微電網能量管理系統通訊結構的製作方法

2023-04-25 21:59:36

專利名稱：微電網能量管理系統通訊結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及微電網能量管理系統的通訊結構，尤其是能夠實現微電網系統中設備數據並行傳輸的通訊結構。
背景技術：
目前，微電網系統主要包含發電設備(如光伏併網逆變器)、用電設備(如智能負載)，智能斷路器，電能質量分析儀等。上述設備的基本通訊接口主要是串行232通訊、串行485通訊，以及少部分輔助設備採用網絡通訊接口。公知的串行232通訊只適用於點對點的短距離(10米以內)通訊，串行485通訊可以實現遠距離(1000米以下)的通訊，並可實現一點對多點的總線式通訊，但採用串行485總線式通訊的缺點就是完成整個系統通訊時間相對過長，而網絡通訊雖然可以組成網絡通訊，數據傳輸速度快，但由於設備增加網絡接口的費用較高，以及目前微電網中大部分設備還沒有形成採用網絡通訊的標準，幾乎所有設備均採用串行通訊方式。因此微電網系統能量管理系統在對各設備的通訊控制時間上很難保證實時性，進而影響微電網系統能量管理的性能及系統的自主運行可靠性。
發明內容為了保證微電網能量管理系統通訊實時性、自主運行安全性，本實用新型提供一種採用串行485通訊技術實現並行通訊的通訊結構，克服傳統總線型485通訊非實時性問題，能夠實現對微電網系統中各設備同時進行指令下達或數據讀取，並且具有遠程監控功能以及對微電網系統自主運行的控制。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種微電網能量管理系統通訊結構，通過下位機與微電網系統各設備電氣連接，下位機可以與上位機通過網絡通訊完成遠程監控，下位機通過PX1-8110嵌入式實時控制器對微電網系統中各個設備通訊，微電網系統中各設備之間採用並行通訊結構，微電網系統每個設備與下位機的連接方式是單獨的串行全雙工的通訊結構，即下位機可以同時與微電網系統中各設備同時進行485通訊。微電網能量管理系統獲取數據以及下達指令的方式基於串行485通訊技術，下位機採用市場上現有PXI設備作為中心控制器。下位機設備包含PXI機箱，實時控制器，485通訊模塊卡。實時控制器具有網絡通訊接口，具有軟體編程功能。PXI機箱具有10個板卡插槽，可分別插入I個實時控制器卡和9個485通訊模塊卡，實時控制器卡通過PXI機箱上的高速PCI總線與485通訊模塊卡完成快速的數據交換。每個485通訊卡均可實現485基本通訊功能，具有全雙工模式工作模式。微電網系統中的設備如果沒有485通訊接口，則通過232轉485通訊模塊將232通訊接口轉換成485通訊接口，然後將微電網系統中各設備485通訊接口分別與PXI機箱上的485通訊模塊卡接口連接，形成點對點的並行通訊形式，數據傳輸時，各設備之間並行傳輸數據。將實時控制器卡上的網絡通訊接口與上位機網絡通訊接口相連，實現遠程通訊，在上位機上實現遠程監控。本實用新型的有益效果是，可以完成微電網能量管理系統實時控制的需求，並具 有遠程控制，自主運行功能以及數據存儲功能。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電路原理圖。圖2是下位機PXI機箱內實時控制器與485通訊卡通訊原理圖。圖中1.微電網設備1，2.微電網設備2，3.微電網設備3，N.微電網設備N，A.485通訊模塊卡1，B.485通訊模塊卡2，C.485通訊模塊卡3，M.485通訊模塊卡N。
具體實施方式
首先,485通訊模塊卡1,485通訊模塊卡2,485通訊模塊卡3,485通訊模塊卡N,通過485通訊線纜分別與微電網設備1，微電網設備2，微電網設備3，微電網設備N形成點對點並行通訊，同時完成讀取微電網中各設備的數據。然後，實時控制器與各485通訊模塊卡通過PCI高速總線進行數據傳輸，讀取數據。最後實時控制器再通過網絡與上位機的計算機進行網絡通訊將數據上傳到上位機。上位機對上傳的數據進行顯示，計算以及存儲。上位機通過對計算結果的分析，通過網絡通訊向實時控制器下達控制指令，實時控制器通過PCI總線將控制指令分別傳給相應的485通訊模塊卡，485通訊模塊卡再通過485通訊同時對微電網設備進行控制。當下位機的實時控制器與上位機的網絡通訊出現故障後，下位機不在等待上位機命令，下位機直接通過先期編寫的程序對微電網進行自動運行控制。該微電網能量管理系統通訊結構，下位機與微電網系統中各設備的硬體連接方式是兩線式非總線式電路連接，即下位機每塊485通訊模塊卡的「 + 」端與端分別於相應設備的端與「 + 」端相連，形成收發連接方式。下位機與上位機採用獨立光纖通訊網絡連接，上位機與千兆光纖網卡相連，下位機與光纖收發器相連，千兆光纖網卡與光纖收發器通過230米的光纖跳線相連，形成獨立的光纖通訊連接方式，完成下位機與上位機的網絡通訊。
權利要求1.一種微電網能量管理系統通訊結構，其特徵在於:通過下位機與微電網系統各設備電氣連接，下位機可以與上位機通過網絡通訊完成遠程監控，下位機通過PX1-8110嵌入式實時控制器對微電網系統中各個設備通訊，微電網系統中各設備之間採用並行通訊結構，微電網系統每個設備與下位機的連接方式是單獨的串行全雙工的通訊結構，即下位機可以同時與微電網系統中各設備同時進行485通訊。
2.根據權利要求1所述的微電網能量管理系統通訊結構，其特徵是:下位機與微電網系統中各設備的硬體連接方式是兩線式非總線式電路連接，即下位機每塊485通訊模塊卡的「 + 」端與端分別於相應設備的端與「 + 」端相連，形成收發連接方式。
3.根據權利要求1所述的微電網能量管理系統通訊結構，其特徵是:下位機與上位機採用獨立光纖通訊網絡連接，上位機與千兆光纖網卡相連，下位機與光纖收發器相連，千兆光纖網卡與光纖收發器通過230米的光纖跳線相連，形成獨立的光纖通訊連接方式，完成下位機與上位機的網絡通訊。
專利摘要本實用新型提供一種微電網能量管理系統通訊結構，通過下位機與微電網系統各設備電氣連接，下位機可以與上位機通過網絡通訊完成遠程監控，下位機通過PXI-8110嵌入式實時控制器對微電網系統中各個設備通訊，微電網系統中各設備之間採用並行通訊結構，微電網系統每個設備與下位機的連接方式是單獨的串行全雙工的通訊結構，即下位機可以同時與微電網系統中各設備同時進行485通訊。本實用新型的有益效果是，可以完成微電網能量管理系統實時控制的需求，並具有遠程控制，自主運行功能以及數據存儲功能。
文檔編號G05B19/418GK203164699SQ201320076469
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者劉世陽, 趙向陽, 魏明獻 申請人:佛山市順德區北航先進技術產業基地有限公司