一種基于modbus協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[00011 本實(shí)用新型涉及風(fēng)電變流器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率 風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，風(fēng)力發(fā)電作為一種具有廣泛應(yīng)用前景的新能源技術(shù)得到大力發(fā)展。與 此同時(shí)，作為風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一，風(fēng)電變流器因其可以實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍內(nèi)的變速恒 頻發(fā)電，提高運(yùn)行效率，提升風(fēng)能利用率等優(yōu)點(diǎn)，也越來越受到重視。而隨著分布式能源、微 網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)民用的小功率風(fēng)電變流器(一般為幾千瓦)及其風(fēng)電機(jī)組開始得到越來 越多的應(yīng)用。
[0003] 需要特別指出的是，民用的小功率風(fēng)電變流器及其風(fēng)電機(jī)組，往往以單臺(tái)或者幾 臺(tái)組網(wǎng)的形式出現(xiàn)。并且與大型陸上風(fēng)電場(chǎng)或者海上風(fēng)電場(chǎng)不同的是，這些風(fēng)電變流器監(jiān) 控系統(tǒng)通訊距離較短，同時(shí)組網(wǎng)的風(fēng)電變流器型號(hào)也比較單一。因此，針對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān) 控系統(tǒng)并不適用于民用的小功率風(fēng)電變流器，迫切需要一種針對(duì)小功率風(fēng)電變流器的監(jiān)控 系統(tǒng)，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)于單臺(tái)及多臺(tái)組網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與控制。
[0004] MODBUS協(xié)議已經(jīng)成為工控領(lǐng)域全球最流行的標(biāo)準(zhǔn)，此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)設(shè)備，MODBUS協(xié)議的好處是其定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息結(jié) 構(gòu)，并沒有規(guī)定物理層，也不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。因此，利用MODBUS協(xié)議可 以有效地降低成本，同時(shí)也方便對(duì)于使用MODBUS協(xié)議的不同設(shè)備之間進(jìn)行監(jiān)控，這一點(diǎn)對(duì) 于小功率的風(fēng)電變流器是非常有優(yōu)勢(shì)的。
[0005] 現(xiàn)有風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)中，沒有給出針對(duì)小功率的風(fēng)電變流器監(jiān)控的技 術(shù)方案，也沒有給出多臺(tái)小功率風(fēng)電變流器組網(wǎng)時(shí)的技術(shù)方案。
[0006] 如中國(guó)專利CN201110164930所公開的內(nèi)容，其將風(fēng)電變流器的監(jiān)控系統(tǒng)分成了數(shù) 據(jù)采集單元、通信單元、轉(zhuǎn)換單元與上位機(jī)。該發(fā)明專利只提供了一個(gè)概要的設(shè)計(jì)，并沒有 給出實(shí)質(zhì)性的技術(shù)方案，以轉(zhuǎn)換單元和通信單元為例，如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換單元與通信單元之間 數(shù)據(jù)的正確轉(zhuǎn)換與傳輸，需要更具體的技術(shù)方案，而不是簡(jiǎn)單的如其所言通過光纖連接。此 外，該專利也沒有給出多臺(tái)風(fēng)電變流器組網(wǎng)時(shí)如何監(jiān)控的技術(shù)方案。
[0007] 上述發(fā)明專利與本實(shí)用新型技術(shù)要點(diǎn)比較：
[0008] 1.數(shù)據(jù)協(xié)議：專利CN201110164930沒有給出具體的數(shù)據(jù)協(xié)議，本實(shí)用新型中明確 了采用MODBUS RTU協(xié)議的方案，這使得小功率風(fēng)電變流器與上位機(jī)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式得 到明確。采用MODBUS RTU協(xié)議的好處一方面在于其只定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息 結(jié)構(gòu)，并沒有規(guī)定物理層，方便多種網(wǎng)絡(luò)傳輸;另一方面是在工控領(lǐng)域采用MODBUS協(xié)議的設(shè) 備非常多，便于小功率風(fēng)電變流器與工控機(jī)、PLC等設(shè)備連接。
[0009] 2.多臺(tái)變流器組網(wǎng)：專利CN201110164930只給出了一臺(tái)風(fēng)電變流器監(jiān)控的技術(shù)方 案，而實(shí)際應(yīng)用時(shí)往往需要監(jiān)控多臺(tái)風(fēng)電變流器，本實(shí)用新型中明確了多臺(tái)變流器組網(wǎng)時(shí) 的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實(shí)用新型的目的是:提供一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系 統(tǒng)，可以很好地利用現(xiàn)有小功率風(fēng)電變流器自帶的串口，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)風(fēng)電變流器組網(wǎng)時(shí)的實(shí) 時(shí)監(jiān)控。
[0011] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系 統(tǒng)，其特征在于：它包括多臺(tái)小功率風(fēng)電變流器、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、轉(zhuǎn)換器和上位 機(jī);各臺(tái)小功率風(fēng)電變流器利用其通訊接口分別與各協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行連接;各協(xié)議轉(zhuǎn)換 模塊按照MODBUS RTU協(xié)議將參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并連接至現(xiàn)場(chǎng)總線;現(xiàn)場(chǎng)總線通過轉(zhuǎn)換器連接至 上位機(jī)，上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各臺(tái)小功率風(fēng)電變流器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0012]下面對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步解釋：
[0013] 所述的一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)包括通訊接口，通 訊接口位于小功率風(fēng)電變流器內(nèi)部，采用RS232接口，用于將小功率風(fēng)電變流器采集的實(shí)時(shí) 參數(shù)發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)也接收來自上位機(jī)的控制參數(shù)。
[0014]所述的一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模 塊，協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊一端連接小功率風(fēng)電變流器的通訊接口，另一端連接至現(xiàn)場(chǎng)總線;協(xié)議轉(zhuǎn) 換模塊按照MODBUS RTU協(xié)議將參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其數(shù)據(jù)幀格式如下：
[0016] 其中，地址幀用于填寫各臺(tái)風(fēng)電變流器的唯一編號(hào)，便于上位機(jī)區(qū)分各臺(tái)風(fēng)電變 流器。
[0017] 所述的一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)總線，現(xiàn) 場(chǎng)總線采用RS485總線，用于連接各協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。
[0018] 所述的一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換 器采用RS485轉(zhuǎn)換器，其一端連接RS485總線，另一端利用RS232接口與上位機(jī)電性連接。
[0019] 所述的一種基于MODBUS RTU協(xié)議的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)包括上位機(jī)，上位 機(jī)通過RS232接口連接至轉(zhuǎn)換器，進(jìn)而與RS485總線相連接。
[0020] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0021] 1、采用MODBUS RTU協(xié)議，將實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的通訊協(xié)議進(jìn)行了統(tǒng)一，使得不同類 型的小功率風(fēng)電變流器經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊后都能連接到實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)。同時(shí)，MODBUS RTU協(xié)議含有地址幀的特點(diǎn)也非常便于多臺(tái)小功率風(fēng)電變流器組網(wǎng)，方便進(jìn)行統(tǒng)一管理和 監(jiān)控，降低成本。
[0022] 2、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)小功率風(fēng)電變流器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除 故障，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)多臺(tái)小功率風(fēng)電變流器的控制，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試及下達(dá)命 令而無需對(duì)變流器進(jìn)行拆機(jī)，方便用戶操作。
【附圖說明】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
[0024] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的小功率風(fēng)電變流器監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的RS485總線的接線圖；<