CN108345243A - 数字化计量测试用ft3到iec61850-9-2协议转换装置 - Google Patents
数字化计量测试用ft3到iec61850-9-2协议转换装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种数字化计量测试用FT3到IEC61850‑9‑2协议转换装置。本发明包括激光接收器、现场可编程逻辑门阵列FPGA、MCU、PHY芯片、交换机模块和网络接口模块;所述的激光接收器对输入的FT3信号进行光电转化,将光信号转化为符合现场可编程逻辑门阵列FPGA输入的电信号;所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA用于解析FT3信号并将数据上传至MCU,并接收MCU的数据将其封装成满足IEC61850‑9‑2标准的数字报文,通过MII接口发送到PHY芯片;所述的交换机模块接收来自PHY芯片的数字报文,并将数字报文送往网络接口模块中的各个网络接口。本发明可接收IEC60044‑8标准中规定的FT3信号,并将其转化为符合IEC61850‑9‑2标准的数字报文信号,供给数字化计量测试设备使用。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站数字化计量测试领域,特别是一种数字化计量测
试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置。
背景技术
传统电子式电能计量***由电磁式互感器和电子式电能表组成,二次大量使用电缆传输信号,误差因素众多。不同于传统的模拟电能计量***,数字化电能计量***的整体架构发生了根本性的改变,整个***由电子式电流互感器(ECT)、电子式电压互感器(EVT)、合并单元、数字化电能表构成,电子式互感器(含合并单元)替代了传统电磁式互感器,光纤通信取代了大量的电线电缆,电子式电能表也被数字化电能表代替。
数字化电能计量具有绝缘结构简单、无***、无二次开路危险、数字信号分享更为容易、带负载能力强等优点,且在2009年国家电网公司提出了建设坚强智能电网的发展目标,并启动了智能电网试点工程建设。智能变电站作为智能电网的一个重要环节,在全国各地得到了推广建设,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等功能。数字化计量***作为智能变电站的重要组成部分,以数字化为特征,以计量某点电能为目标,根据互感器为电子式互感器或传统电磁式互感器,分为全数字化计量装置和半数字化计量装置。基于电子式互感器、合并单元、数字化电能表技术的数字化电能计量***在智能变电站中得到了广泛应用,针对现场只提供IEC60044-8标准的FT3 信号的情况,不方便使用智能变电站中各种在线、计量、测试设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其可接收IEC60044-8标准中规定的FT3信号,并将其转化为符合IEC61850-9-2标准的数字报文信号,以供给数字化计量测试设备使用。
为此,本发明采用如下的技术方案:数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其包括激光接收器、现场可编程逻辑门阵列FPGA、MCU、PHY芯片、交换机模块和网络接口模块;
所述的激光接收器对输入的FT3信号进行光电转化,将光信号转化为符合现场可编程逻辑门阵列FPGA输入的电信号;
所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA用于解析FT3信号并将数据上传至MCU,并接收MCU的数据将其封装成满足IEC61850-9-2标准的数字报文,通过MII接口发送到PHY芯片;
所述的PHY芯片接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的数字报文,通过RJ45接口送往交换机模块;
所述的交换机模块接收来自PHY芯片的数字报文,并将数字报文送往网络接口模块中的各个网络接口。
作为上述技术方案的补充,所述的MCU接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的数据,对数据进行运算处理,并将处理好的数据传回现场可编程逻辑门阵列FPGA。
作为上述技术方案的补充,所述的网络接口模块支持不同规格网络端口,包括光网络端口和电网络端口,通过端口输出来自交换机模块的数字报文给数字化计量测试设备。
作为上述技术方案的补充,所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA,在内部生成FT3协议解析模块、FSMC总线控制器、FT3数据缓存区、IEC61850-9-2数据缓存区、IEC61850-9-2协议组帧模块和MII接口控制器;
其中,FT3协议解析模块用于解析接收到的FT3信号内包含的信息和数据;FT3数据缓存区用于存储解析出的FT3信息和数据;FSMC总线控制器用于与MCU微控制器通信,将FT3数据缓存区的数据上传至MCU和接收MCU下传的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2数据缓存区用于缓存接收到的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2协议组帧模块用于将IEC61850-9-2数据缓存区中的数据组装成符合IEC61850-9-2标准的数字报文;MII接口控制器用于将符合IEC61850-9-2标准的数据帧发送到PHY芯片。
本发明具有的有益效果如下:本发明主要针对智能变电站中部分电子式互感器采用的符合IEC60044-8标准的FT3协议,接收电子式互感器输出的FT3信号,并将其转化为可在交换机网络中传输的IEC61850-9-2数字报文的形式;方便智能变电站中各种在线、计量、测试设备使用。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如1图所示的数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其包括激光接收器、现场可编程逻辑门阵列FPGA、MCU、PHY芯片、交换机模块和网络接口模块。
所述的激光接收器:采用AVAGO公司的HFBR-2416激光接收器,用于对输入的FT3协议信号进行光电转化,将光信号转化为符合现场可编程逻辑门阵列FPGA输入的电信号。
所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA:采用intel公司高性能FPGA,在内部生成FT3协议解析模块、FSMC总线控制器、FT3数据缓存区、IEC61850-9-2数据缓存区、IEC61850-9-2协议组帧模块和MII接口控制器;其中,FT3协议解析模块用于解析接收到的FT3信号内包含的信息和数据;FT3数据缓存区用于存储解析出的FT3信息和数据;FSMC总线控制用于与MCU微控制器通信,将FT3数据缓存区的数据上传至MCU和接收MCU下传的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2数据缓存区用于缓存接收到的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2协议组帧模块用于将IEC61850-9-2数据缓存区中的数据组装成符合IEC61850-9-2标准的数字报文;MII接口控制器用于将符合IEC61850-9-2标准的数据帧发送到PHY芯片。
所述的MCU微控制器采用意法半导体公司的STM32F407系列微控制器,用于接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的FT3数据,并对数据进行运算处理,并将处理好的数据传回现场可编程逻辑门阵列FPGA。
所述的PHY芯片采用工业以太网芯片DP83640,用于接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的数字报文,通过RJ45接口送往交换机模块。
所述的交换机模块采用交换机芯片IP178CH,用于接收来自PHY芯片的数字报文,并将数字报文送往网络接口模块中的各个网络接口。
所述的网络接口模块采用AVAGO公司的AFBR-5803系列光网络接口和RJ45电网络接口,用于支持不同规格光纤接头和网线水晶头,并通过接口输出来自交换机模块的IEC61850数字报文给数字化计量测试设备使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其特征在于,包括激光接收器、现场可编程逻辑门阵列FPGA、MCU、PHY芯片、交换机模块和网络接口模块;
所述的激光接收器对输入的FT3信号进行光电转化,将光信号转化为符合现场可编程逻辑门阵列FPGA输入的电信号;
所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA用于解析FT3信号并将数据上传至MCU,并接收MCU的数据将其封装成满足IEC61850-9-2标准的数字报文,通过MII接口发送到PHY芯片;
所述的PHY芯片接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的数字报文,通过RJ45接口送往交换机模块;
所述的交换机模块接收来自PHY芯片的数字报文,并将数字报文送往网络接口模块中的各个网络接口。
2.根据权利要求1所述的数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其特征在于,所述的MCU接收来自现场可编程逻辑门阵列FPGA的数据,对数据进行运算处理,并将处理好的数据传回现场可编程逻辑门阵列FPGA。
3.根据权利要求1或2所述的数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其特征在于,所述的网络接口模块支持不同规格网络端口,包括光网络端口和电网络端口,通过端口输出来自交换机模块的数字报文给数字化计量测试设备。
4.根据权利要求1或2所述的数字化计量测试用FT3到IEC61850-9-2协议转换装置,其特征在于,所述的现场可编程逻辑门阵列FPGA,在内部生成FT3协议解析模块、FSMC总线控制器、FT3数据缓存区、IEC61850-9-2数据缓存区、IEC61850-9-2协议组帧模块和MII接口控制器;
其中,FT3协议解析模块用于解析接收到的FT3信号内包含的信息和数据;FT3数据缓存区用于存储解析出的FT3信息和数据;FSMC总线控制器用于与MCU微控制器通信,将FT3数据缓存区的数据上传至MCU和接收MCU下传的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2数据缓存区用于缓存接收到的IEC61850-9-2数据;IEC61850-9-2协议组帧模块用于将IEC61850-9-2数据缓存区中的数据组装成符合IEC61850-9-2标准的数字报文;MII接口控制器用于将符合IEC61850-9-2标准的数据帧发送到PHY芯片。
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