[發明專利]基于雙核的電力電子裝置EtherCAT通訊管理裝置

有效

• 申請號: 201210442192.2
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103023739A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 蔡林海;田振清;蔣曉春;陳國富;梁麗萍;高忠升;趙培建;戰玉生
• 申請（專利權）人: 國網智能電網研究院;遼寧省電力有限公司電力經濟技術研究院;國家電網公司;濟鋼集團有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/24
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力電子裝置領域，具體涉及基于雙核的電力電子裝置EtherCAT通訊管理裝置。

背景技術

電力電子裝置是由各類電力電子電路組成的裝置，用于大功率電能的變換和控制。電力電子裝置控制系統一般包括控制部分，保護部分，錄波部分，數據采集部分，閥組部分等組成，各部分組成控制系統需要一種可靠的通訊總線進行數據交換。目前用于該領域的總線有SPI總線，CAN總線，RS485總線及各種工業以太網總線。隨著電力電子裝置在中高壓上的應用，電壓不斷提高，容量不斷加大，由于受目前開關器件電壓電流水平的限制，設計高電壓大容量的電力電子裝置需要將多個閥組模塊級聯才能滿足要求，這樣系統變的越來越復雜，通信從站數大量增加，控制量增多，需要傳輸的數據大量增加，而電力電子裝置的控制周期很短，并且要求各從站之間有時鐘同步，為達到良好的控制效果，需要一種快速實時總線在各模塊間進行數據交換。EtherCAT是一種實時工業以太網總線，此種總線通訊速率高，可接從站數量多，數據吞吐量大，各從站間可以實現同步。用于電力電子裝置的EtherCAT總線的快速實時運行需要一種通訊管理裝置實時的對EtherCAT總線網絡進行配置管理，運行管理，基于以上特點，提出了一種基于雙核的電力電子裝置EtherCAT通訊管理裝置。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種實時性好，可靠性高的電力電子裝置EtherCAT通訊管理裝置，其可以用于各種基于EtherCAT總線的電力電子裝置的通訊管理，對各個分布式的從站進行網絡初始化，網絡配置，組織發送報文及網絡故障診斷

本發明提供的一種基于雙核的電力電子裝置EtherCAT通訊管理裝置，其改進之處在于，所述裝置包括控制模塊和外圍設備；

所述外圍設備包括SPI?FLASH存儲模塊、SRAM存儲模塊、DDR存儲模塊、FRAM存儲模塊、EtherCAT總線接口模塊、IEC61850總線接口模塊、RS232調試接口模塊、LCD觸摸屏模塊、光入光出模塊和開入開出模塊；所述SPIFLASH存儲模塊、SRAM存儲模塊、DDR存儲模塊、FRAM存儲模塊、EtherCAT總線接口模塊、IEC61850總線接口模塊、RS232調試接口模塊和LCD觸摸屏模塊分別與所述雙核處理器連接；所述光入光出模塊和開入開出模塊分別與所述CPLD連接；

控制模塊通過控制外圍設備，用于實現電力電子裝置的EtherCAT總線的通訊管理，以及基于EtherCAT總線的電力電子裝置與IEC61850總線裝置的信息交換。。

在配置模式下，控制模塊通過發送EtherCAT配置報文，解析EtherCAT網絡連接拓撲結構，根據拓撲結構計算EtherCAT各從站之間的傳輸延時，并根據傳輸延時對各從站的同步時鐘進行校時，對各從站同步時鐘周期及脈寬進行設置。控制模塊通過人機交互接口得到配置信息，根據配置信息組織報文，對分布式的各個從站進行站名燒寫，對各個從站間的數據傳輸關系及傳輸字節數量進行設置，對各個從站接收發送數據的地址進行設置。

在運行模式下，控制模塊接到發車信號后，組織EtherCAT數據傳輸報文，用于采集單元，控制保護單元，錄波單元，分布式閥組單元之間通信，將采集單元的數據送到控制保護單元進行分析計算，將計算出的控制量及時下發給各分布式閥組單元，將閥組單元的狀態信息及時反饋給控制保護單元，并將所有的數據傳送給錄波單元進行存儲以便進行故障分析。控制模塊還定時計算各從站間傳輸延時，實時補償同步時鐘零漂，從而保證同步時鐘的精度，從而使所有分布式閥組單元PWM調制精確同步。控制模塊定時發送故障檢測報文，實時監測各從站是否有通信故障，及時進行故障定位及保護處理。

控制模塊通過IEC61850總線接口模塊與其他符合IEC61850通訊規約的裝置互聯，將本裝置的運行參數及運行狀態傳至其他裝置，并接收其他裝置的控制信息，從而實現的EtherCAT總線裝置與IEC61850總線裝置的信息交換。

其中，所述控制模塊包括雙核處理器和CPLD；所述雙核處理器集成在一塊芯片上，通過數據線和所述CPLD連接。

其中，所述雙核處理器采用DSP內核和ARM內核雙核集成；所述DSP內核和ARM內核之間通過DSPLINK進行通信，實現DSP與ARM之間的信息共享，協調工作；

所述DSP內核用于處理接收報文，組織發送報文及網絡故障診斷；

所述ARM內核用于人機交互，圖形化配置，設置網絡配置信息，顯示網絡運行狀態并上報SOE信息，以及與其他IEC61850總線裝置之間的通訊處理。