[发明专利]一种高防护光纤环网区域控制单元及方法

说明书

本发明公开了一种高防护光纤环网区域控制单元及方法，包括高防护机箱和具备光纤环网的嵌入式CPU，嵌入式CPU在高防护机箱中具备双光纤环网，包括与以太网口、CAN网口、RS485接口、RS232接口、模拟量采集接口、数字量采集接口和继电器输出接口相连，支持包括IEC61850、IEC60870‑5‑104、MODBUS规约的报文传输；基于软硬件平台实现了分布式数据的采集和转发，并集成于高防护机箱内适用于恶劣的运行环境。本发明作为综合管廊运维管控系统的重要组成部分，将在复杂运行环境中汇总和采集多种信息进行处理和分发，为管廊综合运维管控系统的安全运行提供有效保障。

技术领域

本发明涉及电工领域，尤其涉及一种高防护光纤环网区域控制单元及方法。

背景技术

随着国家对城市规划建设管理的加强和对城市地下综合管廊建设的推进，综合管廊运维管控系统可以对管廊进行24小时不间断监测，对相应的设备进行远程控制操作，预防或及时发现并切断事故源，防止事故扩大化，保证管廊安全运行。

区域控制单元是综合管廊运维管控系统的重要信息节点，它通过不同的通信介质和通信规约及输入输出接口，对各种设备的信息进行采集处理，形成标准的信息并通过数据通道传送到集控中心。

现有的区域控制单元大多数基于国内电力设备制造企业就地化装置的成熟产品移植，生产成本较高，固化集成的采集和控制功能较强却无法灵活配置，未集成多种通讯端口，无法实现复杂的通讯管理功能，不具备不同应用场景的通用性。不少传感器制造企业在产品的防护等级上具备制造经验，也推出了部分具有简单通讯管理功能的区域控制单元，但是基于简单定制的PLC模块与传感器模块组合搭建的内部结构集成度较低、采集和控制功能的汇总能力较弱、通讯传输的性能较为单一。

地下管廊内部空间有限且相对密闭，距离越长时，建设施工成本越高且难度越大，敷设各种管线繁多。在长期无人的运行环境中，一旦出现事故隐患而得不到及时处理，容易造成事故，在一定时间内可能出现大量粉尘、水浸等恶劣环境条件，对区域控制单元的外部防护等级要求较高。现有的光纤网络和串口通讯技术已经比较成熟，在分布式的混合通讯要求下需要大量的线缆进行互联互通，大量线缆的敷设造成人力、物力的浪费，布线空间的浪费，不利于工程维护。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种高防护光纤环网区域控制单元及方法，满足在恶劣环境下，对综合管廊中各种设备的数据采集、通讯与汇总，实现复杂的通讯管理功能以及在不同应用场景中的通用性。

技术方案：本发明公开了一种高防护光纤环网区域控制单元及方法，包括：高防护机箱和具备光纤环网的嵌入式CPU，嵌入式CPU在高防护机箱中具备双光纤环网，包括与以太网口、CAN网口、RS485接口、RS232接口、模拟量采集接口、数字量采集接口和继电器输出接口相连，支持包括IEC61850、IEC60870-5-104、MODBUS规约的报文传输；双光纤环网，用于大流量的视频流传输及汇总后的信息交互，还用于在环网中单点故障时冗余切换的通讯。

优选地，光纤环网区域控制单元对管廊区域的信息分段汇总和采集，再传输到集控中心。

其中，信息分段汇总和采集包括基于ARM的PCI总线根据分段的需求配置各种接口的数量，节约成本的同时也减少调试工作量。软件方面基于分布式监控技术，根据硬件配置采用不同的软件配置，统一的软件配置工具配合多种规约接口支持极大的提升了兼容性，各分段可以独立调试，环网中根据IP地址区别，利于远方进行通讯监视。

在实施过程中，机箱分为上盖和机壳两部分，上盖设有凹槽，凹槽中设有O型垫圈，机壳的凸条可以嵌入凹槽，上盖和机壳之间采用凹凸面咬合和O型垫圈的组合密封方式。

优选地，上盖和机壳盖合的四周设有对应的螺孔，采用六个紧固螺丝压紧盖合。