一種數字量輸入電能表制造技術

本實用新型專利技術是一種數字量輸入電能表，主CPU單元（1）分別連接有數字信號處理芯片（2）、第二網絡物理層芯片（4）、顯示單元（8）、十六位單片機（7）、NANDFLASH芯片（11）和鐵電存儲芯片（12）。數字信號處理芯片（2）分別連接有第一網絡物理層芯片（3）和flash芯片（10）；網絡物理層芯片連接有光纖以太網接口；顯示單元（8）包括分別與所述主CPU單元（1）連接的點陣液晶屏（8-1）和功能按鍵（8-2），所述的功能鍵（8-2）還與十六位單片機（7）相連接。能夠同時支持IEC618509-1與IEC618509-2過程層傳輸協議，滿足所有數字化變電站的信號傳輸要求。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種數字量輸入電能表，具體涉及一種能夠適用于IEC61850標準基礎上數字化變電站的O. 2S級三相電子式多功能電能表。
技術介紹
隨著智能電網的發展，變電站數字化，智能化已經成為一種趨勢。數字化變電站不同于傳統變電站，其架構在IEC61850標準基礎上，采用過程層、間隔層和站控層的三層結構，在前端用電子式互感器取代了傳統互感器，所有電測量都在過程層轉化成符合IEC61850 9-1、9-2協議的數字信號后，通過光纖以太網傳遞給過程層或間隔層設備，這些設備將電測量處理后的結果，按照IEC61850 7-1，7-2等規定，經以太網傳遞給站控層系統。在這種條件下，只能支持模擬量輸入，并且不具備雙向通信功能的傳統電能表就不再適 用，而需要專門用于數字化變電站的數字量輸入電能表，而數字量輸入電能表技術目前處于起步階段。專利號為200820052568.8的中國技術專利公開了一種數字化變電站電能表，該專利所涉及的電能表能夠實現數字電測量信號的輸入，并支持光纖和RJ45接口，但該技術也存在較大的局限性首先，該技術中，協議處理芯片僅支持IEC61850 9-1，而目前大多數的數字化變電站都是采用IEC61850 9-2作為過程層傳輸協議。其次，該技術僅有一個光纖接口用于接收數字電測量信號，而另外一個RJ45接口則是用作測試或現場調試用，其不具備與站控層通信的接口，因此也不符合數字化變電站對雙向通信的要求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，提供一種數字量輸入電能表，作為適用于IEC61850標準基礎上數字化變電站的數字量輸入電能表。為了解決上述技術問題，本技術采用了以下技術方案。一種數字量輸入電能表，包括主CPU單元，其特征在于主CPU單元連接有數字信號處理芯片，所述數字信號處理芯片分別連接有第一網絡物理層芯片和flash芯片；所述第一網絡物理層芯片連接有第一光纖以太網接口 ；所述主CPU單元還連接有第二網絡物理層芯片，該第二物理層芯片連接有第二光纖以太網接口 ；所述主CPU單元還分別連接有顯示單元和用于電表低功耗操作的十六位單片機；所述顯示單元包括分別與所述主CPU單元連接的點陣液晶屏和功能按鍵，所述的功能鍵還與十六位單片機相連接；所述主CPU單元還分別連接有NAND FLASH芯片和鐵電存儲芯片。主CPU單元包含200MHZ ARM9處理器。數字信號處理芯片為高速三十二位數字信號處理芯片。所述顯示單元還包括一路RS232維護口和一路USB接口。主CPU單元還連接有擴展通訊單元。所述的擴展通訊單元包含兩路RS485接口和一路RS232接口。本技術的積極效果在于本技術采用雙光纖以太網接口，一個接口用于與過程層網絡交互，能夠同時支持IEC61850 9-1以及IEC61850 9_2協議的數字電測量信號輸入，另外一個接口接入站控層網絡，能夠支持IEC61850 7-1、7-2、7-3、8-1等站控層通信協議。并設計了三核架構——高速數字信號處理芯片DSP，主CPU ARM9以及16位的小型單片機。DSP配合ARM9完成所有的計量以及IEC61850模型工作，小型單片機負責電表在低功耗下的工作。進一步地說，本技術能夠實現純數字電測量信號的接收，減少因模擬測量通道導致的系統誤差；接口設計方案使該技術能夠同時支持IEC61850 9-1與IEC618509-2過程層傳輸協議，滿足所有數字化變電站的信號傳輸要求。第二路光纖以太網接口使本技術能夠與站控層進行信息交互，在IEC61850基礎上進行靈活的模型配置，減少參數設置的工作量以及使站內通信更加靈活。三核的設計架構使得表計可以支持停電抄表等低功耗下的常規工作，真正 實現數字化變電站的精確電能計量。附圖說明圖I是本技術的總電氣結構示意圖。圖2是本技術的前面板單元示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施方式詳細說明本技術的結構和工作原理。參照圖I，本技術包括主CPU單元I，主CPU單元I包含一塊200MHZ ARM9處理器。主CPU單元I通過SPI總線連接DSP高速三十二位數字信號處理芯片2，所述DSP高速三十二位數字信號處理芯片2連接有第一網絡物理層芯片3和flash芯片10。所述第一網絡物理層芯片3連接有第一光纖以太網接口 5。所述主CPU單元I還直接連接有第二網絡物理層芯片4，該第二物理層芯片4連接有第二光纖以太網接口 6。所述主CPU單元I通過串行總線連接用于電表低功耗操作的十六位單片機7。所述主CPU單元I還通過并行排線連接有顯示單元8。如圖2所示,所述顯示單元8包括分別與所述主CPU單元I連接的點陣液晶屏8-1和兩個功能按鍵8-2，還包括一路RS232維護口和一路USB接口 8_3。所述的顯示單元8中的點陣液晶屏8-1通過并行總線與主CPU單元I連接，兩個功能鍵8-2通過IO 口與主CPU單元I連接，兩個功能鍵8-2還通過IO 口分別與十六位單片機7相連接。主CPU單元I還通過串行總線連接有擴展通訊單元9，所述的擴展通訊單元9包含兩路RS485接口和一路RS232接口。所述主CPU單元I還通過并行總線分別連接有用于重要參數保存以及數據停電轉存的NAND FLASH芯片11和鐵電存儲芯片12。本技術主要通過第一光纖接口 5以及第一網絡物理層芯片3接收光纖以太網中的電測量數字信號，并在DSP處理器2中解析報文規約，并進行瞬時量及電量計算。主CPU單元I通過SPI總線接收DSP處理器中電量計算結果，并進行電能量數據處理、存儲、顯示以及IEC61850站控層規約通信操作。主CPU單元I還負責通過第二網絡物理層芯片4與第二光纖以太網接口 6與站控層系統進行交互，并進行IEC61850模型解析工作。主CPU單元I通過顯示單元8將電能計量結果進行顯示，并通過監視顯示單元8中的功能鍵8-2進行參數設置及輪顯等工作。主CPU單元I通過擴展通信單元9可擴展兩路RS485接口、一路RS232接口。 十六位單片機7負責在掉電時接管整個表計工作，通過監視顯示單元8中的功能鍵8-2完成停電喚醒，停電抄表等一系列工作。權利要求1.一種數字量輸入電能表，包括主CPU單元(I )，其特征在于主CPU單元(I)連接有數字信號處理芯片(2)，所述數字信號處理芯片(2)分別連接有第一網絡物理層芯片(3)和flash芯片(10);所述第一網絡物理層芯片(3)連接有第一光纖以太網接口(5);所述主CPU單元(I)還連接有第二網絡物理層芯片(4)，該第二物理層芯片(4)連接有第二光纖以太網接口(6);所述主CPU單元(I)還分別連接有顯示單元(8)和用于電表低功耗操作的十六位單片機(7);所述顯示單元(8)包括分別與所述主CPU單元(I)連接的點陣液晶屏(8-1)和功能按鍵(8-2)，所述的功能鍵(8-2)還與十六位單片機(7)相連接；所述主CPU單元(I)還分別連接有NAND FLASH芯片(11)和鐵電存儲芯片(12)。2.如權利要求I所述的數字量輸入電能表，其特征在于主CPU單元(I)包含200MHZARM9處理器。3.如權利要求I所述的數字量輸入電能表，其特征在于數字信號處理芯片(2)為高速三十二位數字信本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字量輸入電能表，包括主CPU單元（1），其特征在于：主CPU單元（1）連接有數字信號處理芯片（2），所述數字信號處理芯片（2）分別連接有第一網絡物理層芯片（3）和flash芯片（10）；所述第一網絡物理層芯片（3）連接有第一光纖以太網接口（5）；所述主CPU單元（1）還連接有第二網絡物理層芯片（4），該第二物理層芯片（4）連接有第二光纖以太網接口（6）；所述主CPU單元（1）還分別連接有顯示單元（8）和用于電表低功耗操作的十六位單片機（7）；所述顯示單元（8）包括分別與所述主CPU單元（1）連接的點陣液晶屏（8？1）和功能按鍵（8？2），所述的功能鍵（8？2）還與十六位單片機（7）相連接；所述主CPU單元（1）還分別連接有NAND？FLASH芯片（11）和鐵電存儲芯片（12）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳章憲，胡春華，蔣劍躍，陳杰，
申請(專利權)人：煙臺東方威思頓電氣有限公司，
類型：實用新型
國別省市：