一种核心服务器的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种核心服务器。


背景技术：

2.建设以新能源为主体的新型电力系统已成为世界电力系统已成为趋势。新能源快速频率响应系统，是针对系统同步惯性不足导致的短时频率快速变化而设计的。通过快速调节有功功率注入，与同步惯量响应共同阻止扰动后短时间内的频率快速变化，为一次调频的启动争取时间，从而保持频率稳定。
3.现有技术中，新能源快速频率响应系统对于并网点频率调节速率提出更高的要求，要求频率调节速率精度更高，响应速度更快。但是，传统的服务器已经无法满足新能源快速频率响应系统的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种核心服务器，用于提高频率调节速率和精度，使新能源快速频率响应系统的响应速度更快。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种核心服务器，应用于具有至少一个频率监测装置及至少一个受控设备的频率监测系统。核心服务器分别与每个频率监测装置及每个受控设备电连接；核心服务器包括：处理器、主板、散热组件、多个网络接口及多个异步串行通信接口。散热组件包括：第一散热件，及与第一散热件连接的多个第二散热件，每个第二散热件与主板中的目标器件连接。处理器与主板电连接，处理器通过多个网络接口与相应的外部网络端口电连接，处理器通过相应的异步串行通信接口与每个频率监测装置及每个受控设备电连接。
7.与现有技术相比，本实用新型提供的核心服务器，包括多个网络接口及多个异步串行通信接口，可以支持模拟量数据传输、数字量数据传输及接入多个网络通道。网络通道之间可以自动切换，网络通道切换时具有数据连续性保护，可以保证数据不会丢失。同时，多个网络接口及多个异步串行通信接口可以提高核心服务器与相应的频率监测装置及相应的受控设备之间的数据传输，提高频率监测系统的频率调节速率和精度，从而使新能源快速频率响应系统的响应速度更快。
8.在一种可能实现的方式中，上述网络接口的通信协议为modbus协议或iec101协议中的一种或多种。上述异步串行通信接口的通信协议为modbustcp协议、iec104协议、iec102协议或iec103协议中的一种或多种。
9.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器还包括多个电源，每个电源均与处理器及主板电连接。
10.在一种可能实现的方式中，上述处理器为嵌入式四核处理器。
11.在一种可能实现的方式中，上述主板为整版电路板。
12.在一种可能实现的方式中，上述目标器件的功率大于或等于1w。
13.在一种可能实现的方式中，上述网络接口的数量小于或等于12。上述异步串行通信接口的数量小于26。
14.在一种可能实现的方式中，上述主板的工作温度范围为：-40℃～70℃。
15.在一种可能实现的方式中，上述异步串行通信接口为rs232串口、rs485串口或rs422串口中的至少一种。
16.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器还包括多个外设接口，每个外设接口与相应的外部设备电连接。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例提供的频率监测系统的结构框图；
19.图2为本实用新型实施例提供的电源端口的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的异步串行通信接口的结构示意图一；
21.图4为本实用新型实施例提供的网络接口的结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例提供的键盘接口的结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例提供的显示接口的结构示意图。
具体实施方式
24.为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
25.需要说明的是，本实用新型中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
26.本实用新型中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
27.图1示例出了本实用新型实施例提供的频率监测系统的结构框图。参照图1，本实用新型实施例提供核心服务器，应用于具有至少一个频率监测装置及至少一个受控设备的频率监测系统。核心服务器包括：处理器、主板、散热组件、多个网络接口及多个异步串行通
信接口。其中，散热组件包括：第一散热件，及与第一散热件连接的多个第二散热件，每个第二散热件与主板中的目标器件连接。处理器还与主板电连接，处理器还通过锁哥网络接口与相应的外部网络端口电连接，处理器还通过相应的串行通信接口与每个频率监测装置及每个受控设备电连接。
28.与现有技术相比，本实用新型提供的核心服务器，包括多个网络接口及多个异步串行通信接口，可以支持模拟量数据传输、数字量数据传输及接入多个网络通道。网络通道之间可以自动切换，网络通道切换时具有数据连续性保护，可以保证数据不会丢失。同时，多个网络接口及多个异步串行通信接口可以提高核心服务器与相应的频率监测装置及相应的受控设备之间的数据传输，提高频率监测系统的频率调节速率和精度，从而使新能源快速频率响应系统的响应速度更快。
29.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器中的网络接口的通信协议可以是modbus协议或iec101协议中的一种或多种。上述核心服务器中的异步串行通信接口的通信协议可以是modbustcp协议、iec104协议、iec102协议或iec103协议中的一种或多种。至于网络接口及异步串行通信接口选择何种通信协议，可以根据具体情况进行选择，本实用新型实施例对此不作具体限制。
30.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器还可以包括多个电源，每个电源均可以与处理器及主板电连接。具体地，该核心服务器可以包括多个电源模块，核心服务器的外壳上设有多个与相应的电源模块一一对应的电源端口。每个电源端口均可以通过相应的电源连接线与外部电源电连接，用于为核心服务器提供电能。
31.上述多个电源中的任一电源可以作为主电源，其他电源均可以作为备用电源。例如：一般情况下，核心服务器中可以包括两个电源。在具体使用过程中，核心服务器采用多电源，可以保证在主电源失电时，备用电源可以保持核心服务器一直运行，进而保证整个频率监测系统正常运行。
32.图2示例出了电源端口的结构示意图。在一种示例中，上述电源端口可以采用凤凰端子。参照图2，该凤凰端子包括7个端口。其中，端口“1”101与“地”连接；端口“2”102为空，即不与任何外部端口或设备等连接；端口“3”103与“火线”连接；端口“4”104与“零线”连接；端口“5”105为空；端口“6”106为第一失电告警输出端口；端口“7”107为第二失电告警输出端口。
33.在一种可能实现的方式中，上述处理器可以为嵌入式四核处理器。使用嵌入式四核处理器可以保证核心服务器的运算速度及存储空间。
34.在一种示例中，上述嵌入式四核处理器可以为嵌入式四核2ghz 64bits bay trail处理器。该处理器具有8gb大运行内存及512g存储空间，且可以支持增强型英特尔技术。当然，上述嵌入式四核处理器也可以为其他型号的处理器，本实用新型实施例对此不作具体限制。表1示例出了该处理器的相关参数。表2示例出了核心服务器的cpu处理器的参数表。
35.表1.嵌入式四核2ghz 64bits bay trail处理器的参数表
36.型号指令系统核心线程主频二级缓存制成max tdpj190064bits四四2.00ghz2mb22nm10w
37.表2.核心服务器的cpu处理器的参数表
38.系统内存形式最大内存通道数最大容量物理地址扩展ddr3l 133328gb36-bit
39.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器中的主板为整版电路板。主板为整版电路板，更坚定且更可靠。该主板上的每个器件根据器件的功耗均匀布置，每个目标器件都与相应的第一散热件连接，每个第一散热件与第二散热件连接。第二散热件可以位于主板的下方。
40.第一散热件和第二散热件均可以采用导热性能较好的材质。例如：第一散热件可以为铝块，第二散热件可以为铝板。当目标器件的温度升高时，可以通过第一散热件和第二散热件使目标器件的温度下降，以保护相应的目标器件的性能。同时，第一散热件与第二散热件还可以兼顾主板的电磁兼容设计，可以使该核心服务器适应多种高干扰环境。例如：本实用新型实施例提供的核心服务器可以为电厂等多种工业现场提供可靠的计算平台。
41.在一种可能实现的方式中，上述目标器件的功率可以大于或等于1w。
42.在一种可能实现的方式中，上述主板的工作温度范围可以为：-40℃～70℃。主板的工作温度范围可以由主板上的各个器件的工作温度决定。主板的贮存环境温度范围可以为：-40℃～+85℃，相对湿度范围可以为：5～95％@25℃且表面无凝露。
43.在一种可能实现的方式中，上述核心服务器的网络接口的数量可以小于或等于12。上述核心服务器的异步串行通信接口的数量可以小于26。
44.上述核心服务器的网络接口可以为6个，最多可以为12个。上述核心服务器的异步串行通信接口可以为2个、10个、18个，最多可以为26个，且每个异步串行通信接口可以为rs232串口、rs485串口或rs422串口中的至少一种。
45.在一种示例中，上述每个异步串行接口可以为rs232串口、rs485串口。
46.在另一种示例中，第1～第10个异步串行接口可以为rs232串口及rs485串口。第11～26个异步串行接口可以为rs232串口、rs485串口及rs422串口。
47.图3示例出了本实用新型提供的异步串行通信接口的结构示意图，表3示例出了异步串行通信接口com1、com2分别为不同类型串口时的配置方式列表。在具体使用过程中，异步串行通信接口可以选用d-sub 9-pin端子。参照图3和表3，当异步串行通信接口分别为rs232串口、rs485串口及rs422串口时，d-sub 9-pin端子中的各个端口的配置方式。异步串行通信接口com1或com2的引脚“1”、引脚“2”、引脚“3”、引脚“4”、引脚“5”、引脚“6”、引脚“7”、引脚“8”及引脚“9”分别对应图3中的201、202、203、204、205、206、207、208及209。
48.表3.异步串行通信接口com1或com2分别为不同类型串口时的配置方式列表
49.引脚号rs232方式rs485方式rs422方式1dcddata-(b)tx-2rxddata+(a)tx+3txd空rx+4dtr空rx-5gndgndgnd6dsr空空7rts空空
8cts空空9ri空空
50.表4示例出了异步串行通信接口com3的配置方式列表，表5示例出了拨码开关设定异步串行通信接口com3的模式列表。在具体使用过程中，可以在每个凤凰端子上定义4个异步串行通信接口，这4个异步串行通信接口具有2500vdc的隔离能力，和防突波，防浪涌的保护功能，每个异步串行通信接口都可以设置成为rs232，rs485模式，每个异步串行通信接口均有5个引脚。异步串行通信接口com3～com10的引脚配置方式是相同的。
51.表4.异步串行通信接口com3为不同类型串口时的配置方式列表
52.引脚号点位名称pin1rs485_data-pin2rs485_data+pin3rs232_rxpin4rs232_txpin5gnd
53.表5.拨码开关设定异步串行通信接口com3的模式列表
[0054][0055]
图4示例出了本实用新型实施例提供的网络接口的结构示意图，表6示例出了网络接口分别适应不同网速时的配置方式列表。在具体使用过程中，网络接口可以采用rj45端子。参照图4和表6，该rj45端子在速率分别为10m/100m/1000m的网速下的配置方式。rj45端子中的引脚“1”、引脚“2”、引脚“3”、引脚“4”、引脚“5”、引脚“6”、引脚“7”及引脚“8”分别对应图4中的301、302、303、304、305、306、307及308。
[0056]
表6.网络接口分别适应不同网速时的配置方式列表
[0057][0058]
[0059]
在一种可能实现的方式中，上述核心服务器还可以包括多个外设接口。每个外设接口用于与相应的外部设备电连接。
[0060]
在一种示例中，外设接口可以包括ps2键盘接口及ps2鼠标接口。通过ps2键盘接口可以使键盘与该核心服务器电连接，通过ps2鼠标接口可以使鼠标与该核心服务器电连接。图5示例出了本实用新型实施例提供的键盘接口的结构示意图。参照图5，ps2键盘接口中的引脚“1”对应“ps2_kbdat”，引脚“2”对应“nc”，引脚“3”对应“gnd”，引脚“4”对应“vcc”，引脚“5”对应“gnd”，引脚“6”对应“ps2_kbclk”。ps2鼠标接口中的引脚“1”对应“ps2_msdat”，引脚“6”对应“ps2_msclk”，ps2鼠标接口中的其他4个引脚均与ps2键盘接口中相对应的引脚一致。ps2键盘接口中的引脚“1”、引脚“2”、引脚“3”、引脚“4”、引脚“5”及引脚“6”分别对应图5中的401、402、403、404、405及406。
[0061]
在另一种示例中，外设接口还可以包括vga显示接口，该vga显示接口采用db15形式。图6示例出了本实用新型实施例提供的显示接口的结构示意图。vga显示接口中的引脚“1”、引脚“5”、引脚“6”、引脚“10”、引脚“11”及引脚“15”分别对应图6中的501、502、503、504、505及506。表7示例出了显示接口中各引脚的配置列表。表8示例出了显示接口的配置方式及参数表。
[0062]
表7.显示接口中各引脚的配置列表
[0063][0064][0065]
表8.显示接口的配置方式及参数表
[0066]
芯片组核心频率显示路数显示内存显示接口形式z3 700688mhz异步双显示256mbvga lvds dvi
[0067]
在另一种示例中，外设接口还可以包括usb接口。例如：该核心服务器可以包括4个usb接口，其中2个usb接口内置在核心服务器的壳体内部，预留给软件dog应用，另外2个usb接口设置在核心服务器的壳体外侧。所有的usb接口都兼容usb uhci，rev.2.0规范。
[0068]
在另一种示例中，外设接口还可以包括光纤网络接口。例如：光纤网络接口可以为百兆光纤st或sc接口。
[0069]
在一种示例中，外设接口还可以包括irig-b扩展接口。该接口可以选用有20个引脚的凤凰端子。表9示例出了irig-b扩展接口各个引脚的配置列表。
[0070]
表9.网络接口分别适应不同网速时的配置方式列表
[0071][0072][0073]
针对irig-b扩展接口，该核心服务器提供了2种对时形式的接口，分别为光纤对时接口和电气对时接口。其中，电气对时接口又分为rs485差分电平和24v直流电平两种。
[0074]
当电气对时接口为rs485差分电平时，引脚“pin1”对应“irigb_485
‑”
；引脚“pin2”对应“irigb_485+”。当电气对时接口为24v直流电平时，引脚“pin11”对应“gps24v_gnd”，引脚“pin12”对应“irigb_dc”。
[0075]
上述核心服务器还可以提供6路隔离输入的数字量输入接口和4路的继电器输出接口，具有2000v隔离保护能力，这些信号都分配在相应的凤凰端子上。
[0076]
当数字量输入采用7路湿节点输入方式时，其输入的范围为：当逻辑为“高”时，电压范围为18v～70v。当逻辑为“低”时，最高电压为14v。此时，异步串行通信接口中各引脚的
配置可以为：“pin3”对应“di_gnd”，“pin4”对应“di3”，“pin5”对应“di2”，“pin6”对应“di1”，“pin13”对应“di_gnd”，“pin14”对应“di6”，“pin15”对应“di5”，“pin16”对应“di4”。
[0077]
当数字量输出采用4路继电器输出方式时，分为公共端、常开端、常闭端。其中，d001/d002是常开，d003d004是常闭，可以根据具体情况进行调整。此时，异步串行通信通信接口中各引脚的配置可以为：“pin7”对应“常开2”，“pin8”对应“公共端2”，“pin9”对应“常开1”，“pin10”对应“公共端1”，“pin17”对应“常闭4”，“pin18”对应“公共端4”，“pin19”对应“常闭3”，“pin20”对应“公共端3”。
[0078]
本实用新型实施例提供的核心服务器在振动、冲击和碰撞及电磁兼容性上均符合相应的国家标准。例如：振动符合gb/t 11287(idt iec60255-21-1)规定的ii级振动响应和振动耐受试验；冲击和碰撞符合gb/t 14537(idt iec60255-21-2)规定的ii级冲击响应和冲击耐受试验，以及i级碰撞试验。
[0079]
针对电磁兼容性，该核心服务器分别在静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌冲击抗扰度、射频场感应的传导骚扰抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、阻尼振荡磁场抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、震荡波抗扰度等方面满足相应的国家标准。
[0080]
上述核心服务器的安全性能符合gb16836规定的外壳防护等级不低于ip20、安全类别为i类。在正常工作过程中，功率消耗不大于30w。该核心服务器向各个受控终端发送指令的时间不超过500ms。该核心服务器的控制偏差不大于1％，且支持多个受控设备同时进行指令下发。
[0081]
尽管在此结合各实施例对本实用新型进行了描述，然而，在实施所要求保护的本实用新型过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
[0082]
尽管结合具体特征及其实施例对本实用新型进行了描述，显而易见的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本实用新型的示例性说明，且视为已覆盖本实用新型范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。