時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀的制作方法
【專利摘要】時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀，包括定時仿真電路(2)、人機接口電路(7)、RX通信接口(8)、RX脈沖電路(9)，其定時仿真電路的處理器(3)的仿真幀出口(34)、通信控制出口(35)、通信狀態(tài)入口(36)分別與TX通信接口(5)的仿真幀入口(51)、通信控制入口(52)、通信狀態(tài)出口(53)連接，處理器(3)的TX脈沖控制出口(37)與TX脈沖電路(6)的TX脈沖控制入口(61)連接，TX通信接口(5)的通信狀態(tài)出口(53)與TX脈沖電路(6)的脈沖觸發(fā)口(62)連接。用于變電站IED設(shè)備的實時響應(yīng)與時間同步能力，仿真輸出網(wǎng)路報文信號和時間標記信號，接收分析網(wǎng)絡(luò)信號并針對捕獲的指定信息輸出時間標記信號。
【專利說明】時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及智能變電站二次設(shè)備的檢測，具體是一種可在指定時刻仿真輸出網(wǎng)絡(luò)信號并可發(fā)出脈沖標記該信號輸出時刻的儀器，該儀器也可實時過濾并用脈沖標記出指定的網(wǎng)絡(luò)接收信號。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站(以下簡稱變電站)二次系統(tǒng)，是一種IED設(shè)備、智能組件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其之間通信連接而成的集成設(shè)備，實現(xiàn)變電站一 / 二次設(shè)備及其環(huán)境的保護、控制與監(jiān)測等功能。二次系統(tǒng)可由多廠家智能電子設(shè)備(intelligent electronic device, IED)共同集成，國內(nèi)通常采用“三層IED設(shè)備、兩層以太網(wǎng)絡(luò)”的典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。即，二次系統(tǒng)分為站控層、間隔層、過程層等三層IED設(shè)備，IED設(shè)備之間采用以太網(wǎng)連接，以太網(wǎng)物理層遵循IEEE802.3標準可采用光/電信號傳輸，以太網(wǎng)應(yīng)用信息結(jié)構(gòu)(或數(shù)據(jù)幀)一般遵循DL /T860標準。
[0003]二次系統(tǒng)，既包含了該變電站IED設(shè)備硬件的系統(tǒng)集成，也包括了基于該硬件系統(tǒng)由IED組態(tài)與鏈接邏輯所構(gòu)建功能的系統(tǒng)集成，具有多環(huán)節(jié)、多設(shè)備、協(xié)同配合實現(xiàn)變電站功能的技術(shù)特點。即，IED單體設(shè)備往往是變電站某功能的某個環(huán)節(jié)，其單體功能的實時能力影響變電站功能整體技術(shù)性能。
[0004]由于二次系統(tǒng)除了具有上述技術(shù)特點之外，還應(yīng)具備電網(wǎng)要求的實時采樣分析、實時操作控制、準確判斷故障和及時處理事故等能力。由此，二次系統(tǒng)通常由時間同步設(shè)備接收GPS、北斗衛(wèi)星的授時信號實現(xiàn)自身時間同步，并通過向其它IED設(shè)備輸出時間同步信號的方式實現(xiàn)IED設(shè)備之間的時間同步。其中，精密時間同步信號多采用1PPS、IRIG-B、PTP等方式。
[0005]由此，IED設(shè)備實時能力包括了設(shè)備功能實時響應(yīng)與時間同步能力，而IED時間同步能力本質(zhì)是其實時應(yīng)用時間同步信號的能力，應(yīng)通過IED功能實時響應(yīng)進行體現(xiàn)。SP，IED設(shè)備實時能力，既包含了網(wǎng)絡(luò)信號接收與輸出端口之間的設(shè)備功能實時響應(yīng)能力，也包括網(wǎng)絡(luò)接收、輸出端口實時信號與其攜帶時間信息的一致性。目前，該方面性能檢測尚有待完善物理可展示性、可溯源性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供一種可在指定時刻仿真輸出網(wǎng)絡(luò)信號并以脈沖標記網(wǎng)絡(luò)信號輸出時刻的儀器，該儀器也可接收分析網(wǎng)絡(luò)信號并針對指定接收信息輸出時間標記脈沖。
[0007]時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀，包括定時仿真電路、人機接口電路、RX通信接口、RX脈沖電路，所述定時仿真電路包括處理器、時鐘電路、TX通信接口、TX脈沖電路，處理器的秒脈沖入口、時間值入口、鐘源控制主口分別與時鐘電路的秒脈沖出口、時間值出口、鐘源控制從口連接，處理器的仿真幀出口、通信控制出口、通信狀態(tài)入口分別與TX通信接口的仿真幀入口、通信控制入口、通信狀態(tài)出口連接，處理器的TX脈沖控制出口與TX脈沖電路的TX脈沖控制入口連接，TX通信接口的通信狀態(tài)出口與TX脈沖電路的脈沖觸發(fā)口連接；所述RX通信接口的接收幀出口與處理器的接收幀入口連接，RX脈沖電路的RX脈沖入口與處理器的RX脈沖出口連接；所述人機接口電路7與處理器3連接。
[0008]所述RX通信接口、TX通信接口既可分別為用作不同雙向通信接口的輸入、輸出單元，也可用作一體化雙向通信接口的輸入、輸出單元。
[0009]本實用新型可作為輔助檢測器具，用于檢驗智能變電站IED設(shè)備的實時響應(yīng)能力與時間同步能力，可通過接收外部輸入的標準時間同步信號實現(xiàn)儀器的時間同步，儀器可在指定時刻仿真輸出網(wǎng)路報文信號并輸出時間標記信號，也可接收分析網(wǎng)絡(luò)信號并針對捕獲的指定信息輸出時間標記信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀其中一個實施例的原理示意圖；
[0011]圖2是應(yīng)用本實用新型時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀其中一個實施例的端口通信信號與時間標記脈沖同步響應(yīng)的時序示意圖。
[0012]圖3是應(yīng)用本實用新型時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀其中一個實施例的端口通信信號與時間標記脈沖同步響應(yīng)的處理流程示意圖。
[0013]圖1中，1-時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀，2-定時仿真電路，3-處理器，4-時鐘電路，5-TX通信接口，6-TX脈沖電路，7-人機接口電路，8-RX通信接口，9-RX脈沖電路，31-秒脈沖入口，32-時間值入口，33-鐘源控制主口，34-仿真幀出口，35-通信控制出口，36-通信狀態(tài)入口，37-TX脈沖控制出口，38-接收幀入口，39-RX脈沖出口，41-秒脈沖出口，42-時間值出口，43-鐘源控制從口，45-分脈沖輸出端，46-秒脈沖輸出端，47-T整分鐘時刻的分脈沖信號，48-T整分鐘時刻的秒脈沖信號，51-仿真幀入口，52-通信控制入口，53-通信狀態(tài)出口，55-TX通信輸出端，56-仿真通信輸出信號，61-TX脈沖控制入口，62-脈沖觸發(fā)口，65-TX脈沖輸出端，66-通信輸出標記脈沖，81-接收幀出口，85-RX通信輸入端，86-通信輸入信號，91-RX脈沖入口，95-RX脈沖輸出端，96-通信接收標記脈沖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0015]請參考圖1、圖2，圖2是圖1其中一個實施例的端口通信信號與時間標記脈沖同步響應(yīng)的時序不意圖，圖中:
[0016]PPS，處理器3接收的秒脈沖時間同步信號；
[0017]--Μ，處理器3接收的時間報文信息，指向超前--Μ并已接收的PPS上升沿時刻；
[0018]SEL，處理器3與時鐘電路4之間的信息交互通道，用于外部接入的時鐘源信號選擇；
[0019]1PPM,為分脈沖輸出端45發(fā)出的脈沖信號；
[0020]1PPS，為秒脈沖輸出端46發(fā)出的脈沖信號； [0021]RX,為RX通信輸入端85接收的外部通信輸入信號；
[0022]RXDT,通信輸入信號RX的數(shù)據(jù)幀；[0023]CTLR，處理器3收到指定RXDT發(fā)出的脈沖信號；
[0024]PRX,為RX脈沖輸出端95發(fā)出的脈沖信號，用于標記指定RXDT的RX信號；
[0025]TX,為TX通信輸出端55發(fā)出的通信輸出信號；
[0026]TXDT,處理器3發(fā)送至TX通信接口 5的TX信號數(shù)據(jù)幀；
[0027]TXC,處理器3啟動TX通信接口 5輸出TX信號的控制信號；
[0028]PTX,為TX脈沖電路6輸出的標記TX信號的脈沖；
[0029]STD，TX通信接口 5輸出完成TX信號的狀態(tài)，同時控制TX脈沖電路6輸出PTX上
升沿信號；
[0030]CTL,處理器3控制TX脈沖電路6輸出PTX下降沿信號；
[0031]T，為某個整分、整秒時刻；
[0032]Δ t，通信接收標記脈沖96上升沿距T時刻之間的時差；
[0033]At'，通信輸入信號86結(jié)束時刻至通信接收標記脈沖96上升沿之間的時差，即為RX信號輸入判斷時間；
[0034]At" ,TXC信號啟動TX通信接口 5發(fā)送仿真通信輸出信號56至輸出完畢所需的時間。
[0035]請參考圖1，圖中:
[0036]時鐘電路4，可接入多種外部時鐘源的時間同步信號并根據(jù)SEL完成時鐘源選擇，向處理器3提供PPS、HM時間同步信號，并向外輸出1PPM、IPPS時間同步信號；
[0037]RX通信接口 8，將RX信號轉(zhuǎn)換為RXDT數(shù)據(jù)幀接入處理器3 ；
[0038]處理器3，接收PPS、HM實現(xiàn)時間同步，若RX通信接口 8輸入的RXDT為需獲取的指定信息則發(fā)出CTLR，若需在指定時刻發(fā)出TX信號則先發(fā)送TXTD至TX通信接口 5暫存、到指定時刻時發(fā)送TXC至TX通信接口 5啟動TXTD的TX信號轉(zhuǎn)換與輸出，若收到TX通信接口 5完成TX信號輸出的STD信號則發(fā)送CTL至TX脈沖電路6完成PTX信號輸出；
[0039]RX脈沖電路9，受控處理器3的CTLR信號完成PRX脈沖輸出；
[0040]TX通信接口 5，受控處理器3的TXDT、TXC完成TX信號輸出，并將完成狀態(tài)STD送至處理器3與TX脈沖電路6;
[0041]TX脈沖電路6，根據(jù)STD、CTL信號狀態(tài)輸出PTX ；
[0042]人機接口電路7，與處理器3通信實現(xiàn)儀器的顯示和設(shè)置功能。
[0043]請參考圖1，本實用新型時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀I其中一個實施例，包括定時仿真電路2、人機接口電路7、RX通信接口 8、RX脈沖電路9。
[0044]所述定時仿真電路2包括處理器3、時鐘電路4、TX通信接口 5、TX脈沖電路6，處理器3的秒脈沖入口 31、時間值入口 32、鐘源控制主口 33分別與時鐘電路4的秒脈沖出口41、時間值出口 42、鐘源控制從口 43連接，處理器3的仿真幀出口 34、通信控制出口 35、通信狀態(tài)入口 36分別與TX通信接口 5的仿真幀入口 51、通信控制入口 52、通信狀態(tài)出口 53連接，處理器3的TX脈沖控制出口 37與TX脈沖電路6的TX脈沖控制入口 61連接，TX通信接口 5的通信狀態(tài)出口 53與TX脈沖電路6的脈沖觸發(fā)口 62連接；所述RX通信接口 8的接收幀出口 81與處理器3的接收幀入口 38連接，RX脈沖電路9的RX脈沖入口 91與處理器3的RX脈沖出口 39連接；所述人機接口電路7與處理器3連接。
[0045]參見圖1、圖2、圖3，本實用新型時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀1，若自指定的通信輸入信號86至下一整分過Isec仿真通信輸出信號56發(fā)送完畢并發(fā)送通信輸出標記脈沖66,則分脈沖輸出端45、秒脈沖輸出端46、RX通信輸入端85、RX脈沖輸出端95、TX通信輸出端55、TX脈沖輸出端65之間，端口通信信號與時間標記脈沖同步響應(yīng)的步驟介紹如下:
[0046]步驟99:處理器3接收時鐘電路4的信號并實現(xiàn)時間同步；
[0047]步驟100:處理器3，若收到RXDT數(shù)據(jù)幀則轉(zhuǎn)步驟101，否則等待；
[0048]步驟101:處理器3若收到非指定數(shù)據(jù)幀則轉(zhuǎn)步驟100，否則轉(zhuǎn)步驟102 ；
[0049]步驟102:處理器3，發(fā)送CTLR信號控制輸出通信接收標記脈沖96，將RXDT數(shù)據(jù)幀獲取時間(T-At)送人機接口電路7顯示，置定時器時間值為(T+lsec-At")并啟動；
[0050]步驟103:處理器3生成仿真通信數(shù)據(jù)幀TXTD并發(fā)送至TX通信接口 5 ；
[0051]步驟104:處理器3，若定時器到時則轉(zhuǎn)步驟105，否則等待；
[0052]步驟105:處理器3啟動TX通信接口 5發(fā)送仿真通信輸出信號56 ；
[0053]步驟106:處理器3，若收到TX通信接口 5發(fā)送完畢狀態(tài)信號STD則轉(zhuǎn)步驟107，否則等待；
[0054]步驟107:處理器3發(fā)送通信輸出標記脈沖66的下降沿控制信號CTL ；
[0055]步驟108:結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀，包括定時仿真電路(2)、人機接口電路(7)、RX通信接口(8)、RX脈沖電路(9)，其特征在于:所述定時仿真電路⑵包括處理器(3)、時鐘電路(4)、TX通信接口(5)、TX脈沖電路(6)，處理器(3)的秒脈沖入口(31)、時間值入口(32)、鐘源控制主口 (33)分別與時鐘電路(40的秒脈沖出口 (41)、時間值出口(42)、鐘源控制從口 (43)連接，處理器⑶的仿真幀出口(34)、通信控制出口(35)、通信狀態(tài)入口(36)分別與TX通信接口(5)的仿真幀入口(51)、通信控制入口(52)、通信狀態(tài)出口(53)連接，處理器(3)的TX脈沖控制出口(37)與TX脈沖電路(6)的TX脈沖控制入口(61)連接，TX通信接口(5)的通信狀態(tài)出口(53)與TX脈沖電路(6)的脈沖觸發(fā)口(62)連接；所述RX通信接口(8)的接收幀出口(81)與處理器(3)的接收幀入口(38)連接，RX脈沖電路(9)的RX脈沖入口(91)與處理器(3)的RX脈沖出口(39)連接；所述人機接口電路(7)與處理器(3)連接。
2.如權(quán)利要求1所述時標網(wǎng)絡(luò)信號分析儀，其特征是:所述RX通信接口(8)、TX通信接口(5)既可分別用作不同雙向通信接口的輸入、輸出單元，也可用作一體化雙向通信接口的輸入、輸出單元。
【文檔編號】H04L7/00GK203618012SQ201320861214
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】陳宏 , 夏勇軍, 蔡勇, 胡剛, 鄒坤顯, 王晉, 舒欣 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司電力科學研究院, 武漢市豪邁電力自動化技術(shù)有限責任公司