專利名稱：電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力控制技術(shù)，特別涉及電力設(shè)備之間通訊技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是工業(yè)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，電力控制領(lǐng)域出現(xiàn)了各種現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)或設(shè)備(如DAS、PLC、DCS等)，智能終端(如FTU、RTU、TTU等)，以及各種測(cè)量?jī)x表等?，F(xiàn)有技術(shù)中，這些裝置和設(shè)備一般是各自獨(dú)立，互不相干的，或者各自配置一套與上位機(jī)和工作站進(jìn)行通信的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備兼容性差，特別是通訊協(xié)議互不相容，各廠商軟、硬件設(shè)備間具有很強(qiáng)的排斥性，難以實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)資源的共享，難以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮調(diào)度，系統(tǒng)控制成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，將不同廠商的各種控制設(shè)備和裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議或規(guī)約連接在一起，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)資源的共享及各系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮調(diào)度，提高設(shè)備、系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性，降低控制成本。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，包括處理器，存儲(chǔ)器和通信接口；所述處理器與所述存儲(chǔ)器及通信接口連接。
本實(shí)用新型的有益效果是，只要接入設(shè)備遵守國(guó)際國(guó)內(nèi)當(dāng)前主流的電力工業(yè)通信協(xié)議或規(guī)約(如部頒CDT、IEC60870-5-101/103/104、SC1801、CANBus、ModBus、LonWorks、DNP3.0、POLLING、OPC等)，本實(shí)用新型就能夠自動(dòng)、實(shí)時(shí)地采集接入設(shè)備的運(yùn)行過程或狀態(tài)的監(jiān)視、測(cè)量信息，并能對(duì)這些信息進(jìn)行處理和上傳，包括與GPS裝置進(jìn)行連接，進(jìn)行時(shí)鐘同步；同時(shí)，本實(shí)用新型自動(dòng)、實(shí)時(shí)地將上位機(jī)的控制命令下發(fā)給所接入的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的共享和統(tǒng)一指揮調(diào)度。通過10/100M以太網(wǎng)接口，可接入LAN/WAN網(wǎng)絡(luò)，完成上述電力工業(yè)通信協(xié)議或規(guī)約與TCP/IP協(xié)議的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)所接入設(shè)備與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的雙向?qū)崟r(shí)通信功能，進(jìn)行本地/遠(yuǎn)程的Internet網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控報(bào)警處理。


圖1是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型與接入設(shè)備連接關(guān)系拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括處理器，存儲(chǔ)器和通信接口；所述處理器與所述存儲(chǔ)器及通信接口連接；進(jìn)一步的是，所述網(wǎng)關(guān)還包括實(shí)時(shí)控制電路和看門狗電路；所述實(shí)時(shí)控制電路和看門狗電路通過I2C總線與所述處理器連接；具體的是，所述存儲(chǔ)器包括SDRAM和FLASH；所述SDRAM和FLASH通過系統(tǒng)總線與所述處理器連接；所述FLASH包括引導(dǎo)FLASH和文件系統(tǒng)FLASH兩部分；所述通信接口包括RS232串行接口，RS232/485串行接口，RS485/RS442I/O串行接口，USB接口，以太網(wǎng)RJ45接口，多模光纖接口，RS422CAN總線接口或HDLC鏈路接口；特別是，所述RS422CAN總線接口或HDLC鏈路接口內(nèi)置IRIG-B時(shí)鐘同步接口；更具體的是，所述處理器采用MPC8245系列處理器。
實(shí)施例本例的處理器采用Motorola公司的MPC8245系列芯片，主頻333/400MHz。該處理器設(shè)計(jì)基于PowerPC架構(gòu)，性價(jià)比高，特別適合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。本例的結(jié)構(gòu)框圖見圖1。
圖中，存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)系統(tǒng)信息的引導(dǎo)Flash和文件系統(tǒng)Flash，以及SDRAM，他們通過64Bit 133MHz總線與處理器連接。Flash存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有嵌入式Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集、通信、處理和控制模塊，包括國(guó)內(nèi)外比較流行的各種電力工業(yè)通信協(xié)議、規(guī)約等。圖中EEPROM存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)有復(fù)位程序，該存儲(chǔ)器通過I2C總線與處理器連接，為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)，構(gòu)成本例的看門狗電路，實(shí)時(shí)控制電路也通過I2C總線與處理器連接。圖中連接在64Bit 133MHz系統(tǒng)總線上的接口轉(zhuǎn)換電路1，通過一個(gè)RS232和一個(gè)RS232/RS485接口與外部設(shè)備連接。本例中，兩個(gè)USB接口通過USB主控器掛接在64Bit 66MHz總線上，該總線還通過接口轉(zhuǎn)換電路2提供兩個(gè)RS422/RS485I/O接口與外部設(shè)備進(jìn)行連接。64Bit 66MHz總線通過局部總線轉(zhuǎn)換橋轉(zhuǎn)換為32Bit 33MHz總線，該總線通過帶寬為10/100MHz的以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換電路可掛接兩個(gè)RJ-45雙絞線網(wǎng)絡(luò)接口，通過帶寬為100MHz的光纖接口轉(zhuǎn)換電路可掛接兩個(gè)RJ-45光纖網(wǎng)絡(luò)接口，通過接口轉(zhuǎn)換電路3提供兩個(gè)RS422 CAN總線接口或HDLC鏈路接口，用于連接RS422接口設(shè)備，其中一個(gè)RS422內(nèi)置IRIG-B時(shí)鐘同步接口。圖1中還設(shè)置有調(diào)試接口，為圖面簡(jiǎn)潔，圖1中省略了電源部分。
本實(shí)用新型的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用于電力設(shè)備控制，其作用類似于網(wǎng)關(guān)(Gateway)。其豐富的接口可以連接各種具有相應(yīng)接口的電力控制系統(tǒng)或設(shè)備(如DAS、PLC、DCS等)，各種智能終端(如FTU、RTU、TTU等)，各種測(cè)量?jī)x表等，并可通過無(wú)線通信設(shè)備，與遠(yuǎn)程控制設(shè)備進(jìn)行通信。本裝置與現(xiàn)場(chǎng)總線、現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)或設(shè)備、智能終端等的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接參見圖2。
本裝置主要功能有，變電站綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)變電站保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)和報(bào)警等信息的實(shí)時(shí)處理；電力調(diào)度自動(dòng)化匯接調(diào)度主站系統(tǒng)、變電站(所)自動(dòng)化系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)配一體化系統(tǒng)與用電管理自動(dòng)化系統(tǒng)等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度功能；發(fā)電保護(hù)監(jiān)控自動(dòng)化水力、火力發(fā)電機(jī)組保護(hù)單元的數(shù)據(jù)采集與控制，DCS終端設(shè)備、PLC終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)發(fā)與控制；配電網(wǎng)自動(dòng)化配電網(wǎng)SCADA監(jiān)控、DA故障處理(即故障自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別、故障自動(dòng)定位、故障自動(dòng)隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu))、配變實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方抄表等；遠(yuǎn)程電能監(jiān)測(cè)與控制自動(dòng)化電力行業(yè)遠(yuǎn)程關(guān)口表監(jiān)測(cè)控制，小區(qū)戶表集中監(jiān)測(cè)控制與管理，企事業(yè)單位電能監(jiān)測(cè)信息管理。
本裝置采用模塊化、多線程設(shè)計(jì)和調(diào)度管理，支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線，滿足大系統(tǒng)、高可靠性的要求，除核心部件外，用戶可根據(jù)不同需求選擇擴(kuò)展部件，系統(tǒng)擴(kuò)容、升級(jí)簡(jiǎn)便；裝置系統(tǒng)故障自檢，故障報(bào)警、故障排除后系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)，可靠性高，容易操作；內(nèi)置豐富的電力/工業(yè)通信協(xié)議或規(guī)約庫(kù)，靈活的規(guī)約接口，便于集成，便于系統(tǒng)接入及擴(kuò)展，可選國(guó)內(nèi)主要保護(hù)、綜自設(shè)備生產(chǎn)廠商的自定義規(guī)約；支持電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議DL476-92，支持協(xié)議的在線擴(kuò)充；支持雙服務(wù)器、雙網(wǎng)絡(luò)、雙前置機(jī)容錯(cuò)、備份和冗余，支持兩種以上通信模式容錯(cuò)、備份和冗余，支持多級(jí)設(shè)備監(jiān)控權(quán)，支持多重安全級(jí)別；支持HTTP/FTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，采用瀏覽器進(jìn)行帶加密功能的系統(tǒng)參數(shù)配置、測(cè)量值和狀態(tài)量查詢、系統(tǒng)復(fù)位、雙機(jī)切換等等，具備遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、管理功能；支持ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)開放接口，支持OPC數(shù)據(jù)交換；可選VQC控制模塊、接地選線模塊、電量處理模塊、負(fù)荷控制模塊、DA功能模塊(故障定位、故障隔離和供電恢復(fù))和防閉鎖控制模塊配置；提供高級(jí)編程接口(API)和二次腳本開發(fā)語(yǔ)言，滿足高級(jí)用戶的特殊開發(fā)需求，便于與別的系統(tǒng)進(jìn)行連接。
權(quán)利要求1.電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括處理器，存儲(chǔ)器和通信接口；所述處理器與所述存儲(chǔ)器及通信接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于還包括實(shí)時(shí)控制電路和看門狗電路；所述實(shí)時(shí)控制電路和看門狗電路通過I2C總線與所述處理器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于所述存儲(chǔ)器包括SDRAM和FLASH；所述SDRAM及FLASH通過系統(tǒng)總線與所述處理器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于所述FLASH包括引導(dǎo)FLASH和文件系統(tǒng)FLASH兩部分。
5.如權(quán)利要求1所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于所述通信接口包括RS232串行接口、RS232/485串行接口、RS485/RS422I/O串行接口、USB接口、以太網(wǎng)RJ45接口、多模光纖接口、RS422CAN總線接口或HDLC鏈路接口。
6.如權(quán)利要求5所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于所述RS422CAN總線接口或HDLC鏈路接口內(nèi)置IRIG-B時(shí)鐘同步接口。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，特征在于所述處理采用MPC8245系列處理器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力控制技術(shù)，特別涉及電力設(shè)備之間的通訊技術(shù)。本實(shí)用新型公開了一種電力信息化與自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，其技術(shù)方案包括處理器，存儲(chǔ)器和通信接口；所述處理器與所述存儲(chǔ)器及通信接口連接。本實(shí)用新型的有益效果是，將各種電力控制設(shè)備進(jìn)行有機(jī)整合連接在一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的共享及統(tǒng)一指揮調(diào)度。本實(shí)用新型具有豐富的通信規(guī)約和接口，可以連接多種設(shè)備，是電力系統(tǒng)升級(jí)換代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H02J13/00GK2859597SQ20062003289
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者陳志文 申請(qǐng)人:陳志文