一種基于PXI-e的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于PXI-e的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統(tǒng)RTOS、PXI-e總線以及總線控制器，設(shè)計在同一塊電路板上；其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PCI-e?x1總線進行匯總后，與PXI-e總線相連；且總線控制器通過具有1GB帶寬的PCI-e?x4總線與中央處理器相連；所述中央處理器與硬實時操作系統(tǒng)RTOS相連，硬實時操作系統(tǒng)RTOS與存儲器相連；存儲器中安裝有IEC?61850電力通訊協(xié)議棧、IEEE?1588對時通訊協(xié)議棧；中央處理器還與FPGA相連，F(xiàn)PGA通過PCI-e?x1通訊線與總線控制器相連，并通過一組同步信號線與PXI-e總線相連。本實用新型的優(yōu)點為：可實現(xiàn)與信號采集和控制板卡的納秒級同步，以及電力保護系統(tǒng)的時鐘精準同步。
【專利說明】—種基于PXHe的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力保護領(lǐng)域，具體來說，是ー種基于PX1-e的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在繼電保護領(lǐng)域，通過繼電保護裝置，在電カ系統(tǒng)發(fā)生故障或異常エ況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常エ況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。為了實現(xiàn)電カ系統(tǒng)保護功能，繼電保護裝置必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求，特別是對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應(yīng)同時滿足四個基本
[0003]要求。繼電保護裝置中的核心控制器，在裝置中占有最重要的地位；當前繼電保護器，大多采用嵌入式技木，以單片機等單片系統(tǒng)作為中央處理器，處理器計算能力弱，難以快速處理緊急事件和復雜通訊報文；內(nèi)部一般不安裝操作系統(tǒng)，難以對復雜多任務(wù)進行調(diào)度處理，更不具有硬實時響應(yīng)能力；由于中央處理器性能較低，難以進行多ロ高速以太網(wǎng)通
o

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本實用新型提出ー種具有高通訊帶寬、高信息處理能力、硬實時響應(yīng)能力的繼電保護控制器，配備電カ專用的IEC 61850通訊協(xié)議棧，和可實現(xiàn)裝置間同步的IEEE 1588通訊協(xié)議棧，具有強大的繼電保護能力。
[0005]本實用新型基于PX1-e的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統(tǒng)RTOS、PX1-e總線以及總線控制器，設(shè)計在同一塊電路板上。
[0006]其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PC1-e xl總線進行匯總后，與PXI_e總線相連；且總線控制器通過具有IGB帶寬的PC1-e x4總線與中央處理器相連-
[0007]所述中央處理器與硬實時操作系統(tǒng)RTOS相連，硬實時操作系統(tǒng)RTOS與存儲器相連；存儲器中安裝有IEC 61850電カ通訊協(xié)議棧、IEEE 1588對時通訊協(xié)議棧；中央處理器還與FPGA相連，F(xiàn)PGA通過PC1-e xl通訊線與總線控制器相連，并通過一組同步信號線與PX1-e總線相連。
[0008]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0009]1、本實新型繼電保護控制器，通訊帶寬可達到lGB/s，能夠迅速地實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的收集和控制信號的輸出；同時能夠支持定時和觸發(fā)型號，可實現(xiàn)與信號采集和控制板卡的納秒級同步；
[0010]2、本實新型繼電保護控制器，具有極高的信息處理速度，和三種裝置級對時功能:GPS秒脈沖對時、IRIG-B對時、IEEE 1588對時，實現(xiàn)電力保護系統(tǒng)的時鐘精準同步；[0011]3、本實新型繼電保護控制器，具有毫秒級硬實時任務(wù)調(diào)度和響應(yīng)能力，且可滿足當前最先進的電力智能設(shè)備通訊需求和裝置間時鐘同步的要求，是一種先進的具有實時響應(yīng)能力的電力繼電保護裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型繼電保護控制器結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統(tǒng)RTOS、PX1-e總線以及總線控制器，設(shè)計在同一塊電路板上。
[0014]其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PC1-e xl總線進行匯總后，與PXI_e總線相連，實現(xiàn)具有IGB帶寬的PX1-e x4總線。PXI_e總線與外部電力保護設(shè)備相連，且總線控制器通過具有IGB帶寬的PC1-e x4總線與中央處理器相連，通過總線控制器實現(xiàn)中央處理器與PX1-e總線的數(shù)據(jù)交換。由此外部電力保護設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包經(jīng)PX1-e總線后，通過總線控制器進入到中央處理器中。PX1-e總線能夠迅速地實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的收集和控制信號的輸出；同時能夠支持定時和觸發(fā)型號，如=PXI差分觸發(fā)信號(PXI_e_DSTAR)、PXI差分同步信號(PXI_e_SYNC100)、PXI 差分 IOOMHz 參考時鐘(PXI_e_CLK100)、PXIIOMHz 參考時鐘(PXI_CLK10)、PXI觸發(fā)總線(PXI_TRIG)、PXI星型觸發(fā)(PXI_STAR)，能夠通過傳送定時和觸發(fā)信號，實現(xiàn)信號采集和控制板卡的納秒級同步。
[0015]中央處理器與硬實時操作系統(tǒng)RTOS相連，硬實時操作系統(tǒng)RTOS與存儲器相連；使中央處理器通過硬實時操作系統(tǒng)RTOS調(diào)用存儲器中安裝的IEC 61850電力通訊協(xié)議棧、IEEE 1588對時通訊協(xié)議棧解開所獲取的數(shù)據(jù)包，隨后由中央處理器對數(shù)據(jù)進行分析運算，隨后通過總線控制器后，經(jīng)PX1-e總線發(fā)送到被控設(shè)備；所述中央處理器采用PowerPC，具有極高的信息處理速度，和三種對時功能=GPS秒脈沖對時、IRIG-B對時、IEEE 1588對時，實現(xiàn)了繼電保護裝置與標準時鐘，以及繼電保護裝置與外部設(shè)備的毫秒級對時，且實現(xiàn)電力保護系統(tǒng)的時鐘精準同步。硬實時操作系統(tǒng)RTOS可實現(xiàn)繼電保護裝置的毫秒級硬實時任務(wù)調(diào)度和響應(yīng)能力。所述IEC61850電力通訊協(xié)議棧和IEEE 1588對時通訊協(xié)議棧，可通過以太網(wǎng)接口實現(xiàn)本發(fā)明繼電保護控制器與外部電力保護設(shè)備的時間校時，從而實現(xiàn)各設(shè)備間的時鐘同步要求。
[0016]中央處理器與FPGA相連，且FPGA還通過PC1-e xl通訊線與總線控制器相連，并通過一組同步信號線與PX1-e總線相連；通過FPGA芯片實現(xiàn)定時觸發(fā)信號，同時通過PX1-e總線發(fā)送同步信號，使各設(shè)備間同步執(zhí)行控制指令。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ΡΧΙ-Θ的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器，包括FPGA芯片、中央處理器、存儲器、硬實時操作系統(tǒng)RTOS、PX1-e總線以及總線控制器，設(shè)計在同一塊電路板上； 其中，總線控制器通過4組具有250MB帶寬的PC1-e xl總線進行匯總后，與PXI_e總線相連；且總線控制器通過具有IGB帶寬的PC1-e x4總線與中央處理器相連； 所述中央處理器與硬實時操作系統(tǒng)RTOS相連，硬實時操作系統(tǒng)RTOS與存儲器相連；存儲器中安裝有IEC 61850電力通訊協(xié)議棧、IEEE 1588對時通訊協(xié)議棧；中央處理器還與FPGA相連，F(xiàn)PGA通過PCI_e xl通訊線與總線控制器相連，并通過一組同步信號線與PXI_e總線相連。
2.如權(quán)利要求1所述一種基于PX1-e的配置智能電網(wǎng)通訊規(guī)約的繼電保護控制器，其特征在于:所述中央處理器采用PowerPC。
【文檔編號】H02H1/00GK203445588SQ201320588516
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】張新, 岳世鋒, 姚曉晨, 許文, 王軍鷹, 江宏, 李菲, 盧俊娥, 莊小利, 吳秀峰, 鮑小偉 申請人:北京康拓科技有限公司