一种基于IEC61850协议的千兆以太网高压保护装置的制作方法

一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置
技术领域
1.本实用新型涉及高压保护装置，具体涉及一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置。


背景技术：

2.在矿井生产中，容易产生易燃易爆的瓦斯，当遇到火花时可立即燃爆，给矿井下的工作人员的人身安全造成严重的威胁。而在矿井下设置有很多高压供电的设备(此处的高压具体为220v～380v电压)，而且对于高压设备运行的安全要求极为严格；另外，由于井下作业环境恶劣，这给高压设备的安全运行造成威胁；另外，井下的高压设备很多，管理起来很麻烦。因此，如何有效、方便的对矿井下的高压设备进行安全保护是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置，可以有效和方便的对矿井下的高压设备进行高压保护，提高矿井下作业的安全性。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置，包括矿用防爆工控机、iec61850通信模块、第一千兆以太网适配器、隔爆交换机、第二千兆以太网适配器和高压保护器；所述矿用防爆工控机依次通过所述iec61850通信模块以及所述第一千兆以太网适配器与所述所述隔爆交换机连接，所述隔爆交换机通过所述第二千兆以太网适配器与所述高压保护器连接。
5.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
6.进一步，所述第二千兆以太网适配器和所述高压保护器均设有多个，且所述第二千兆以太网适配器的个数与所述高压保护器的个数相等并一一对应；多个所述高压保护器通过对应的所述第二千兆以太网适配器与所述隔爆交换机连接。
7.进一步，所述iec61850通信模块包括iec61850通信接口电路和iec61850通信解析电路；所述矿用防爆工控机依次通过所述iec61850通信接口电路以及所述iec61850通信解析电路与所述第一千兆以太网适配器连接。
8.进一步，所述iec61850通信接口电路包括型号为sp3223的ttl电平转换芯片u1；所述ttl电平转换芯片u1的t1o引脚以及r1inr引脚连接有接线端口j，所述ttl电平转换芯片u1的v-引脚、v 引脚和vcc引脚分别通过电容c1、电容c2和电容c3接地，所述ttl电平转换芯片u1的gnd引脚接地，所述ttl电平转换芯片u1的c-引脚与ci引脚之间连接有电容c4，所述ttl电平转换芯片u1的c2-引脚与c2 引脚之间连接有电容c5，所述ttl电平转换芯片u1的vcc引脚、shut引脚和online引脚连接电压vcc，所述ttl电平转换芯片u1的1out引脚与所述iec61850通信解析电路连接。
9.进一步，所述iec61850通信解析电路包括光耦oc和fpga芯片；所述ttl电平转换芯
片u1的1out引脚通过所述光耦oc与所述fpga芯片连接。
10.进一步，还包括本安电源，所述本安电源用于提供电压vcc。
11.进一步，所述高压保护器包括光电转换电路、三极管q、二极管d、继电器k、电阻r、电容c6和电容c7；所述光电转换电路的一端与所述第二千兆以太网适配器连接，所述光电转换电路的另一端连接在所述三极管q的基极上，所述三极管q的发射极接地，所述三极管q的集电极通过所述二极管d连接在电压vcc上，所述继电器k的线圈并联在所述二极管d的两端，所述电容c6的两端连接在所述继电器k的触点上，所述电阻r与所述电容c6并联，所述电容c6的一端接火线，所述电容c6的另一端通过所述电容c7接零线。
12.进一步，所述iec61850通信模块通过光纤与所述第一千兆以太网适配器连接，所述第一千兆以太网适配器通过光纤与所述隔爆交换机连接，所述隔爆交换机通过光纤与所述第二千兆以太网适配器连接，所述第二千兆以太网适配器通过光纤与所述高压保护器连接。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型采用基于iec61850协议的千兆以太网将防爆工控机与高压保护器连接起来，利用防爆工控机控制高压保护器对高压设备进行高压保护；其中，基于iec61850协议的千兆以太网可以快速、准确的传递控制信号，进而可以有效和方便的对矿井下的高压设备进行高压保护，提高矿井下作业的安全性。
附图说明
14.图1为本实用新型一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置的整体结构框图；
15.图2为iec61850通信接口电路的电路结构示意图；
16.图3为高压保护器的具体电路结构示意图。
具体实施方式
17.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
18.如图1所示，一种基于iec61850协议的千兆以太网高压保护装置，包括矿用防爆工控机、iec61850通信模块、第一千兆以太网适配器、隔爆交换机、第二千兆以太网适配器和高压保护器；所述矿用防爆工控机依次通过所述iec61850通信模块以及所述第一千兆以太网适配器与所述所述隔爆交换机连接，所述隔爆交换机通过所述第二千兆以太网适配器与所述高压保护器连接。
19.在本具体实施例中：所述第二千兆以太网适配器和所述高压保护器均设有多个，且所述第二千兆以太网适配器的个数与所述高压保护器的个数相等并一一对应；多个所述高压保护器通过对应的所述第二千兆以太网适配器与所述隔爆交换机连接。进一步，所述iec61850通信模块通过光纤与所述第一千兆以太网适配器连接，所述第一千兆以太网适配器通过光纤与所述隔爆交换机连接，所述隔爆交换机通过光纤与所述第二千兆以太网适配器连接，所述第二千兆以太网适配器通过光纤与所述高压保护器连接。
20.因为矿井下的高压设备是分布设置的，因此本实用新型采用基于iec61850协议的千兆以太网将用于保护多个高压设备的高压保护器串联起来构成保护网络，可以全面、方
便的对矿井下的高压设备进行高压保护，提高矿井下作业的安全性。
21.在本具体实施例中：所述iec61850通信模块包括iec61850通信接口电路和iec61850通信解析电路；所述矿用防爆工控机依次通过所述iec61850通信接口电路以及所述iec61850通信解析电路与所述第一千兆以太网适配器连接。
22.进一步，如图2所示，所述iec61850通信接口电路包括型号为sp3223的ttl电平转换芯片u1；所述ttl电平转换芯片u1的t1o引脚以及r1inr引脚连接有接线端口j，所述ttl电平转换芯片u1的v-引脚、v 引脚和vcc引脚分别通过电容c1、电容c2和电容c3接地，所述ttl电平转换芯片u1的gnd引脚接地，所述ttl电平转换芯片u1的c-引脚与ci引脚之间连接有电容c4，所述ttl电平转换芯片u1的c2-引脚与c2 引脚之间连接有电容c5，所述ttl电平转换芯片u1的vcc引脚、shut引脚和online引脚连接电压vcc，所述ttl电平转换芯片u1的1out引脚与所述iec61850通信解析电路连接。所述iec61850通信解析电路包括光耦oc和fpga芯片；所述ttl电平转换芯片u1的1out引脚通过所述光耦oc与所述fpga芯片连接。
23.iec61850通信接口电路采用型号为sp3223的ttl电平转换芯片u1可以提高信号传输的效率。
24.在本具体实施例中：本实用新型还包括本安电源，所述本安电源用于提供电压vcc。
25.在本具体实施例中：如图3所示，所述高压保护器包括光电转换电路、三极管q、二极管d、继电器k、电阻r、电容c6和电容c7；所述光电转换电路的一端与所述第二千兆以太网适配器连接，所述光电转换电路的另一端连接在所述三极管q的基极上，所述三极管q的发射极接地，所述三极管q的集电极通过所述二极管d连接在电压vcc上，所述继电器k的线圈并联在所述二极管d的两端，所述电容c6的两端连接在所述继电器k的触点上，所述电阻r与所述电容c6并联，所述电容c6的一端接火线，所述电容c6的另一端通过所述电容c7接零线。
26.在正常状态下，三极管q导通，继电器k的线圈通电，继电器k的触点是闭合的，高压电源给高压设备正常供电；当高压设备出现故障时，三极管q截止，继电器k的线圈断电，继电器k的触点是断开，电阻r对输送给高压设备的电压进行分压，可以有效的对高压设备的供电进行高压保护。
27.本实用新型采用基于iec61850协议的千兆以太网将防爆工控机与高压保护器连接起来，利用防爆工控机控制高压保护器对高压设备进行高压保护；其中，基于iec61850协议的千兆以太网可以快速、准确的传递控制信号，进而可以有效和方便的对矿井下的高压设备进行高压保护，提高矿井下作业的安全性。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。