專利名稱：一種在線監(jiān)測系統(tǒng)中基于iec61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種在線監(jiān)測系統(tǒng)中基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于電力領(lǐng)域，應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測領(lǐng)域。
技術(shù)背景[0002]隨著我國電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展，越來越多的新系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，如變電站一次設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、廣域測量系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)在帶來技術(shù)進(jìn)步與方便使用的同時(shí)，各系統(tǒng)間的聯(lián)系與綜合應(yīng)用卻顯得日漸復(fù)雜，且存在諸多的問題，主要表現(xiàn)如下[0003]1、各系統(tǒng)沒有形成同一技術(shù)規(guī)范[0004]各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠家的應(yīng)用系統(tǒng)，都是以生產(chǎn)廠家自己使用方便為前提，所采用的標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，尤其在35 1 IOkV變電站，應(yīng)用情況及實(shí)際效果千差萬別，這就造成各系統(tǒng)的綜合應(yīng)用及互聯(lián)顯得非常困難，極大地制約了這些新技術(shù)、新應(yīng)用的推廣與發(fā)展。[0005]2、各系統(tǒng)沒有統(tǒng)一信息模型和標(biāo)準(zhǔn)訪問接口[0006]變電站業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)多是針對特定的業(yè)務(wù)需求，各系統(tǒng)間高度異構(gòu)而缺乏總體規(guī)劃和協(xié)同，并且重復(fù)組網(wǎng)，接口方式不統(tǒng)一，信息共享困難，使變電站的信息化建設(shè)面臨 “投資多、見效慢”的困境。[0007]3、標(biāo)準(zhǔn)的缺失導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)可擴(kuò)展性差[0008]技術(shù)的發(fā)展日新月異，電力系統(tǒng)用戶對變電站新技術(shù)的需求變化極快，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，“信息孤島”的林立，使得用戶對原廠家的依賴性過大，一旦新應(yīng)用涉及原系統(tǒng)的升級維護(hù)，重復(fù)投資在所難免，系統(tǒng)的后期升級維護(hù)非常艱難。[0009]以上的種種現(xiàn)象都為電力系統(tǒng)用戶帶來了不便，實(shí)際使用時(shí)一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)需要打開多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，在新增系統(tǒng)時(shí)，往往又需要重復(fù)建設(shè)通道，投資新的服務(wù)器及監(jiān)控系統(tǒng)， 無法實(shí)現(xiàn)資源共享與信息的有效整合，這些突出的問題都需要得到解決。而國際電工協(xié)會(huì)發(fā)布的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對變電站信息化建設(shè)的技術(shù)規(guī)范、信息模型及訪問接口都做出了統(tǒng)一的規(guī)定，這就使得以上所列問題的解決有了一個(gè)基本的前提條件。[0010]信息化是當(dāng)今時(shí)代最重要的特征之一，電力企業(yè)信息化建設(shè)的步法正在加快。要確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，關(guān)鍵是對變電站(以及大型發(fā)電廠)實(shí)現(xiàn)有效的信息監(jiān)測、采集和數(shù)據(jù)管理，進(jìn)而為變電站的運(yùn)行控制提供決策依據(jù)。因此，變電站信息化、規(guī)范化的研究受到了電力企業(yè)用戶的關(guān)注和歡迎。在變電站領(lǐng)域，這種通信對象服務(wù)器技術(shù)的研究和應(yīng)用尚屬空白。發(fā)明內(nèi)容[0011]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種在線監(jiān)控系統(tǒng)中基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器，該裝置由CPU單元、電源單元、4路異步串口單元、4路以太網(wǎng)口單元、硬件看門狗單元、GPS模塊單元組成；其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網(wǎng)口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。[0012]所述的CPU單元，采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式，執(zhí)行效率更高；[0013]所述的電源單元，采用獨(dú)立的+5V開關(guān)電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)換為芯片的工作電壓3. 3V ；[0014]所述的4路異步串口單元是由，是通過在AT91SAM9260的芯片上擴(kuò)展4路IS03082 自帶隔離單元的串行485總線收發(fā)器而構(gòu)成；[0015]所述的4路以太網(wǎng)口單元，是通過擴(kuò)展8139D以太網(wǎng)通信控制芯片而構(gòu)成；[0016]所述的硬件看門狗單元，其內(nèi)部獨(dú)立，并對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；[0017]所述的GPS模塊單元，采用具有串行數(shù)據(jù)輸出的模塊化設(shè)計(jì)，對時(shí)精度可控制在 Ims以內(nèi)；[0018]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)該裝置1)既可接入不符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的裝置或系統(tǒng)， 并對外提供符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的信息模型及數(shù)據(jù)訪問接口，同時(shí)也可接入符合IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的裝置或系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備與系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的對外模型發(fā)布及信息訪問接口 ；2)獨(dú)立的硬件看門狗單元，可以防止程序跑飛而發(fā)生的意外；3)變電信息統(tǒng)一模型構(gòu)建和動(dòng)態(tài)加載；4)對全站所有設(shè)備與系統(tǒng)可進(jìn)行統(tǒng)一的整合與處理，實(shí)現(xiàn)全站內(nèi)規(guī)范的統(tǒng)一，為用戶的使用帶來方便性，同時(shí)在系統(tǒng)的升級維護(hù)方面沒有技術(shù)壁壘，標(biāo)準(zhǔn)性及可擴(kuò)充性得到了極大的提高。[0019]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化與安全性的有機(jī)統(tǒng)一，從整體上協(xié)調(diào)、合理科學(xué)地利用，使變電站內(nèi)異構(gòu)、孤立的子系統(tǒng)從整體上協(xié)調(diào)、合理科學(xué)地利用，并統(tǒng)一制定各子系統(tǒng)的功能規(guī)范和技術(shù)要求；統(tǒng)一對外通信硬件接口，統(tǒng)一對外發(fā)布生產(chǎn)及管理信息?；赟OA思想、 面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)建模方法，使系統(tǒng)具有響應(yīng)需求快速變化的能力?？梢灶A(yù)見本實(shí)用新型能夠極大的推動(dòng)數(shù)字化變電站的建設(shè)進(jìn)程，并為向數(shù)據(jù)化變電站平滑過渡提供了切實(shí)可行的解決方案。本實(shí)用新型為節(jié)約新建項(xiàng)目投資，規(guī)范信息化平臺(tái)的建設(shè)提供了實(shí)例，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。


[0020]圖1為本實(shí)用新型通信對象服務(wù)器在在線監(jiān)測系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖2為本實(shí)用新型通信對象服務(wù)器的結(jié)構(gòu)框圖；[0022]圖3為面向?qū)ο蟮淖冸娬拘畔⒔y(tǒng)一模型。
具體實(shí)施方式
[0023]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。[0024]圖1為本實(shí)用新型通信對象服務(wù)器在在線監(jiān)測系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖，變電站中設(shè)有多個(gè)監(jiān)測單元，不同的監(jiān)測單元技術(shù)規(guī)范不同，信息模型和標(biāo)準(zhǔn)訪問接口也不同，但每個(gè)監(jiān)測單元均需要通過通訊對象服務(wù)器將監(jiān)測信息傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。因此，本實(shí)用新型統(tǒng)一制定各監(jiān)測單元的功能規(guī)范和技術(shù)要求；統(tǒng)一對外通信硬件接口，統(tǒng)一對外發(fā)布生產(chǎn)及管理信息?；赟OA思想、面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)建模方法，使監(jiān)測系統(tǒng)具有響應(yīng)需求快速變化的能力。[0025]本實(shí)用新型公開一種在線監(jiān)測系統(tǒng)中基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器，如圖2所示，其由CPU單元、電源單元、硬件看門狗單元、4路異步串口單元、GPS模塊單元、4路以太網(wǎng)口單元組成，其中是以所述的CPU單元為中心，其他單元互為獨(dú)立并均與CPU單元相連接。[0026]其中CPU單元采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式，執(zhí)行效率更高；[0027]電源單元為CPU提供電力，采用獨(dú)立的+5V開關(guān)電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)換為芯片的工作電壓3. 3V ；[0028]4路異步串口單元，是通過在AT91SAM9260的芯片上擴(kuò)展4路IS03082自帶隔離單元的串行485總線收發(fā)器而構(gòu)成；[0029]4路以太網(wǎng)口單元，是通過擴(kuò)展8139D以太網(wǎng)通信控制芯片而構(gòu)成；[0030]硬件看門狗單元，其內(nèi)部獨(dú)立，并對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；[0031]GPS模塊單元，采用具有串行數(shù)據(jù)輸出的模塊化設(shè)計(jì)，對時(shí)精度可控制在Ims以內(nèi)；[0032]電源單元提供+5V、+12V工作電源，與CPU單元、GPS模塊單元相連，提供CPU單元、 GPS模塊單元的工作電源；CPU單元經(jīng)過隔離后與4路以太網(wǎng)口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。[0033]符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的IED設(shè)備通過4路以太網(wǎng)口單元接入通信對象服務(wù)器后，通信對象服務(wù)器調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850規(guī)約庫，將設(shè)備的模型、數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與發(fā)布，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。[0034]不符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的IED設(shè)備，可以通過4路以太網(wǎng)口單元或4路異步串口單元接入通信對象服務(wù)器，通信對象服務(wù)器針對不同的IED設(shè)備調(diào)用不同的規(guī)約庫與非標(biāo)準(zhǔn) IED設(shè)備連接，IED設(shè)備發(fā)送來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過通信對象服務(wù)器的建模實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化， 并提供該設(shè)備的符合IED61850標(biāo)準(zhǔn)的對外發(fā)布。[0035]本實(shí)用新型支持基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的變電站信息統(tǒng)一建模，提供面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一訪問變電站外部訪問，如圖3所示，變電站信息統(tǒng)一模型使由傳統(tǒng)的面向應(yīng)用的接口模式改變?yōu)槊嫦驅(qū)ο蟮膽?yīng)用模式，大大增強(qiáng)了接口的靈活性；對電力企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)及實(shí)時(shí)子網(wǎng)提供基于W^eb Services的信息交互訪問、基于IEC61850的對象化訪問。
權(quán)利要求1.一種在線監(jiān)測系統(tǒng)中基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器，其特征在于，所述的通訊對象服務(wù)器由CPU單元、電源單元、硬件看門狗單元、4路異步串口單元、GPS模塊單元、4 路以太網(wǎng)口單元組成；其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網(wǎng)口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的CPU單元采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的電源單元為CPU單元提供電力， 采用獨(dú)立的+5V開關(guān)電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)換為芯片的工作電壓 3. 3V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的4路異步串口單元通過在 AT91SAM9260的芯片上擴(kuò)展4路IS03082自帶隔離單元的串行485總線收發(fā)器而構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的4路以太網(wǎng)口單元通過擴(kuò)展 8139D以太網(wǎng)通信控制芯片而構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的硬件看門狗單元，其內(nèi)部獨(dú)立并對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信對象服務(wù)器，其中所述的GPS模塊單元，采用具有串行數(shù)據(jù)輸出的模塊化設(shè)計(jì)，對時(shí)精度可控制在Ims以內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種在線監(jiān)測系統(tǒng)中基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信對象服務(wù)器，該裝置由CPU單元、電源單元、4路異步串口單元、4路以太網(wǎng)口單元、硬件看門狗單元、GPS模塊單元組成，其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網(wǎng)口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化與安全性的有機(jī)統(tǒng)一，從整體上協(xié)調(diào)、合理科學(xué)地利用，使變電站內(nèi)異構(gòu)、孤立的子系統(tǒng)從整體上協(xié)調(diào)、合理科學(xué)地利用，并統(tǒng)一制定各子系統(tǒng)的功能規(guī)范和技術(shù)要求；統(tǒng)一對外通信硬件接口，統(tǒng)一對外發(fā)布生產(chǎn)及管理信息。
文檔編號H04L29/08GK202275308SQ20112035924
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者曾華榮, 杜劍光, 楊濤, 王鑫, 魏天魁, 黃 良 申請人:上海智光電力技術(shù)有限公司, 貴州電力試驗(yàn)研究院