接口4u

IEC61850对时监控模块设计方案1.
系统架构逻辑框图LED4x1指示灯复位按钮J2:第1/2路以太网(RJ45)J3:第3/4路以太网(FIBER)CON2:microUSB,调试串口标准4U高度LED4x1指示灯背板总线1、串行口2、Irig-B码对时61850MMS61850GOOSEPOWER/RUN、ALARM、PPS、COMETH1、ETH2、ETH3、ETH4如上图所示,整个对时监控模块(以下简称监控模块)采用标准4U插板式结构,对外提供4路以太网,其中两路以太网接口为RJ45,可以对就地监控后台提供IEC61850MMS协议.
另外两路以太网接口为FIBER光纤模式,可以对外提供IEC61850GOOSE协议.
监控模块与同步时钟主设备之间采用背板总线连接,数据交互接口可以通过串行口方式,如RS485总线等等.
背板总线上还需要定义1路Irig-B码对时接口,由同步时钟主设备向监控模块提供对时.
监控模块上还配置几组LED指示灯,用于指示如下信息:系统上电和装置运行指示灯系统告警指示灯系统接收Irig-B码对时指示灯(输出解码后的秒脉冲指示)与同步时钟主设备之间串口通讯指示灯4路以太网通讯指示灯为了便于系统调试,监控模块还配置了1路调试串口,和1路系统硬件复位按钮.
2.
硬件配置2.
1.
CPU采用ARMCortex-A8处理器,主频800MHz.
2.
2.
系统内存及Flash512MBDDR3SDRAM,512MBNandFlash.
2.
3.
以太网4路10/100BASE-T快速自适应以太网接口,其中2路RJ45接口,支持IEC61850MMS客户/服务器端协议,并且可以支持NTP网络对时协议(可同时支持NTP客户/服务器模式);另外2路为光纤接口,支持IEC61850GOOSE协议.
2.
4.
其它接口与同步时钟主设备端数据通讯需要1路RS485接口,同时还需要主设备端提供1路对时接口,对时方式采用Irig-B码对时方式.
2.
5.
系统电源由背板通过接插件提供给监控模块5V/4A(20W)电源.
3.
软件设计3.
1.
操作系统操作系统采用嵌入式Linux操作系统,我司负责设计好全部的底层驱动程序.
3.
2.
内部通讯协议监控模块和同步时钟主设备之间通过RS485接口传输数据,因此需要定义一个内部通讯协议来实现.
该协议需要双方协商确定.
3.
3.
应用软件我司可以负责设计NTP网络对时协议,包含客户端和服务器端软件,以及IEC61850MMS客户端和服务器端软件,IEC61850GOOSE协议等.
并在此之上设计好应用程序参数设置接口和相应人机界面,用户可以只负责现场工程应用和配置.
另外一种设计模式,我司统一将IEC61850协议和NTP协议打包成Linux动态链接库,并对应用层提供API程序调用接口,由用户方自己设计应用程序和人机界面来调用.
3.
4.
系统测试由于整个系统是基于IEC61850标准规范的设计,因此测试相对就比较简单.
我司可以提供IEC61850客户端测试软件:IEDScout,通过IEDScout软件即可实时监测各个子设备的时间误差,从而满足用户方对于监控模块设计的需求.
背板总线定义:说明(见上图):1)背板端子采用96pin欧式插针(型号:9001-31641C00A).
2)整板采用+12V电源供电,供电电流≤2A.
3)上图中IEC61850_TX/IEC61850_RX为板卡对外的异步串行口,波特率300~115200bps,8,n,1.
注意该异步串行口接口电平为TTL电平,而非RS232接口电平.
电平接口满足TTL3.
3V电压.
其中IEC61850_TX为板卡的发送输出信号管脚,需要连接客户方的RXD接收管脚.
IEC61850_RX为板卡的接收输入管脚,需要连接客户方的TXD发送管脚.
如果客户方的异步串行接口为RS232或者RS485接口,则在与板卡连接之前,需要客户方自己添加接口驱动电路.
4)上图中IRIGB_DC_IN为一路TTL3.
3V电平的Irig-B码对时输入信号,可以外接Irig-B时钟源,但是因为其电平为TTL接口,因此,当外接Irig-B码时钟源时,可能需要客户方自己添加接口驱动电路.
J79001-31641C00AB1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6B7B7B8B8B9B9B10B10B11B11B12B12B13B13B14B14B15B15B16B16B17B17B18B18B19B19B20B20B21B21B22B22B23B23B24B24B25B25B26B26B27B27B28B28B29B29B30B30B31B31B32B32C1C1C2C2C3C3C4C4C5C5C6C6C7C7C8C8C9C9C10C10C11C11C12C12C13C13C14C14C15C15C16C16C17C17C18C18C19C19C20C20C21C21C22C22C23C23C24C24C25C25C26C26C27C27C28C28C29C29C30C30C31C31C32C32A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7A8A8A9A9A10A10A11A11A12A12A13A13A14A14A15A15A16A16A17A17A18A18A19A19A20A20A21A21A22A22A23A23A24A24A25A25A26A26A27A27A28A28A29A29A30A30A31A31A32A32TVS3SMBJ12A-TR12C158100nF12C159100nF12+CE22100uF/16V12VDD12VB15BLM21PG220SN1D12+CE23100uF/16V12R2422212IEC61850_RXR2402212OUTIEC61850_RX15INIEC61850_TX15IEC61850_TXR2442212IRIGB_DC_INOUTIRIGB_DC_IN15R24110K12R23910K12R24310K12VDD3V3VDD3V3C156330pF12C15733pF12C155330pF12VDD3V3