專利名稱：具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種繼電保護(hù)單元，尤其是涉及一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼 電保護(hù)單元，屬繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)單元一般都是有線總線式(如RS485、CAN、以太網(wǎng))通訊方式。該 類單元在實施遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸時，在現(xiàn)場安裝和布線上會帶來很大的困難和不便，且耗費 大量資源。隨著人們對繼電保護(hù)的認(rèn)識越來越深入，主管部門都需要及時對電網(wǎng)的狀態(tài)參 數(shù)特別保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視的情況進(jìn)行實時檢查和管理，有線通訊帶來的不便越來越突 出，已不能完全滿足用戶需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種集無線組、多功能于一體的智能 繼電保護(hù)單元。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，包括數(shù) 據(jù)采集模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、主控制模塊、人機(jī)交互模塊和無線通訊模塊等主要部分， 數(shù)據(jù)采集模塊通過DMA方式與DSP相連，ARM芯片通過總線方式與無線通訊模塊相連。其 特征在于所述主處理器采用ARM芯片，ARM芯片通過總線方式與無線通訊模塊相連。本實用新型具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，所述無線通訊模塊可選為 Zigbee、WIFI、GPRS/GSM、CDMA 方式組成 Intranet 或直接與 Internet 相連。，所述 ARM 芯片 通過并行總線、UART與選定的無線通訊模塊相連。本實用新型具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，所述數(shù)據(jù)采集模塊主要由 DSP+CPLD+ADC組成，ADC通過DMA方式與DSP相連，由CPLD控制ADC采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA，DSP 通過SCI或SPI與ARM芯片相連。本實用新型具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于所述儀表包括 外殼，所述數(shù)據(jù)采集模塊、ARM芯片和無線數(shù)據(jù)傳輸部分位于外殼內(nèi)部，外殼的正面是面框， 面框上開有用與顯示部分的顯示窗，面框上開設(shè)有一個小開口，外殼內(nèi)的Zigbee、WIFI、 GPRS/GSM、⑶MA通訊模塊的天線從該小開口引出面框。由CPLD控制ADC采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA方式，DSP通過DMA方式獲取ADC數(shù)據(jù)，并經(jīng) 過基本處理后，送給ARM進(jìn)行進(jìn)一步分析處理；ARM芯片通過總線方式與無線通訊模塊進(jìn)行 數(shù)據(jù)交換，無線通訊模塊與相對應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)組成Intranet或直接與Internet相連， 這樣就達(dá)到了主處理器與遠(yuǎn)程站點的數(shù)據(jù)交換功能，使得控制中心監(jiān)控現(xiàn)場遠(yuǎn)程管理更加 方便快捷、實時有效。本實用新型具有如下特點1、由CPLD控制ADC采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA方式，DSP通過DMA方式獲取ADC數(shù)據(jù)，采 樣波形完整，便于數(shù)據(jù)分析。
3[0011]2、ARM芯片功耗低，功能高度集成，處理速度也極高，可以實現(xiàn)多種參數(shù)的高精度 測量、電能的高精度計量、及諧波的分析、故障的錄波和事件記錄等。如此豐富集中的功能 為多功能和小型化的實現(xiàn)，降低產(chǎn)品的功耗，奠定了堅實的基礎(chǔ)。主處理器選用ARM芯片， ARM芯片集成了 GPIO 口 117個、2個SPI接口、3個UART接口、1個IXD控制器、觸摸屏控制 器、NANDFLASH 接 口、N0RFLASH 接 口、SDRAM 接口、RTC 時鐘、8 個信道 AD、1 個 IIC 接口、看 門狗和4個PWM等。ARM芯片自身帶有IXD控制器，可以很方便的與IXD接口，實現(xiàn)豐富界 面的顯示；ARM芯片自身帶有多個UART接口，可以方便的與無線通訊模塊實現(xiàn)無線通訊； ARM芯片自身帶有RTC時鐘，所以不用外擴(kuò)時鐘芯片；ARM芯片自身帶有NAND FLASD接口、 N0RFLASH接口、SDRAM接口，可以很方便的實現(xiàn)FLASH，SDRAM的擴(kuò)展，所以也方便的實現(xiàn)了 數(shù)據(jù)的大容量記錄存儲和掉電不丟失功能。3、選用的Zigbee、WIFI、GPRS/GSM、CDMA無線通訊模塊均具有體積小、功耗低的特
點ο綜上所述，本實用新型集無線組網(wǎng)、多功能于一體，極大的方便了用戶的安裝使用 和維護(hù)，增強(qiáng)了智能化，提高了實時性，節(jié)約了資源，廣泛適用于110KV及以下電壓等級電 網(wǎng)的保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視，可配置為線路、電容器組、電動機(jī)保護(hù)、變壓器后備保護(hù)、備用 電源自投等功能的數(shù)字微機(jī)繼電器保護(hù)控制裝置，最大限度的滿足客戶的需求。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元的電路框圖。
具體實施方式
本實用新型為一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，采用Zigbee、WIFI、 GPRS/GSM、CDMA方式組成Intranet或直接與Internet相連。本實用新型主要包括數(shù)據(jù)采 集模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、主控制模塊、人機(jī)交互模塊和無線通訊模塊等主要部分。數(shù)據(jù)采集模塊主要由DSP+CPLD+ADC組成，相應(yīng)需處理測量的模擬信號，經(jīng)過模擬 量變換隔離電路，實現(xiàn)了地隔離、信號衰減處理，通過信號調(diào)理電路實現(xiàn)交流轉(zhuǎn)直流變換， 成為可供ADC采集的多路信號。該多路信號經(jīng)過多路開關(guān)切換通道供ADC采集，多路開關(guān) 的切換順時序由CPLD控制，ADC的數(shù)據(jù)總線通過DMA方式與DSP相連，根據(jù)DSP處理算法 的需要，由CPLD控制多路開關(guān)選擇采樣的通道和ADC的采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA。DSP通過SCI或SPI總線與ARM處理器相連。人機(jī)處理、系統(tǒng)配置、通訊及其他協(xié) 調(diào)的工作由ARM處理器完成，即ARM作為主處理器，DSP作為協(xié)處理器，由ARM獲取DSP的 計算結(jié)果，再做相應(yīng)處理，如報警、顯示、通訊等。無線通訊模塊在系統(tǒng)內(nèi)與ARM處理器相連接，可選為Zigbee、WIFI、GPRS/GSM、 CDMA方式組成Intranet或直接與Internet相連。人機(jī)交互模塊采用IXD液晶顯示，IXD液晶顯示采用IXD單色點陣液晶顯示或IXD 真彩液晶顯示或IXD真彩4”或4. 3”液晶顯示。由于繼電保護(hù)單元一般都安裝在變配電站的開關(guān)柜體上(嵌入式安裝)，而開關(guān) 柜都是用金屬做成，無線通訊信號很容易被屏蔽，導(dǎo)致通訊不順暢或故障，為了解決這個問
4題，可以將繼電保護(hù)單元的數(shù)據(jù)采集模塊、ARM芯片和無線數(shù)據(jù)傳輸部分位于外殼內(nèi)部，外 殼正面是面框，框上開有用與顯示部分的顯示窗，面框上開設(shè)有一個小開口，外殼內(nèi)的無線 通訊模塊的天線從該小開口引出面框。這樣有效的解決了屏蔽問題。 所述電力儀表面框的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有42型面框尺寸，S卩(120 士 5) mmX (120 士 5) mm;或 96 型面框尺寸，即(96 士 5) mmX (96 士 5) mm。
權(quán)利要求一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、主控制模塊、人機(jī)交互模塊和無線通訊模塊等主要部分，數(shù)據(jù)采集模塊通過DMA方式與DSP相連，其特征在于所述主處理器采用ARM芯片，ARM芯片通過總線方式與無線通訊模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述無線通訊模塊可選為Zigbee、WIFI、GPRS/GSM、CDMA方式組成Intranet或直接與 Internet相連，所述ARM芯片通過并行總線、UART與選定的無線通訊模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述數(shù)據(jù)采集模塊主要由DSP+CPLD+ADC組成，ADC通過DMA方式與DSP相連，由CPLD控制 ADC采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA，DSP通過SCI或SPI與ARM芯片相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在 于所述儀表包括外殼，所述數(shù)據(jù)采集模塊、ARM芯片和無線數(shù)據(jù)傳輸部分位于外殼內(nèi)部， 外殼的正面是面框，面框上開有用與顯示部分的顯示窗，面框上開設(shè)有一個小開口，外殼內(nèi) 的無線通訊模塊的天線從該小開口引出面框。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述ADC采用單通道高速ADC。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述單通道高速ADC采用TI公司的ADS8322。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述DSP采用TI公司的TMS320VC33。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述CPLD采用Lattice公司的LC4128V。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述顯示部分采用IXD液晶顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，其特征在于 所述LCD液晶顯示采用LCD單色點陣液晶顯示或LCD真彩液晶顯示或LCD真彩4. 3”液晶 顯不。
專利摘要具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元是一種具有無線組網(wǎng)功能的智能繼電保護(hù)單元，該單元包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字輸入輸出模塊、主控制模塊、人機(jī)交互模塊和無線通訊模塊等主要部分。數(shù)據(jù)采集模塊通過DMA方式與DSP相連，CPLD控制ADC采樣時序?qū)崿F(xiàn)DMA，ARM芯片通過總線方式與無線通訊模塊相連。本實用新型集無線組網(wǎng)、多功能于一體，極大的方便了用戶的安裝使用和維護(hù)，廣泛適用于110KV及以下電壓等級電網(wǎng)的保護(hù)、控制、測量和監(jiān)視，可配置為線路、電容器組、電動機(jī)保護(hù)、變壓器后備保護(hù)、備用電源自投等功能的數(shù)字微機(jī)繼電器保護(hù)控制裝置。
文檔編號H02H3/02GK201667525SQ20092006905
公開日2010年12月8日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者徐瑞新, 陳平 申請人:上海浦元自動化科技有限公司