应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，包括CPU模块和交换模块(SWITCH模块)，所述SWITCH模块安装有交换芯片，并通过以太接口与以太网接口阵列连接，所述CPU采用基于ARM内核的32位嵌入式处理器，与SWITCH模块通过以太接口和总线接口进行连接和传输，还通过总线接口与SDRAM和FLASH连接，以及通过以串行口和IO接口分别连接RS 232模块和其它模块。本实用新型专利技术的光纤以太网交换机可以应用于数字化变电站中，使其能够通过网络进行信息交换。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及以太网交换机领域，尤其涉及一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机。
技术介绍
随着变电站自动化技术飞速发展，电网改造与建设中更多采用自动化新技术，提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可操作性，并且降低了变电站建设、管理和维护的成本。为了规范变电站自动化系统的建设，国际电工委员会制定了基于通用网络通信平台的变电站自动化系统的标准(IEC61850)，用于定义变电站的设备和相关系统之间的通信，旨在增强各种智能电子设备(IEDs，IntelligentElectronicDevices)和设备控制系统、安全系统之间的互操作性。网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉，为此，亟需提供一种工业以太网交换机作为数字化变电站自动化系统通信网络的重要设备。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，具体而言，本技术目的在于提供以下方面：一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，包括CPU模块和交换模块(SWITCH模块)，其中，SWITCH模块安装有交换芯片，并通过以太接口11与以太网接口阵列连接，CPU采用基于ARM内核的32位嵌入式处理器，与SWITCH模块通过以太接口12和总线接口21进行连接和传输，所述CPU模块还通过总线接口22与SDRAM和FLASH连接，以及通过以串行口31和IO接口41分别连接RS232模块和其它模块。根据一种优选的实施方式，所述CPU模块为ARMCPU，对交换机进行功能配置和故障监测以及远程管理。根据一种优选的实施方式，所述SDRAM和FLASH采用高性能的芯片，对光纤以太网交换机中的程序和数据进行存储管理。根据一种优选的实施方式，通过RS-232接口或交换机的端口对本交换机进行设置，实现网络管理功能。根据一种优选的实施方式，所述其它模块包括实现以下功能的模块：系统初始化：主要完成CPU和交换芯片的初始值设置，并启动交换机；和/或交换芯片驱动：实现芯片寄存器的读写。根据一种优选的实施方式，所述其它模块包括实现以下功能的模块：CPU与交换芯片的配置通信模块：负责建立两者的通信通道；网络协议模块；和/或网管模块:实现交换机的管理功能。其中，所述网络协议为SNMP、RMON、SNTP、802.1Q、802.1W、802.1D、TCP/IP等网络协议。附图说明图1示出包括变电站层、间隔层、过程层的变电站通信体系的结构示意图；图2示出根据本技术的光纤以太网交换机的结构示意图。具体实施方式下面通过对本技术进行详细说明，本技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。变电站通信体系IEC61850一般将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层，如图1所示，在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)均采用统一的协议。为此，本技术提供一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，其主要包括CPU模块和交换模块(SWITCH模块)，如图2所示。其中，所述交换模块(SWITCH模块)安装有交换芯片，特别是采用国际著名交换芯片公司的工业级高速芯片，实现交换机的核心功能，该SWITCH模块通过以太接口11与以太网接口阵列进行，如图2所示。根据本技术优选的实施方式，可以对交换芯片的寄存器进行设置，例如通过软件设计进行设置，使之能实现基本的交换功能。所述CPU采用基于ARM内核的32位嵌入式处理器，实现交换机的基本功能配置和故障监测以及对交换机的远程管理，因此CPU模块主要为ARMCPU，其与交换模块(SWITCH模块)通过以太接口12和总线接口21进行连接和信号传输，如图2所示。根据本技术，还设置SDRAM和FLASH，其采用高性能的芯片，实现交换机中程序和数据的存储管理，所述CPU模块通过总线接口22与所述SDRAM和FLASH连接，如图2所示。根据本技术，为了实现网络管理功能，还通过RS-232接口或交换机的端口对本交换机进行设置，如图2所示，ARMCPU通过以串行口31和IO接口41分别连接RS232模块和其它模块。根据本技术，按照数字化变电站对本技术的光纤以太网交换机的功能要求，非限定性地，所述其它模块可以包括能够实现以下功能的几个模块：(1)系统初始化：主要完成CPU和交换芯片的初始值设置，并启动交换机；(2)交换芯片驱动：实现芯片寄存器的读写；(3)CPU与交换芯片的配置通信模块：负责建立两者的通信通道；(4)网络协议模块：实现SNMP、RMON、SNTP、802.1Q、802.1W、802.1D、TCP/IP等网络协议；(5)网管模块:实现交换机的管理功能。根据本技术，将上述光纤以太网交换机应用于数字化变电站中，使得数字化变电站能够通过网络进行信息交换，主要体现在以下方面：传感器数字化。电压互感器和电流互感器采用基于全数字和光纤的信号采集系统，而不是常规的电磁式互感器；其他传变各种信号的传感器也必须数字化并采用光纤传输信号；一次设备智能化。采用智能化的一次设备取代常规一次设备，即采用数字化可编程控制回路代替常规继电器，断路器、隔离刀闸、接地刀闸等设备采用了光机电一体化设计，输入是光纤通信而不是常规的控制电缆；二次设备网络化。二次设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波装置、计量装置及其他自动装置等是基于全数字或光纤信号的新型微机装置，采用光纤以太网传输；通信标准统一化。全站所有设备的信息交换与传递都采用同一种标准——IEC61850。即数字化传感器、数字化保护测控装置等二次设备、智能化一次设备与站控层计算机监控系统均统一采用同一个标准，不同厂商生产的各种不同功能的装置或设备可以执行互操作；传输光纤化。传统的控制电缆、信号电缆等全部被光纤所取代，光纤的数目与设备的数目大致相当，安装非常简便。本技术提供的应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机能够支持快速存储转发方式和QoS服务质量，以保证网络中重要的GOOSE数据包得到实时传输；支持基于端口和TAG标签的VLAN，实现网段隔离，保证重要数据的实时、可靠传输并抑制网络广播风暴；支持冗余的网络拓扑结构如环网、星型网等，以提高网络的可靠性；支持RSTP快速生成树协议，提高网络故障时的收敛速度，避免网络环回和抑制网络广播风暴；支持IGMP组播技术，利用其限制网络中的数据，保证网络的实时性、可靠性等等。另外本技术的应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机还表现出如下优点：在电磁兼容方面，通过了静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度等电磁干扰实验和电击、雷击等测试；在环境温度方面：满足了宽范围的工作温度(-40℃～85℃)，交换机的存储温度也满足宽温条件；在机械结构方面：通过了强振动、大冲击的承受度测试；能够满足防尘、防潮等要求；具备良好的散热条件等。以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，包括CPU模块和交换模块（SWITCH模块），其特征在于，交换模块（SWITCH模块）安装有交换芯片，并通过以太接口（11）与以太网接口阵列连接，CPU采用基于ARM内核的32位嵌入式处理器，与SWITCH模块通过以太接口（12）和总线接口（21）进行连接和传输，所述CPU模块还通过总线接口（22）与SDRAM和FLASH连接，以及通过以串行口（31）和IO接口（41）分别连接RS 232模块和其它模块。

【技术特征摘要】
1.一种应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，包括CPU模块和交换模块（SWITCH模块），其特征在于，交换模块（SWITCH模块）安装有交换芯片，并通过以太接口（11）与以太网接口阵列连接，CPU采用基于ARM内核的32位嵌入式处理器，与SWITCH模块通过以太接口（12）和总线接口（21）进行连接和传输，所述CPU模块还通过总线接口（22）与SDRAM和FLASH连接，以及通过以串行口（31）和IO接口（41）分别连接RS232模块和其它模块。2.根据权利要求1所述的应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，其特征在于，所述CPU模块为ARMCPU，对交换机进行功能配置和故障监测以及远程管理。3.根据权利要求1或2所述的应用于数字化变电站中的光纤以太网交换机，其特征在于，所述SDRAM和FLASH采用高性能的芯片，对光纤以太网交换机中的程序和数据进行存储管理。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，
申请(专利权)人：沈阳仕得蓝科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21