[发明专利]一种模块化UPS系统及功率设备的数据传输方法

说明书

本发明公开了一种模块化UPS系统，包括至少两个功率设备，主控设备和串行总线；功率设备，用于接收所述主控设备传输的控制状态信息；功率设备，用于当确定当前周期为第一预设周期时，根据所述控制状态信息将状态信号数据帧传输至所述串行总线，所述状态数据帧包括标识域，所述标识域包括状态信号数据区；所述状态信号数据区用于存放所述状态信号的数据值；串行总线，用于接收所述至少两个功率设备传输的状态信号数据帧，并将所述状态信号数据区中具有相同数值的状态信号数据帧以并行方式向所述主控设备进行传输。采用本发明实施例，可以利用传输设备中的串行总线并行传输多个模块的数据帧，减小了串行总线的占用率，有利于系统模块扩容。

技术领域

本发明涉及数据传输领域，尤其涉及一种模块化UPS系统及功率设备的数据传输方法。

背景技术

目前，模块化UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)系统工作需要各功率设备之间通过串行总线如RS485总线、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线等传输大量的实时数据。比如，在模块化UPS系统中，每个功率设备不仅需要传输各自的电流数据等控制信号数据给其他模块或者主控设备，而且还需要传输一些最多只能容忍1ms-2ms延时的实时状态信号数据。同时，在系统的功率设备的数据增加之后，串行总线需要传输的数据量随之增加，导致串行总线的占用率增加，其中，占用率表示一定时间段内串行总线传输的数据占用串行总线所能承载的最大传输量的百分比。

在现有技术方案中，如图1所示，图1是一种UPS模块化系统的控制数据总线结构。利用串行总线将所有功率设备的实时数据按照预设周期传输给主控设备，或者在故障异常时突发传输给主控设备，主控设备接收到所有功率设备的实时数据之后，根据这些实时数据确定系统运行状态。比如，在模块化UPS系统，各功率设备通过CAN控制总线将各自的数据帧(包括控制信息和状态信息)周期性的实时传输给主控设备/集中控制模块，同时主控设备/集中控制模块也将系统的数据帧(包括控制信息和状态信息)周期性的实时传输给各功率设备。如图2所示，图2是一种CAN总线传输带宽示意图，所有模块将各自的控制信号和状态信号打包成一个数据帧，周期性的将数据帧传输到CAN总线，由于CAN总线的竞争特性，数据帧会一帧一帧的在CAN总线上传输。如图3所示，图3是一种数据帧的结构示意图，各模块将各自的信号按照协议排列在数据帧中的数据域或者ID(标识)域的保留位中，在ID(标识)域中存放自己的地址，在数据域中存放各种信号。但是，一方面，在串行总线的带宽能力有限的情况下，大量的实时数据限制了模块数量的增加，而模块数量的增加也会降低数据的实时性，增加串行总线的占有率；另一方面，状态信号数据最多只能容忍1ms-2ms延时，模块数量的增加也加剧了状态信号的延时。上述数据传输方式制约了模块化UPS系统的扩展，比如，目前一个20个模块的UPS系统，CAN总线占用率达到75％，部分功率设备状态信号的延时超过2ms，已经很难再扩展模块。

发明内容

本申请提供一种模块化UPS系统的数据传输方法及设备。可以解决大量数据传输导致串行总线的占用率过高、状态信号传输延时加剧、不利于系统模块扩容的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种模块化UPS系统，模块化UPS系统包括至少两个功率设备，主控设备和串行总线；功率设备首先接收主控设备传输的控制状态信息，然后当确定当前周期为第一预设周期时，根据控制状态信息将状态信号数据帧传输至串行总线，状态数据帧包括标识域，标识域包括状态信号数据区；状态信号数据区用于存放状态信号的数据值；串行总线在接收到至少两个功率设备传输的状态信号数据帧之后，将状态信号数据区中具有相同数值的状态信号数据帧以并行方式向主控设备进行传输。从而利用传输设备中的串行总线并行传输多个模块生成的数据帧，减小了串行总线的占用率，有利于系统模块扩容。

在一个可能的设计中，状态信号数据帧还包括控制信号地址区；其中，控制信号地址区用于存放无效数据。