專利名稱：電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于電力行業(yè)變電站、調(diào)度中心、機(jī)房等進(jìn)行通訊管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
隨著電力行業(yè)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展，所有的新建變電站都是按照綜合自動化變電站甚至是數(shù)字化變電站的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，站內(nèi)的各種二次設(shè)備都是智能設(shè)備，具備通訊能力，并且通訊協(xié)議都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，與電力調(diào)度中心之間都敷設(shè)了專用光纜，遠(yuǎn)動通道采用光纖，可靠性高。但是對于一些投入運(yùn)行時(shí)間較早、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低和偏僻邊遠(yuǎn)的變電站，其自動化水平偏低，特別是一些企業(yè)變電站是屬于電力行業(yè)代管，其運(yùn)行維護(hù)都是由企業(yè)完成，投資少，設(shè)備陳舊。其中大部分變電站與電網(wǎng)調(diào)度中心的遠(yuǎn)動還是使用的傳統(tǒng)的載波通道，甚至一些企業(yè)變電站根本不具備遠(yuǎn)動通訊能力。電力行業(yè)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器應(yīng)用范圍非常廣，產(chǎn)品種類多，但是這些產(chǎn)品都只具備各種串口和網(wǎng)絡(luò)通訊能力，對于上述問題無法解決。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有協(xié)議轉(zhuǎn)換器的這些缺點(diǎn)，本實(shí)用新型通過集成模擬通道和GPRS模塊，為上述問題提供了一個(gè)可靠、經(jīng)濟(jì)的解決方案。本實(shí)用新型不僅具有多個(gè)可設(shè)置類型的數(shù)字串口和2個(gè)網(wǎng)絡(luò)口，還集成了 2個(gè)通訊速率、中心頻率可調(diào)的模擬口，一個(gè)GPRS模塊， 并可靈活設(shè)置通訊速率、IP地址、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用高性能的數(shù)據(jù)處理控制模塊，在具備多路串口通道和網(wǎng)絡(luò)通道的基礎(chǔ)上，增加模擬口和GPRS接口。對于具備載波通道的變電站，可以應(yīng)用2個(gè)模擬口分別向2級調(diào)度上傳數(shù)據(jù)；對于沒有任何遠(yuǎn)動通道的變電站，可以應(yīng)用GPRS接口，利用中國移動或中國聯(lián)通現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)與電力調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，GPRS模塊可以設(shè)置與多級調(diào)度通訊。增加模擬通道和GPRS通道僅需對硬件設(shè)備進(jìn)行升級，軟件結(jié)構(gòu)無影響，增加的通道也可以應(yīng)用目前電力行業(yè)的各類通訊協(xié)議。電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括數(shù)據(jù)處理控制模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，還包括通道控制模塊、 串口控制器、第一網(wǎng)絡(luò)通道、第二網(wǎng)絡(luò)通道、GPRS通道、第一模擬通道和第二模擬通道，數(shù)據(jù)處理控制模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊連接，數(shù)據(jù)處理控制模塊與通道控制模塊連接，通道控制模塊分別與串口控制器、第一網(wǎng)絡(luò)通道、第二網(wǎng)絡(luò)通道、GPRS通道、第一模擬通道和第二模擬通道連接。電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器還包括串口切換模塊、RS232通道、RS485通道和RS422通道，串口切換模塊分別與串口控制器、RS232通道、RS485通道和RS422通道連接。本實(shí)用新型的有益效果是，能夠解決目前偏遠(yuǎn)變電站和用戶變電站所的數(shù)據(jù)接入難題，不用增加額外的投資，尤其是GPRS通道的通訊速率快，信息量大，能夠與多級調(diào)度中心通訊，是用戶變電站站的最優(yōu)選擇。[0008]下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹
[0009]圖1本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
原理框圖[0010]圖2模擬通道的原理框圖[0011]圖3GPRS通道的原理框圖具體實(shí)施方式
[0012]如圖1所示，電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括數(shù)據(jù)處理控制模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，還包括通道控制模塊、串口控制器、第一網(wǎng)絡(luò)通道、第二網(wǎng)絡(luò)通道、GPRS通道、第一模擬通道和第二模擬通道，數(shù)據(jù)處理控制模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊連接，數(shù)據(jù)處理控制模塊與通道控制模塊連接， 通道控制模塊分別與串口控制器、第一網(wǎng)絡(luò)通道、第二網(wǎng)絡(luò)通道、GPRS通道、第一模擬通道和第二模擬通道連接。[0013]電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器還包括串口切換模塊、RS232通道、RS485通道和RS422通道，串口切換模塊分別與串口控制器、RS232通道、RS485通道和RS422通道連接。[0014]如圖1的所示的本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
，包括有數(shù)據(jù)處理控制模塊1，模塊1 采用了高性能的x86系列工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是本實(shí)用新型的核心模塊，該模塊從通道控制模塊2接收各種不同通道上的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理。該模塊軟件設(shè)計(jì)采用模塊化方式，各個(gè)模塊獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)清晰，應(yīng)用程序支持IEC870-5-101、IEC870-5-102、IEC870-5-103、 IEC870-5-104、國標(biāo) 101、部頒 CDT、Modbus (RTU/ASCII)、SPA-bus、DNP3. 0、SC1801、U_4f 等協(xié)議，涵蓋了電力行業(yè)各個(gè)方面的要求，同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)上預(yù)留了自定義協(xié)議的的接口，對于非行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議也能夠有效支持。所有協(xié)議都能夠在不同的通道上應(yīng)用，沒有任何限制， 非常靈活。此外該模塊還提供適應(yīng)電力調(diào)度中心的數(shù)據(jù)配置功能，方便的對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)處理模塊1可以根據(jù)預(yù)先的設(shè)定將部分?jǐn)?shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲模塊7.[0015]如圖1的所示的通道控制模塊2能夠接入串口控制器3，模擬通道4和網(wǎng)絡(luò)通道 5，GPRS通道6、模擬通道7和模擬通道8，其中串口控制器共有12個(gè)，即本實(shí)用新型共支持 12個(gè)串口。所有通道的數(shù)據(jù)由通道控制模塊進(jìn)行管理，將通訊數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理控制模塊 1進(jìn)行處理，并接收數(shù)據(jù)處理控制模塊1的數(shù)據(jù)分別向各個(gè)通道發(fā)送。[0016]如圖1所示的串口切換模塊9能夠接收不同的串口模式信號，包括RS232通道10、 包括RS485通道11、包括RS422通道12，通過預(yù)先的設(shè)定選擇串口信號方式，將對應(yīng)的信號模式送入串口控制器3，數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。本實(shí)用新型的12個(gè)串口均可以選擇需要的串口模式。[0017]如圖2所示的模擬通道的原理，本實(shí)用新型的模擬通道支持波特率分別為300、 600,1200的同步或異步方式，完全涵蓋電力行業(yè)的需求，其中300波特率時(shí)中心頻率是 3000Hz, 300波特率時(shí)中心頻率是^80Hz，1200波特率時(shí)中心頻率是1700Hz。由于300波特率和600波特率的中心頻率相近，因此共用調(diào)制解調(diào)電路。[0018]如圖2所示，當(dāng)選擇300波特率和600波特率的模式時(shí)，中心頻率由芯片 89C2051 (15)、89C2051 (16)來控制，模擬信號接收從音頻變壓器20輸入，經(jīng)過適當(dāng)處理后輸入芯片MAX274(18)進(jìn)行帶通濾波，芯片MAX274 (18)的外圍電路已經(jīng)設(shè)計(jì)成3000Hz帶通，帶通濾波后由正弦波轉(zhuǎn)換成方波，方波信號輸入芯片89C2051 (16)，利用軟件進(jìn)行解調(diào)處理，解調(diào)完畢后，輸出的信號已經(jīng)成為數(shù)字電路能夠接收的TTL電平，TTL電平輸入芯片 82C5K14)進(jìn)行預(yù)處理然后輸入至通道控制模塊2，利用芯片82C51 (14)可以使模擬通道支持同步方式，擴(kuò)大的應(yīng)該范圍。模擬信號的發(fā)送方式與接收相反，數(shù)字信號從通道控制模塊2進(jìn)入芯片 82C51(14)，進(jìn)行同步或異步預(yù)處理，然后輸出至利用芯片89C2051 (M)進(jìn)行調(diào)制處理，調(diào)制完成后的方波輸入芯片MAX274 (18)，帶通處理為正弦波輸入音頻變壓器19。音頻變壓器 19和音頻變壓器20主要起隔離保護(hù)作用。如圖2所示，如果波特率為1200時(shí)，音頻變壓器的輸入輸出直接接入芯片 TCM3105(17)，芯片TCM3105(17)的可以完成帶通和調(diào)制解調(diào)功能，處理的信號接入芯片 89C2051 (15)進(jìn)行同步或異步預(yù)處理，方式和300波特率或600波特率相同。如圖3所示，本實(shí)用新型使用成熟的GPRS控制模塊GMT-900C完成GPRS通訊功能，通過數(shù)據(jù)處理控制模塊1，按照預(yù)先設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、IP地址、通訊速率以TCP/IP協(xié)議或SMS短信息方式向電力調(diào)度中心上傳數(shù)據(jù)，并能夠接收下行的控制命令進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。電源模塊M用來提供4V的供電電源，并實(shí)現(xiàn)模塊GMT-900以21)特殊的上電要求，天線23和 SIM卡22是完成GPRS通訊必須的設(shè)備。
權(quán)利要求1.電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括數(shù)據(jù)處理控制模塊(1)和數(shù)據(jù)存儲模塊(13)，其特征在于還包括通道控制模塊O)、串口控制器C3)、第一網(wǎng)絡(luò)通道(4)、第二網(wǎng)絡(luò)通道( 、GPRS通道 (6)、第一模擬通道(7)和第二模擬通道(8)，數(shù)據(jù)處理控制模塊(1)與數(shù)據(jù)存儲模塊(13) 連接，數(shù)據(jù)處理控制模塊(1)與通道控制模塊( 連接，通道控制模塊( 分別與串口控制器(3)、第一網(wǎng)絡(luò)通道0)、第二網(wǎng)絡(luò)通道(5)、GPRS通道(6)、第一模擬通道(7)和第二模擬通道⑶連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括串口切換模塊(9)、 RS232通道(10)、RS485通道(11)和RS422通道(12)，串口切換模塊(9)分別與串口控制器(3)、RS232 通道(10)、RS485 通道(11)和 RS422 通道(12)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力協(xié)議轉(zhuǎn)換器，集成了數(shù)據(jù)處理控制模塊、通道切換模塊、串口切換模塊等核心模塊，并配置有數(shù)據(jù)存儲模塊。它具有8個(gè)串口通道、2個(gè)網(wǎng)絡(luò)通道、2個(gè)模擬通道以及一個(gè)GPRS通道，其中每個(gè)串口通道可以設(shè)置為RS232、RS422、RS485方式；模擬通道可以支持波特率300、600、1200的通訊；并支持同步或異步通訊方式，GPRS通道支持多主站訪問模式，所有通道都支持電力行業(yè)的多數(shù)通訊協(xié)議。本實(shí)用新型能夠方便的實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)偏僻變電站和企業(yè)變電站與電力調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通訊。
文檔編號H04L29/06GK202261377SQ20112025946
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者鞠林濤 申請人:武漢希文科技發(fā)展有限公司