基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，其包括：通訊模塊、遠程客戶機、本地客戶機、系統(tǒng)主機以及終端監(jiān)控設(shè)備；所述終端監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述通訊模塊相連，所述通訊模塊通過傳輸介質(zhì)與所述系統(tǒng)主機相連；所述系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)與所述本地客戶機及所述遠程客戶機相連；系統(tǒng)主機通過處理所述通訊模塊傳輸?shù)目偩€信號進行數(shù)據(jù)分析，分析的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿霰镜乜蛻魴C及所述遠程客戶機。本控制系統(tǒng)具有友好的人機界面，操作簡單快潔等特點。
【專利說明】基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，主要應用于各變電基站電量信息的采集。

【背景技術(shù)】
:
[0002]隨著計算機(computer)技術(shù)、通信(communicat1n)技術(shù)和控制(control)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，尤其是以現(xiàn)場總線為代表的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)更是獲得了廣闊的發(fā)展空間。傳統(tǒng)的配電設(shè)備主要通過斷路器、接觸器、繼電器、主令電器和電工儀表等傳統(tǒng)電氣元件實現(xiàn)配電、控制、保護和監(jiān)視功能，大量的傳統(tǒng)電氣元件的存在，一方面給生產(chǎn)和維修帶來極大不便，同時設(shè)備的操作主要以人工方式為主，無法實現(xiàn)計算機管理，而且難于實現(xiàn)較為復雜的控制邏輯。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，采用了智能型元器件(智能型網(wǎng)絡(luò)儀表、網(wǎng)絡(luò)I/o、智能型斷路器等)以及極少量普通型控制。采用現(xiàn)場總線技術(shù)，主要研究Modbus現(xiàn)場總線在低壓智能網(wǎng)絡(luò)配電中的應用，本控制系統(tǒng)具有友好的人機界面，操作簡單快潔等特點。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0005]基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，其包括:
[0006]通訊模塊、遠程客戶機、本地客戶機、系統(tǒng)主機以及終端監(jiān)控設(shè)備；
[0007]所述終端監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述通訊模塊相連，所述通訊模塊通過傳輸介質(zhì)與所述系統(tǒng)主機相連；
[0008]所述系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)與所述本地客戶機及所述遠程客戶機相連；系統(tǒng)主機通過處理所述通訊模塊傳輸?shù)目偩€信號進行數(shù)據(jù)分析，分析的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿霰镜乜蛻魴C及所述遠程客戶機。
[0009]所述系統(tǒng)主機采用YC2014-NET系統(tǒng)主機。
[0010]所述通訊模塊通過M0DBUS、PR0FIBUS-DP、DEVICENET通訊網(wǎng)絡(luò)與所述系統(tǒng)主機相連。
[0011]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0012]1、減少施工難度、設(shè)備成本。
[0013]2、有效解決電力信息傳輸效率。
[0014]3、方便管理人員集中管理,控制。減少人員成本。
[0015]4、實現(xiàn)配電設(shè)備的遠程監(jiān)控和測量，提高各設(shè)備之間的集成性。
[0016]5、提高輸配電的質(zhì)量和可靠性，提高系統(tǒng)的可維護性。
[0017]6、實現(xiàn)變配電的無人值守，降低人力資源成本。
[0018]7、實現(xiàn)全自動化功能，系統(tǒng)中所有節(jié)點設(shè)備都具有通信功能?！緦＠綀D】

【附圖說明】:
[0019]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的硬件構(gòu)架圖。
[0020]以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

【具體實施方式】
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[0021]實施例:基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，其包括:
[0022]通訊模塊、遠程客戶機、本地客戶機、系統(tǒng)主機以及終端監(jiān)控設(shè)備；
[0023]所述終端監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述通訊模塊相連，所述通訊模塊通過傳輸介質(zhì)與所述系統(tǒng)主機相連；
[0024]所述系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)與所述本地客戶機及所述遠程客戶機相連；系統(tǒng)主機通過處理所述通訊模塊傳輸?shù)目偩€信號進行數(shù)據(jù)分析，分析的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿霰镜乜蛻魴C及所述遠程客戶機。
[0025]所述系統(tǒng)主機采用YC2014-NET系統(tǒng)主機。所述通訊模塊通過MODBUS、PROFIBUS-DP、DEVICENET通訊網(wǎng)絡(luò)與所述系統(tǒng)主機相連。
[0026]具體實施中:
[0027](I)系統(tǒng)的性能指標的描述:該系統(tǒng)設(shè)計的要求網(wǎng)絡(luò)的空間跨度> 10m ;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)> 1:數(shù)據(jù)的總線傳輸速率在一定范圍內(nèi)可調(diào):系統(tǒng)的通信嚴格按照總線協(xié)議定義的標準執(zhí)行(方便系統(tǒng)的擴展):為最終實現(xiàn)整個項目的功能要求，該系統(tǒng)為上層軟件(虛擬儀器設(shè)備)提供各種參數(shù)接口。
[0028](2)上位機控制軟件的功能描述:上位機軟件由上位機控制界面，智能配電設(shè)備控制、遠端節(jié)點參數(shù)設(shè)置等功能實現(xiàn)的相關(guān)處理程序兩部分構(gòu)成。上位機的功能實現(xiàn)程序負責處理從控制界面得到的相關(guān)參數(shù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相關(guān)配電設(shè)備，并等待各配電設(shè)備處理后的反饋信號；該部分軟件應具有較強的控制及檢測錯誤的能力，另外軟件應具有較好的可擴展性。
[0029](3)遠端配電設(shè)備控制器的功能描述:該部分主要的功能應包括具有和總線的通信能力；配電控制器具有在線編程的能力；具有并行口等擴展功能模塊。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是工業(yè)控制中常用的總線型控制網(wǎng)絡(luò)。作為系統(tǒng)主站的上位機是控制系統(tǒng)的管理者，它具有管理控制遠端配電設(shè)備控制節(jié)點(下位機)的功能，并且這個權(quán)利由它所獨享。作為現(xiàn)場控制系統(tǒng)的下位機具有和上位機及其它下位機通訊、控制終端各個配電設(shè)備、向上位機發(fā)送系統(tǒng)出錯等報警信息等功能。
[0030]系統(tǒng)支持常用的現(xiàn)場總線技術(shù):Modbus總線協(xié)議、Profibus.DP總線協(xié)議、DeviceNet 總線協(xié)議、CAN 總線協(xié)議、Lonfforks 總線協(xié)議。具有 ModbusSewer、OPC Server和OPCClient等接口功能，它可以與其它控制系統(tǒng)(如DCS系統(tǒng))互相交換數(shù)據(jù)進行監(jiān)控管理。系統(tǒng)它適用于IlOKV及以下城鄉(xiāng)變電站、箱式變、發(fā)電廠用電、樓宇自動化、工礦企業(yè)配電房等的變電、受電、饋電、監(jiān)控和各種終端配用電等的遠方控制與管理。系統(tǒng)集監(jiān)視、測量、控制和通信等多種功能于一體，是一種開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、可擴展性好的監(jiān)控管理系統(tǒng)。
[0031]本發(fā)明系統(tǒng)在現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了這個基于現(xiàn)場總線的智能配電控制系統(tǒng)，為最終實現(xiàn)配電的“遙控、遙調(diào)、遙信、遙測"等四遙功能奠定了基礎(chǔ)。本系統(tǒng)的主要成果如下:
[0032]第一，分析了現(xiàn)場總線的應用現(xiàn)狀，對Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)進行了介紹，分析了智能配電控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，并與目前傳統(tǒng)配電系統(tǒng)進行比較，分析出現(xiàn)場總線的優(yōu)點和優(yōu)勢；根據(jù)設(shè)計的需要，提出了 Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)在智能配電控制系統(tǒng)的應用設(shè)計方案，研究了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的原則和方法。
[0033]第二，針對配電系統(tǒng)的特點，研究了 Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)在該系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)，給出了 Modbus現(xiàn)場總線的CRC校驗原理及實現(xiàn)方法，解決了配電網(wǎng)絡(luò)控制的通信問題。
[0034]第三，根據(jù)配電控制系統(tǒng)的需要，給出了整個硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別介紹了系統(tǒng)通信接口模塊、上位機RS232/RS485網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換卡及配電終端控制器等方面硬件電路設(shè)計的原理、功能及設(shè)計思想，同時給出了各部分的硬件電路圖。
[0035]第四，根據(jù)配電控制系統(tǒng)的需要，分析了控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過程，開發(fā)了下位機的驅(qū)動程序:實現(xiàn)了入機交互界面和組態(tài)軟件的開發(fā)，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、解析和顯示，完成了整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計。本控制系統(tǒng)是智能配電控制系統(tǒng)的一個先進應用實例，而且作為一種成本較低、控制簡單有效的系統(tǒng)，是配電自動化的發(fā)展趨勢，在生產(chǎn)上具有重要的理論意義和推廣價值。
【權(quán)利要求】
1.基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，其特征在于包括: 通訊模塊、遠程客戶機、本地客戶機、系統(tǒng)主機以及終端監(jiān)控設(shè)備； 所述終端監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述通訊模塊相連，所述通訊模塊通過傳輸介質(zhì)與所述系統(tǒng)主機相連； 所述系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)與所述本地客戶機及所述遠程客戶機相連；系統(tǒng)主機通過處理所述通訊模塊傳輸?shù)目偩€信號進行數(shù)據(jù)分析，分析的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)剿霰镜乜蛻魴C及所述遠程客戶機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線制的配電信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)主機采用YC2014-NET系統(tǒng)主機。
【文檔編號】H02J13/00GK104333141SQ201410687650
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】胡軍, 唐玉泉, 郭宏, 錢傳偉, 錢申琴, 趙永貴, 尚勇, 章威, 方國星 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽全椒縣供電有限責任公司