專利名稱：一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號隔離轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種應(yīng)用于風力發(fā)電機組風速風向信息采集設(shè)備與風機主控系統(tǒng)之間使用的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法。
背景技術(shù)：
在風力發(fā)電技術(shù)中，風速風向信息采集設(shè)備作為重要和關(guān)鍵的風力發(fā)電機組部件之一，變得越來越重要，如何準確有效地采集風速和風向信號并實現(xiàn)風速風向信息采集設(shè)備與風機主控系統(tǒng)之間的通信問題是目前大多數(shù)風電技術(shù)企業(yè)面臨的主要問題之一。現(xiàn)有部分國產(chǎn)的風速風向信息采集設(shè)備，如風速風向儀、風速計……，雖然風速風向信息采集設(shè)備在風速信號和風向信號采集技術(shù)方面有了很大的提升，但是風速風向采集設(shè)備與風機主控系統(tǒng)之間的通信仍然是一個很大的問題，常常會出現(xiàn)如下問題(1)風速風向采集設(shè)備采用一種數(shù)據(jù)形式將風速風向數(shù)據(jù)的傳輸出去，而風機主控系統(tǒng)只能接受另一種數(shù)據(jù)形式的風速風向數(shù)據(jù)，這樣往往造成風機主控系統(tǒng)與風速風向采集設(shè)備之間的通信障礙；(2)不同風機主控廠商生產(chǎn)的風機主控系統(tǒng)接受風速風向數(shù)據(jù)的形式不一樣，使得風機主控系統(tǒng)只能選擇特定的風速風向采集設(shè)備才能與風機主控系統(tǒng)相互匹配，因而易造成風速風向信息采集設(shè)備選型的困難。如何使風速風向采集設(shè)備與風機主控系統(tǒng)之間的通信滿足多種數(shù)據(jù)通信形式變得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述背景技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于多種數(shù)據(jù)輸出的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法其包括
步驟I:運行初始化程序并初始化信號隔離轉(zhuǎn)換器；
步驟2 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器接收風機主控系統(tǒng)要求風速風向信號的請求，控制器控制主機通訊模塊將風速風向儀送入的風速風向信號以信號幀的形式傳送給控制器； 步驟3 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器對接收的風速風向信號進行解包、判斷、校驗處理， 保留有效的風速風向信號；
步驟4:控制器對接收到的有效風速風向信號均進行如下處理(一)通過風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊及運行CNT輸出程序?qū)L速風向儀采集的風速信號轉(zhuǎn)換為CNT信號，(二) 通過風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊及運行2D0輸出程序?qū)L速風向儀采集的風向信號轉(zhuǎn)換為2 路DO信號，(三)通過風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊及運行SPI程序?qū)L速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為三線電流信號，(四)通過從機通訊模塊及MODBUS協(xié)議將風速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為RS485信號；
步驟5 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器根據(jù)風機主控系統(tǒng)要求的通信協(xié)議類型及數(shù)據(jù)輸出形式從作為一組數(shù)據(jù)輸出的CNT信號與DO信號，或者是作為另一組數(shù)據(jù)輸出的三線電流信號，亦或者是作為再一組數(shù)據(jù)輸出的RS485信號三組數(shù)據(jù)中輸出其中一組數(shù)據(jù)；
步驟6 :根據(jù)步驟6中風機主控系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)形式，控制器選擇從機通訊模塊、多路開關(guān)中的一個路徑將符合風機主控系統(tǒng)需求的信號給風機主控系統(tǒng)。綜上所述，本發(fā)明一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法的應(yīng)用因可將風速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換成多種數(shù)據(jù)形式，故可滿足不同風機主控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)形式要求，很好地實現(xiàn)風機主控系統(tǒng)與風速風向儀之間的有效通信。


圖I為本發(fā)明一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理方法的信號隔離器與風速風向儀及風機主控系統(tǒng)的關(guān)系不意圖。
具體實施例方式為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達成目的及效果，以下茲例舉實施例并配合附圖詳予說明。請參閱圖1，本發(fā)明一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法主要應(yīng)用于一連接在風速風向儀與風機主控系統(tǒng)之間的信號隔離轉(zhuǎn)換器200，所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200用以確保風機主控系統(tǒng)300與風速風向儀400之間通訊的有效性和正常。所述風速風向儀400 用于米集風電場內(nèi)風速風向信號。所述風機主控系統(tǒng)300用于根據(jù)風速風向儀400傳送來的風速風向信號情況調(diào)整風力發(fā)電機組(圖中未示)的運行狀態(tài)。所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200 包括但不限于以下器件一主機通訊模塊I、一控制器2、一從機通訊模塊3、一多路開關(guān)4、 一供電模塊5、若干防雷電路6、一風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71、一風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊72、 一風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊73、一電源監(jiān)視模塊8及一存儲器9。所述風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71進一步包括一 DA轉(zhuǎn)換器(圖中未不)。所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200的主機通訊模塊I與風速風向儀400之間通過VDT協(xié)議實現(xiàn)相互之間通信，信號隔離轉(zhuǎn)換器200的從機通訊模塊3與風機主控系統(tǒng)300之間通過 MODBUS協(xié)議實現(xiàn)相互之間的通信。所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200具體包括四防雷電路6。所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200的主機通訊模塊I分別與供電模塊5、風速風向儀400及控制器2相互連接；控制器2分別與所述主機通訊模塊I、從機通訊模塊3、供電模塊5、風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71、風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊72、風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊73、電源監(jiān)視模塊8及存儲器9相互連接；從機通訊模塊3分別與所述控制器2、供電模塊5及風機主控系統(tǒng)300相互連接；多路開關(guān)4分別與供電模塊5、風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71、風速風向-2D0 轉(zhuǎn)換模塊72、風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊73及風機主控系統(tǒng)300相互連接。所述風速風向儀400用于采集流過風機的即時風速信號和風向信號，并將風速信號與風向信號打包后以信號幀的形式傳送給所述主機通訊模塊I。所述風機主控系統(tǒng)300 用于分析經(jīng)信號隔離轉(zhuǎn)換器200處理后的有效的風速信號及風向信號并根據(jù)收到的風速信號和風向信號調(diào)整風機的運行狀態(tài)。所述主機通訊模塊I用于(一)接受控制器2發(fā)出的要求所述風速風向儀400定時向主機通訊模塊I傳輸風速信號和風向信號的指令并將該指令傳送給所述風速風向儀400 ; (二)解包、判斷、校驗風速風向儀400送入的風速信號和風向信號，并將有效的風速信號和風向信號按照所述控制器2發(fā)出的指令傳送給所述控制器2。所述控制器2用于(一)控制主機通訊模塊I要求風速風向儀400定時傳輸風速信號和風向信號給主機通訊模塊I的請求；(二)接受主機通訊模塊I處理后的風速信號和風向信號；(三)控制風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71、風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊72及風速風向-CNT 轉(zhuǎn)換模塊73將風速信號和風向信號轉(zhuǎn)換成三線電流信號、DO信號及CNT信號；(四)通過從機通訊模塊3接收風機主控系統(tǒng)300要求信號隔離轉(zhuǎn)換器200傳送相應(yīng)的風速信號和風向信號給風機主控系統(tǒng)300的請求；(五)控制多路開關(guān)4的導(dǎo)通與斷開以使轉(zhuǎn)換后三線電流信號、DO信號及CNT信號按照導(dǎo)通狀況送入風機主控系統(tǒng)300。本具體實施例中，所述控制器2控制風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71并通過相應(yīng)的SPI 程序?qū)L速信號和風向信號轉(zhuǎn)換成兩路帶風速信號和風向信號的三線電流信號。所述控制器2控制風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊72通過2D0輸出程序?qū)L向信號轉(zhuǎn)換成兩路帶風向信號的DO信號。所述控制器2控制風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊73通過CNT輸出程序?qū)L速信號轉(zhuǎn)換成一路帶風速信號的CNT信號。所述從機通訊模塊3用于接收和傳輸所述風機主控系統(tǒng)300和所述控制器2的控制指令，并按照風機主控系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)要求形式將風速信號和風向信號轉(zhuǎn)換成風機主控系統(tǒng)300可接受的RS485信號后傳送給風機主控系統(tǒng)300。具體的，風機主控系統(tǒng)300通過從機通訊模塊3發(fā)送風機主控系統(tǒng)300要求控制器2將采集的風速信號和風向信號傳送給風機主控系統(tǒng)300指令；所述信號隔離轉(zhuǎn)換器200的控制器2在接受到相應(yīng)的命令后按照風機主控系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)要求形式將相應(yīng)的風速信號和風向信號傳送給風機主控系統(tǒng) 300。本具體實施例中所述存儲器9為一電可擦可編程只讀存儲器。所述多路開關(guān)4根據(jù)控制器2的控制指令，有選擇性地輸出三線電流信號、DO信號、CNT信號。所述供電模塊5用于對主機通訊模塊I、控制器2、多路開關(guān)4及從機通訊模塊3 進行電能的供應(yīng)。所述供電模塊5可直接向多路開關(guān)4供應(yīng)24V的直流電；同時供電模塊 5將24V的直流電經(jīng)過轉(zhuǎn)換后可向主機通訊模塊I、控制器2、多路開關(guān)4及從機通訊模塊3 供應(yīng)5V的直流電。 所述防雷電路6用于保護風速風向儀400在遭受雷擊或操作過電壓時信號隔離轉(zhuǎn)換器400內(nèi)部各器件及風速風向儀400免受損害。本發(fā)明信號隔離轉(zhuǎn)換器400的其中一防雷電路6分別裝設(shè)在所述主機通訊模塊I與所述風速風向儀400之間、又一防雷電路6裝設(shè)在所述控制器2與所述多路開關(guān)4之間、再一防雷電路6裝設(shè)在所述供電模塊5與所述多路開關(guān)4之間、最后一防雷電路6裝設(shè)在所述從機通訊模塊3與風機主控系統(tǒng)300之間。所述一種信號隔離轉(zhuǎn)換器信號處理輸出的方法具體包括如下步驟
步驟I :運行初始化程序并初始化信號隔離轉(zhuǎn)換器200以保證信號隔離轉(zhuǎn)換器200與風速風向儀400、風機主控系統(tǒng)300之間的正常通信；
步驟2 :信號隔離轉(zhuǎn)換器200的控制器2接收風機主控系統(tǒng)300要求風速風向信號的請求，控制器2控制主機通訊模塊I將風速風向儀400送入的風速風向信號以信號幀的形式傳送給控制器2 ；步驟3 :信號隔離轉(zhuǎn)換器200的控制器2對接收的風速風向信號進行解包、判斷、校驗處理，保留有效的風速風向信號；
步驟4 :控制器2對接收到的有效風速風向信號均進行如下處理(一)通過風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊73及運行CNT輸出程序?qū)L速風向儀400采集的風速信號轉(zhuǎn)換為CNT信號，所述CNT信號僅包含風速信號，(二)通過風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊72及運行2D0輸出程序?qū)L速風向儀400采集的風向信號轉(zhuǎn)換為2D0信號，所述2D0信號僅包括風向信號，(三) 通過風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊71及運行SPI程序?qū)L速風向儀400采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為三線電流信號，所述三線電流信號包括風速和風向兩方面的信號，(四)通過從機通訊模塊3及MODBUS協(xié)議將風速風向儀400采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為RS485信號，所述RS485 信號包括風速和風向兩方面的信號；
步驟5 :信號隔離轉(zhuǎn)換器200的控制器2根據(jù)風機主控系統(tǒng)300要求的通信協(xié)議類型及數(shù)據(jù)輸出形式從作為一組數(shù)據(jù)輸出的CNT信號與2D0信號，或者是作為另一組數(shù)據(jù)輸出的三線電流信號，亦或者是作為再一組數(shù)據(jù)輸出的RS485信號三組數(shù)據(jù)中輸出其中一組數(shù)據(jù)；
步驟6 :根據(jù)步驟6中風機主控系統(tǒng)300要求的數(shù)據(jù)形式，控制器2判斷并選擇從機通訊模塊3、多路開關(guān)4中的一個路徑將符合風機主控系統(tǒng)300需求的信號給風機主控系統(tǒng) 300。所述步驟2中信號隔離轉(zhuǎn)換器200的控制器2接收風機主控系統(tǒng)300要求風速風向信號的請求為風機主控系統(tǒng)300與信號隔離轉(zhuǎn)換器200之間的通信協(xié)議類型及數(shù)據(jù)輸出的形式。所述步驟6中從機通訊模塊3用于向風機主控系統(tǒng)300傳輸RS485信號，所述步驟6中多路開關(guān)4包括一用于傳輸CNT信號和2路DO信號的輸出路徑及一用于傳輸三線電路信號的輸出路徑，該兩路徑由控制器2有選擇性地導(dǎo)通和斷開以實現(xiàn)不同的風速風向信號數(shù)據(jù)向風機主控系統(tǒng)300傳輸，其中，CNT信號和2D0信號作為一組風速風向信號數(shù)據(jù)由多路開關(guān)的一個路徑輸出給風機主控系統(tǒng)300，三線電流信號作為另一組風速風向信號數(shù)據(jù)由多路開關(guān)的另一個路徑輸出給風機主控系統(tǒng)300。綜上所述，本發(fā)明一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法的應(yīng)用因可將風速風向儀400采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換成多種數(shù)據(jù)形式，故可滿足不同風機主控系統(tǒng)300對數(shù)據(jù)形式要求，很好地實現(xiàn)風機主控系統(tǒng)300與風速風向儀400之間的有效通信。以上所述的技術(shù)方案僅為本發(fā)明信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法的較佳實施例，任何在本發(fā)明信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法基礎(chǔ)上所作的等效變換或替換都包含在本專利的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法其包括步驟I:運行初始化程序并初始化信號隔離轉(zhuǎn)換器；步驟2 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器接收風機主控系統(tǒng)要求風速風向信號的請求，控制器控制主機通訊模塊將風速風向儀送入的風速風向信號以信號幀的形式傳送給控制器；步驟3 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器對接收的風速風向信號進行解包、判斷、校驗處理， 保留有效的風速風向信號；步驟4 :控制器對接收到的有效風速風向信號均進行如下處理(一)通過風速風向-CNT轉(zhuǎn)換模塊及運行CNT輸出程序?qū)L速風向儀采集的風速信號轉(zhuǎn)換為CNT信號，(二) 通過風速風向-2D0轉(zhuǎn)換模塊及運行2D0輸出程序?qū)L速風向儀采集的風向信號轉(zhuǎn)換為2 路DO信號，(三)通過風速風向-I轉(zhuǎn)換模塊及運行SPI程序?qū)L速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為三線電流信號，(四)通過從機通訊模塊及MODBUS協(xié)議將風速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換為RS485信號；步驟5 :信號隔離轉(zhuǎn)換器的控制器根據(jù)風機主控系統(tǒng)要求的通信協(xié)議類型及數(shù)據(jù)輸出形式從作為一組數(shù)據(jù)輸出的CNT信號與DO信號，或者是作為另一組數(shù)據(jù)輸出的三線電流信號，亦或者是再一組數(shù)據(jù)輸出的RS485信號三組數(shù)據(jù)中輸出其中一組數(shù)據(jù)；步驟6 :根據(jù)步驟5中風機主控系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)輸出形式，控制器選擇從機通訊模塊、 多路開關(guān)中的一個路徑將符合風機主控系統(tǒng)需求的信號給風機主控系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法，其特征在于步驟4 中所述三線電流信號包括風速和風向兩方面的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法，其特征在于步驟4 中所述RS485信號包括風速和風向兩方面的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法，其特征在于所述步驟6中從機通訊模塊用于向風機主控系統(tǒng)傳輸RS485信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法，其特征在于所述步驟6中的多路開關(guān)包括一用于傳輸CNT信號和2路DO信號的輸出路徑及一用于傳輸三線電路信號的輸出路徑，該兩路徑由控制器有選擇性地導(dǎo)通和斷開以有針對性地實現(xiàn)CNT信號和、2D0信號及三線電流信號向風機主控系統(tǒng)傳送。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法,其特征在于CNT信號和2D0信號作為一組完整的風速風向信號數(shù)據(jù)由多路開關(guān)的一個路徑輸出給風機主控系統(tǒng)，三線電流信號作為另一組完整的風速風向信號數(shù)據(jù)由多路開關(guān)的另一路徑輸出給風機主控系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信號隔離轉(zhuǎn)換器的信號處理輸出方法，該方法的應(yīng)用因可將風速風向儀采集的風速風向信號轉(zhuǎn)換成多種數(shù)據(jù)形式，故可滿足不同風機主控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)形式要求，很好地實現(xiàn)風機主控系統(tǒng)與風速風向儀之間的有效通信。
文檔編號G05B19/04GK102591222SQ20121002792
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者孟娟, 岳立, 李泳林, 石海中, 苗強 申請人:成都阜特科技有限公司