[發明專利]一種基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統

有效

• 申請號: 201310566134.5
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103592918A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 田振清;蔡林海
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司廈門供電公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 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

1.一種基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述系統包括EtherCAT通訊管理模塊、主控模塊、功能模塊和電源模塊；所述EtherCAT通訊管理模塊通過EtherCAT網絡與主控模塊和功能模塊進行數據通訊，所述電源模塊為所述EtherCAT通訊管理模塊、主控模塊和功能模塊供電。

2.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述系統還包括具有背板的機箱，所述背板上設有插槽，所述EtherCAT通訊管理模塊、主控模塊、電源模塊和功能模塊分別插在所述插槽中。

3.根據權利要求2所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述背板通過連接線為EtherCAT通訊管理模塊、主控模塊、功能模塊和電源模塊之間提供連接通路，所述連接線包括電源總線和EtherCAT網絡連接線；所述電源模塊通過插槽內設置的電源總線為所述EtherCAT通訊管理模塊、主控模塊和功能模塊供電，所述EtherCAT網絡連接線采用星型網絡結構。

4.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述EtherCAT網絡包括第一EtherCAT網絡和第二EtherCAT網絡；第一EtherCAT網絡和第二EtherCAT網絡均通過EtherCAT網絡連接線做為傳播媒介，所述EtherCAT網絡連接線為全雙工LVDS差分線。

5.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述EtherCAT通訊管理模塊包括DSP控制模塊、FPGA緩存及同步控制模塊、EtherCAT橋控制器和EtherCAT主站接口模塊；所述DSP控制模塊包括第一DSP控制模塊和第二DSP控制模塊，所述EtherCAT橋控制器包括第一EtherCAT橋控制器和第二EtherCAT橋控制器，所述EtherCAT主站接口模塊包括第一EtherCAT主站接口模塊和第二EtherCAT主站接口模塊；所述第一DSP控制模塊和第二DSP控制模塊分別與所述FPGA緩存及同步控制模塊連接，所述第一EtherCAT主站接口模塊和第二EtherCAT主站接口模塊分別通過第一EtherCAT橋控制器和第二EtherCAT橋控制器與所述FPGA緩存及同步控制模塊連接。

6.根據權利要求5所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述第一EtherCAT主站接口模塊包括EtherCAT主站接口A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8和A9；第二EtherCAT主站接口模塊包括EtherCAT主站接口B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8和B9。

7.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述主控模塊包括CPU控制模塊、FPGA緩存及邏輯控制模塊、外設模塊和EtherCAT從站接口模塊，所述EtherCAT從站接口模塊包括EtherCAT從站接口和第二EtherCAT從站接口；所述外設模塊與所述CPU控制模塊連接，所述第一EtherCAT從站接口和第二EtherCAT從站接口均通過與所述FPGA緩存及邏輯控制模塊與所述CPU控制模塊連接。

8.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述功能模塊包括EtherCAT從站接口模塊、FPGA緩存及邏輯控制模塊以及功能板，所述EtherCAT從站接口模塊包括第一EtherCAT從站接口和第二EtherCAT從站接口；所述第一EtherCAT從站接口和第二EtherCAT從站接口分別與第一EtherCAT網絡和第二EtherCAT網絡連接，實現與所述EtherCAT通訊管理模塊之間的數據通訊；所述功能板通過所述FPGA緩存及邏輯控制模塊同時向第一EtherCAT網絡和第二EtherCAT網絡上傳數據信息，或者接收第一EtherCAT網絡和第二EtherCAT網絡上的控制目標信息。

9.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述功能模塊采用交流采集模塊、直流采集模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、光信號輸入模塊、光信號輸出模塊和PWM脈沖輸出模塊。

10.根據權利要求1所述的基于EtherCAT的電力電子裝置冗余控制系統，其特征在于：所述電源模塊包括第一電源模塊和第二電源模塊，所述第一電源模塊和第二電源模塊均包括AC/DC模塊和防逆流模塊；交流電源經過所述AC/DC模塊轉換為直流電源，所述AC/DC模塊輸出的直流電源通過所述防逆流模塊連接到所述背板的電源總線上。