Scada系統實時數據接入接口設備的製作方法
2023-10-04 14:29:24
專利名稱：Scada系統實時數據接入接口設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種變電站檢測設備，尤其是涉及ー種SCADA系統實時數據接入接ロ設備。
背景技術：
近年來，隨著實時資料庫在電網企業的應用，數位化電網、智能電網對於現場設備運行狀態的實時採集要求越來越全面，量測類型和數量越來越多。提供監測的產品廠家眾多，型號功能各異，在通信接ロ方面也缺乏統ー標準，導致需要很多協議轉發器件，數據採集主機上需要加載並處理很多種類型的協議。而且各個廠家之間的協議存在不兼容情況，很難直接統ー接入到伺服器。其中，SCADA系統應用最為廣泛，技術發展也最為成熟。它在遠動系統中佔重要地位，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據採集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。在SCADA系統接入外部設備吋，需要用到SCADA系統實時數據接入接ロ設備，目前SCADA系統實時數據接入接ロ設備存在的主要問題是1-同種類、不同設備型號的物理接ロ、通信協議不統一，對數位化變電站的規劃建設帶來複雜度，不利於標準化、數字、智能、變電站的規劃設計和建設。2-第三方的協議轉發器只是起到轉發作用，大量的協議解析還是需要後臺集中處理，影響了效率。3-為每個設備配套協議轉換器成本高，且不同廠家轉換器提供的轉換後的協議也不盡相同。4-大量在網設備建設時間早，不全部具備數位化、標準化的通信接ロ。5-集中處理協議，存在單點故障的安全隱患。為了解決這些問題，市場上出現了ー些協議轉換器，基本上都是採集設備廠家自己開發的，每個廠家為自己的產品提供了採集和管理軟體。由於商業競爭性，不同廠家的對外接ロ協議也不同，無法做到相互兼容；或者是存在第三方的協議轉發器產品，都只是起到協議透明轉發的作用，並不做協議的統ー轉換。因此有必要在統ー接ロ、統ー協議、提高運算效率等方面予以改迸。
實用新型內容針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供ー種SCADA系統實時數據接入接ロ設備，它具有兼容性強、可配置、向上提供統ー接ロ、統ー協議、分布式運算等特點，是數位化、智能電網建設中的關鍵環節。為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是本實用新型的SCADA系統實時數據接入接ロ設備包括連接外部設備的接ロ轉換模塊，與接ロ轉換模塊相連的USB接ロ、USB接ロ連接ー電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊、電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊連接一通信管理模塊、通信管理模塊連接乙太網接ロ模塊、光纖接ロ模塊及控制面板。本實用新型通過分布式計算模式，降低了節點單元的計算複雜度，並通過合理的合併減少了總體節點數量，提高了變電站監測系統的整體處理效率，降低了對現有變電站的數位化、智能化改造的成本。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明
圖1是本實用新型的模塊結構示意具體實施方式
以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不因此而限定本實用新型的保護範圍。實施例，見圖1所示本實施例的SCADA系統實時數據接入接ロ設備包括以包括連接外部設備的接ロ轉換模塊1，與接ロ轉換模塊I相連的USB接ロ 2、USB接ロ 2連接ー電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊3、電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊3連接一通信管理模塊4、通信管理模塊4連接乙太網接ロ模塊5、光纖接ロ模塊6及控制面板7。其中，乙太網接ロ模塊5及光纖接ロ模塊6通過接插件方式提供2種可選的上位通信方式。不同於一般的通用通信模塊，這2種針對性設計的模塊封裝了各自的物理接ロ和通信協議，設備只需要在應用層進行通信處理的編程，減少了對通信管理模塊資源的佔用，降低了通信管理模塊的代碼複雜度，提高了通信管理模塊部分的可靠性。通信管理模塊4是設備的核心単元，負責數據採集的調度、緩存、與上位機的通信、與下位機的通信、異常情況處理等管理邏輯。控制面板用7於工作狀態、設備配置情況等信息的顯示，井根據用戶的輸入控制設備的工作。電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊3是設備的關鍵部分，負責協議的解析和轉換，將不同廠家、不同型號種類監測設備的數據規約格式轉換為標準的應用層數據，或進行反向的轉換。通過升級本模塊，可以支持更多、更新的設備型號。由於處理的是同種類的監測數據，監測數據內容一致，只是格式上的不同，處理邏輯簡單，因此本模塊的處理的效率比通用的協議解析程序效率更高。通過本模塊，將運算範圍限制在ー個變電站內的ー個類設備，運算複雜度低，處理速度高。USB接ロ 2和接ロ轉換模塊1，為了適應變電站現場不同測點數量的情況，接ロ轉換模塊以標準USB物理接ロ與設備通信，本實施例中，USB接ロ默認4個，也可設置為其他數量或者可以通過USB HUB最多擴展到128個接入模塊。即最少可以連接128個設備。如果接入的是總線類模塊，如485、CAN，則能連接的設備更多。由於很多廠家的設備往往具備相同的接ロ，特別是某ー種類的設備，所以ー個總線類接ロ轉換模塊可以連接ー個變電站內的所有同型號設備。所以通過這樣的架構設計，ー個本設備，完全可以滿足接入一個變電站內不同生產廠家不同型號的同一種類監測設備的設計目標。工作時整個設備的數據流向如下接ロ轉換模塊_> (USB HUB) ->USB接ロ-〉電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊-> 通信管理模塊-> 乙太網接ロ模塊(或光纖接ロ模塊)。各模塊之間的接ロ，除了接ロ轉換模塊和電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊均採用USB2. O標準接口外，其餘模塊之間的點對點通信均採用高速SPI接ロ。本實施例的SCADA系統實時數據接入接ロ設備採用專用的電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊，協議升級只要更新電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊。減少了傳統的一體化設計的協議轉換器，因協議擴展和升級導致主板資源不足需要整體更換設計帶來的成本；與上位機的通信模塊可以更換，降低了成本；大量協議解析轉換工作在設備中完成，通信協議標準化，系統主機負荷大大降低。相比於原有傳輸方式，本實用新型和現有技術相比所具有的優點是1、設備可以分布式組網，各節點獨立工作，某個節點的升級不用停止其餘設備，整個監測系統的可靠性和可用性増加。布式運算降低了集中計算的單點故障率，不會因某部分協議出錯導致整個監測採集系統的實效，也降低了後臺系統的運算負荷，提高監測系統的響應速度。2、與後臺的通信協議統一、標準化，明確了層次關係。系統模型簡化，複雜度降低，可果性提聞。3、現有在網的監測設備可以通過本裝置適應數位化、智能化、標準化電網的建設需要，避免了重複投入，降低了智能電網建設的成本。4、每種監測設備配備I個SCADA系統實時數據接入接ロ設備，減少了協議轉發器數量，又避免過於集中導致的單點故障隱患。5、電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊可以方便更換，升級處理能力而不用更改其它部件。
權利要求1. SCADA系統實時數據接入接口設備，其特徵在於包括連接外部設備的接口轉換模塊，與接口轉換模塊相連的USB接口、USB接口連接一電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊、電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊連接一通信管理模塊、通信管理模塊連接乙太網接口模塊、光纖接口模塊及控制面板。
專利摘要本實用新型涉及一種變電站檢測設備，尤其是涉及一種SCADA系統實時數據接入接口設備。本實用新型的SCADA系統實時數據接入接口設備包括連接外部設備的接口轉換模塊，與接口轉換模塊相連的USB接口、USB接口連接一電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊、電網運行狀態圖數模一體化數據協議解析模塊連接一通信管理模塊、通信管理模塊連接乙太網接口模塊、光纖接口模塊及控制面板。本實用新型通過分布式計算模式，降低了節點單元的計算複雜度，並通過合理的合併減少了總體節點數量，提高了變電站監測系統的整體處理效率，降低了對現有變電站的數位化、智能化改造的成本。
文檔編號H04L29/06GK202872468SQ20122062185
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者範黎敏, 鄧華, 邱雄, 方雲輝, 汪步升 申請人:慈谿市供電局, 寧波永耀信息科技有限公司, 寧波保稅區寶迅信息技術有限公司