[发明专利]用于动态监控电力设备的系统

说明书

技术领域

     本发明涉及电力系统监测控制领域，尤其是涉及用于动态监控电力设备的系统。

背景技术

近年来，电力系统的远程监测控制得到迅速发展并受到有关运营、管理、科研等部门技术人员的日益关注。其中嵌入式技术以其灵活、功能可裁剪等特点得到了电力系统的广泛应用。而现场总线监测控制便是嵌入式技术应用到电力监测控制系统的典型技术。

现场总线技术把单个分散的电力监测控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统。目前，基于总线的电力监测控制信息传输技术通常采用RS-232和RS-485，但这些技术特点存在以下弊端：1）系统相对封闭，缺乏统一的规范和通信协议；2）监测控制系统均为主从式结构，网络上只能有一个主节点，无法构成多主冗余系统，当主节点出现故障，系统就无法运行； 3）波特率较低，传输距离短，满足不了实时性要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有电力监测控制系统的不足，提供用于动态监控电力设备的系统，该系统在高压环境下对电流、电压和温度进行实时监测控制，为设备维护、维修提供决策依据。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：用于动态监控电力设备的系统，包括CAN总线、数据采集单元、数据监控单元、通信单元、隔离模块及CAN转换模块，所述数据采集单元和CAN转换模块均连接在同一个CAN总线上，所述隔离模块与CAN转换模块相连，所述通信单元与数据监控单元和隔离模块分别相连，其中：所述CAN总线用于实现数据的双向传输、多方传输；所述数据采集单元用于实时采集电力设备的电压、电流以及温度等数据，并将数据发送至所述CAN总线；所述数据监控单元用于负责接收、存储和显示各种电力设备的监测控制数据；所述通信单元使所述CAN总线与所述数据监控单元之间建立通信模式，用于实现CAN总线与数据监控单元之间数据的双向传送；所述CAN转换模块用于实现TTL电平到CAN总线电平特性的转换；所述隔离模块用于实现CAN总线上各CAN节点间的电气隔离。本发明中，通过数据监控单元的设置，可以将数据采集单元得到的电力设备信息实时地显示给监测人员，使监测人员对现场情况有直观地了解，对现场的控制更加方便。使用CAN总线组建网络，基于C AN总线独立性强的特点，本系统在串行总线中增加一个设备节点或者去掉一个设备节点对整体网络的正常运行不会产生任何影响，再加上其具有通信速率高及数据通信实时性强的特点，因而基于CAN总线的监控网络具有强大的独立性、稳定性和自由性能。通过隔离模块的设置，使CAN控制模块的发送和接收不直接与CAN转换模块发发送和接收相连，而是通过高速光耦与CAN转换模块相连，如此可很好地实现总线上各CAN节点间的电气隔离，减少环境对电路的干扰。 

为利于在电气特性上满足CAN总线的标准，进一步地，还包括CAN转换模块，所述CAN转换模块用于实现TTL电平到CAN总线电平特性的转换，所述隔离模块通过所述CAN转换模块与所述CAN总线相连。

进一步地，所述数据采集单元包括传感模块和控制模块，所述传感模块用于采集电力设备的各线电路及各线间的电流电压，所述控制模块将传感模块采集的信息转化为CAN总线可以传输的数据帧。本发明中，数据采集单元采集的数据通过CAN总线传输至数据监控单元。

进一步地，所述通信单元包括PCI通信模块、处理模块及CAN控制模块，所述PCI通信模块用于PCI总线数据的发送控制和接收控制，所述CAN控制模块用于处理CAN总线上数据的发送和接收，所述处理模块用于负责PCI通信模块和CAN控制模块之间的数字通信和协调管理，转换适用于CAN 通信或者PCI通信的数据帧或者控制帧。

进一步地，所述CAN控制模块包括CAN模块、逻辑控制模块和SPI通信模块，所述CAN模块与所述CAN总线相连，所述SPI通信模块与所述处理模块相连，所述逻辑控制模块与CAN模块和SPI通信模块分别相连，所述CAN模块用于处理CAN总线上数据的接受和发送，所述SPI通信模块用于接受处理模块的控制指令，所述逻辑控制模块用于控制所述控制模块的运行。为了适应电力监测控制系统高分布、数据互联的需要，监测控制系统需要有丰富的通信模块。本监测控制传输系统中通信单元带有模块，可以实现数据的高速传输，可以作为监测控制使用，大大方便了网络的实施和应用。