保護裝置，界面僅作為框架，依據(jù)填充的數(shù)據(jù)條目信息完成最終的保護裝置業(yè)務(wù)信息展示。人機顯示終端包括CPU ；PC機設(shè)計生成的圖形界面文件根據(jù)人機顯示終端CPU類型轉(zhuǎn)換為指定為與人機顯示終端CPU相同字節(jié)序的格式，文件檢驗信息以CRC32的方式對文件中的其它數(shù)據(jù)進行檢驗信息計算。
[0045]以上實施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二次保護裝置屏柜，其特征在于:包括柜體及與其通信連接的獨立的人機顯示終端，所述柜體在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的通道前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口，且柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)通信方式進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次保護裝置屏柜，其特征在于:所述人機顯示終端包括CPU，所述CPU連接有與柜體通信連接的以太網(wǎng)通信接口和顯示及按鍵控制單元。
3.—種如權(quán)利要求1所述的二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)柜體中的PC機設(shè)計生成描述繼電保護裝置圖形界面的圖形界面文件； (2)圖形界面文件上傳到人機顯示終端中，人機顯示終端加載圖形界面文件，并根據(jù)圖形界面文件及二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型，動態(tài)繪制界面，查詢數(shù)據(jù)信息、響應(yīng)用戶交互操作、向柜體發(fā)送命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，其特征在于:所述PC機采用所見即所得的圖形設(shè)計方式設(shè)計生成用圖形界面文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，其特征在于:所述人機顯示終端包括CPU ；PC機設(shè)計生成的圖形界面文件根據(jù)人機顯示終端CPU類型轉(zhuǎn)換為指定為與人機顯示終端CPU相同字節(jié)序的格式，文件檢驗信息以CRC32的方式對文件中的其它數(shù)據(jù)進行檢驗信息計算。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，其特征在于:所述人機顯示終端在加載圖形界面文件時判定字節(jié)序與本人機顯示終端CPU是否相同，并判定文件檢驗是否一致，二者任意一個不正確，加載失?。蝗绻虞d成功，人機顯示終端根據(jù)以太網(wǎng)口的IP配置通過以太網(wǎng)口建立與柜體的TCP通信，查詢二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型CRC32值是否與緩存的一致，如果是首次運行或數(shù)據(jù)模型變化時，以通信的方式查詢二次保護裝置的數(shù)據(jù)模型，并進行緩存，在后續(xù)運行時無需再次查詢，然后加載緩存數(shù)據(jù)模型；加載不成功，告警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次保護裝置屏柜的信息顯示方法，其特征在于:人機顯示終端根據(jù)所連接的二次保護裝置動態(tài)調(diào)整需要顯示的界面列表，并動態(tài)調(diào)整調(diào)用界面的按鈕狀態(tài)。
8.一種預(yù)制式二次設(shè)備艙，其特征在于:包括用于在通道兩側(cè)靠艙壁擺放的雙排二次保護裝置屏柜，所述每個二次保護裝置屏柜包括柜體及與其通信連接的獨立的人機顯示終端，所述柜體在用于朝向預(yù)制式二次設(shè)備艙的前端設(shè)有用于與獨立的人機顯示終端通信連接的通信接口，且柜體與該人機顯示終端之間采用屏蔽以太網(wǎng)通信方式進行通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)制式二次設(shè)備艙，其特征在于:所述人機顯示終端包括CPU，所述CPU連接有與柜 體通信連接的以太網(wǎng)通信接口和顯示及按鍵控制單元。
【文檔編號】H02B15/00GK103904580SQ201410113728
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】吳雙惠, 蔣懷貞, 高建琨, 戚振偉, 卜銀娜, 王四偉 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