[发明专利]一种采用环形光纤通信的多单元故障准确定位方法

权利要求书

1.一种采用环形光纤通信的多单元故障准确定位方法，级联式电力电子设备的主控制器与功率单元之间建立有多条环形光纤通信回路，设每条环形光纤通信回路中共有n个功率单元，分别记为功率单元1、功率单元2、……、功率单元n；功率单元中设置有单元控制板，单元控制板用于实现光纤通信数据的收发、控制功率单元的运行以及检测功率单元状态；多单元故障准确定位方法为：功率单元首先将正常通信时自身的通信地址、通信波特率存储起来，级联式电力电子设备上电后，如果功率单元与主控制器未建立通信即发生通信故障，则功率单元利用存储的通信地址、通信波特率将通信故障信息发送至主控制器，如果功率单元与主控制器正常通信过程中发生故障，则功率单元利用当前的通信地址、通信波特率将通信故障信息发送至主控制器，主控制器将上传故障的功率单元中处于环形光纤回路中最前端的功率单元识别出来，识别出的功率单元即为发生故障的节点；

其特征在于，多单元故障准确定位方法通过以下步骤来实现：

a).环形光纤通信调试，同一环形光纤通信回路中的相邻功率单元之间、功率单元与级联式电力电子设备的主控制器建立通信连接后，通过调试建立正常的环形光纤通信；

b).通信信息存储，正常的环形光纤通信建立后，每个功率单元的单元控制板均将自身的通信地址、通信波特率存储至Flash存储器中，以确保掉电后自身的通信地址和正常的通信波特率不丢失；

c).功率单元故障的定位，级联式电力电子设备中的环形光纤通信回路的通信故障分为上电前已发生通信故障和正常通信过程中发生故障；

上电前已发生通信故障的故障定位通过以下步骤来实现：

c-1-1).通信故障检测，如果在设备运输、安装过程中导致光纤或单元控制板损坏，在首次运行时，均会导致上电前即发生通信故障，由于未建立主控制器与单元控制板之间的通信，同一环形光纤通信回路中的功率单元均未被分配通信地址；设备上电后，由于故障节点后的功率单元均不可接收到来至主控制器的通信信号，则自动识别为当前通信故障；

c-1-2).通信信息获取和上传，故障点后的功率单元获取调试阶段其Flash存储器中存储的通信地址、通信波特率，按照分时复用的通信方式将通信故障信息上传至主控制器；

c-1-3).故障点判断，主控制器从所有发送通信故障的功率单元中，识别出位于环形光纤通信回路中最前端的功率单元，并将该功率单元以通信故障节点的形式显示出来，提醒维护人员该功率单元的单元控制板的接收端口电路、前一个功率单元的发送接口电路或者该功率单元与前一个功率单元之间的光纤存在损坏故障，以便进行检修和维护；

正常通信过程中发生故障的故障定位通过以下步骤来实现：

c-2-1).通信故障检测，如果在主控制器与各个功率单元的单元控制板在正常通信的过程中，出现了通信故障，由于故障节点后的功率单元在设定的时间段内无法接收到来至主控制器的通信信号，故均会识别出当前处于通信故障状态；

c-2-2).通信信息获取和上传，故障节点后的功率单元识别出通信故障后，按照前一时刻通信正常时的通信地址、通信波特率，采用分时复用的通信方式将通信故障信息上传至主控制器；

c-2-3).故障点判断，主控制器从所有发送通信故障的功率单元中，识别出位于环形光纤通信回路中最前端的功率单元，并将该功率单元以通信故障节点的形式显示出来，提醒维护人员该功率单元的单元控制板的接收端口电路、前一个功率单元的发送接口电路或者该功率单元与前一个功率单元之间的光纤存在损坏故障，以便进行检修和维护；

步骤c-1-2)和步骤c-2-2)中所述的通信信息获取和上传采用如下方法：故障节点后的功率单元识别出通信故障后，首先根据获取的通信地址和通信波特率上主控制器上传1次故障信息，然后判断其自身的光纤信号接收和光纤信号发送是否正常，如果光纤信号收发正常，则不再向主控制器发生通信故障信息，如果光纤信号接收不正常，则向主控制器发生通信故障信息；此时，步骤c-1-3)和步骤c-2-3)中主控制器根据连续有2次或2次以上上报通信故障的功率单元识别为通信故障节点即可。

2.根据权利要求1所述的采用环形光纤通信的多单元故障准确定位方法，其特征在于：所述主控制器和功率单元的单元控制板均采用FPGA控制芯片。