一种用于变配电站监测系统的数据集中器及控制方法与流程

本发明涉及数据集中器技术领域，尤其涉及一种用于变配电站监测系统的数据集中器及控制方法。

背景技术：

随着电力需求侧管理工作的展开以及企业节能意识的进一步加强，越来越多的大型用电企业急需在自己管理的配电站内安装上监测系统，以实现对配电站的智能化监测和管理，以及完成后续的节能改造工作。目前用户变配电站的低压母线出线数量大，涉及的监测对象数量较大，监测对象种类复杂，导致变配电站的监测数据量庞大，且用户变配电站站内空间紧张，监测对象较为分散，导致采集终端与数据集中器之间的通信方式不宜采用有线通信方式。因此，市场上急需一种能够将变配电站内部的完整采集数据在短时间内快速汇总到中心站的数据集中器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于变配电站监测系统的数据集中器及控制方法，该数据集中器通过多个局部处理模块的多种通信接口与中心子站和子采集终端通信，能够同时响应多个中心子站的数据查询命令，以及同时更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据，具有数据实时同步性好、通信信道多、响应速度快的优点。

本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器，设置于多个子采集终端和中心子站之间，包括：中央处理模块、多个局部处理模块和电源模块，所述中央处理模块用于控制协调多个局部处理单元的运行状态；所述多个局部处理模块分别与中央处理模块连接，用于控制处理子采集终端的监测运行数据；所述电源模块用于给中央处理模块和局部处理模块供电。

根据本发明的一实施方式，所述局部处理模块包括局部微处理器单元，与局部微处理器单元连接的局部数据存储单元和通信单元，所述局部微处理器单元，用于控制处理所述子采集终端的监测运行数据的接收、发送和存储；所述局部数据存储单元，用于存储所述子采集终端的监测运行数据；所述通信单元，用于与所述子采集终端和中心子站进行通信。

根据本发明的另一实施方式，所述中央处理模块包括中央微处理器单元，与中央微处理器单元连接的中央数据存储单元和时钟单元，所述中央微处理器单元与所述局部数据存储单元连接，用于同步局部处理单元的运行状态数据；所述中央数据存储单元用于存储局部处理单元的运行状态数据；所述时钟单元用于向中央微处理器单元提供同步时钟。

根据本发明的另一实施方式，所述局部数据存储单元还包括运行状态设置区域，用于存储时间标记状态参数TimeFlag、运行模式状态参数RunStatus和工作标记状态参数ReadyFlag。

根据本发明的另一实施方式，所述通信单元的通信方式为Ethernet、RS-485和无线通信一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述局部数据存储单元为DPSRAM存储芯片。

根据本发明的另一实施方式，所述中央数据存储单元包括SRAM存储芯片和EEPROM存储芯片。

根据本发明的另一实施方式，所述电源模块包括AC/DC单元，用于给中央处理模块和多个局部处理模块提供直流工作电源。

另一方面，本发明还提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法，应用于与子采集终端通信，包括：

局部处理单元获取所述运行模式状态参数和时间标记状态参数；

当所述运行模式状态参数为0x55和时间标记状态参数为True时局部处理单元接收并存储子采集终端的监测运行数据；

局部处理单元更新所述时间标记状态参数为False和工作标记状态参数为True；

中央处理单元获取所述工作标记状态参数；

更新中央处理单元存储的局部处理单元的运行状态数据；

中央处理单元更新所述时间标记状态参数为True和工作标记状态参数为False。

另一方面，本发明还提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法，应用于与中心子站通信，包括：

局部处理单元获取所述运行模式状态参数和时间标记状态参数；

当所述运行模式状态参数为0xAA和时间标记状态参数为True时局部处理单元发送子采集终端的监测运行数据到中心子站；

局部处理单元更新所述时间标记状态参数为False和工作标记状态参数为True；

中央处理单元获取所述工作标记状态参数；

同步中央处理单元中存储的运行状态数据到局部处理单元；

中央处理单元更新所述时间标记状态参数为True和工作标记状态参数为False。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种用于变配电站监测系统的数据集中器该数据集中器包括中央处理模块以及与中央处理模块连接的多个局部处理模块，多个局部处理模块通过多种通信接口与中心子站和子采集终端通信，能够同时响应多个中心子站的数据查询命令，以及同时更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据，具有数据实时同步性好、通信信道多、响应速度快的优点。

附图说明

图1为本发明的变配电站监测系统的一个实施例的结构框图；

图2为本发明的用于变配电站监测系统的数据集中器的一个实施例的结构框图；

图3为本发明的用于变配电站监测系统的数据集中器的中央处理模块的一个实施例的结构框图；

图4为本发明的用于变配电站监测系统的数据集中器的局部处理模块的一个实施例的结构框图；

图5为本发明的用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法的一个实施例的流程示意图；

图6为本发明的用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法的另一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，如图1和2所示，本发明实施例提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器1，设置于多个子采集终端2和中心子站3之间，包括：中央处理模块10、多个局部处理模块20和电源模块30，其中中央处理模块10用于控制协调多个局部处理单元的运行状态；多个局部处理模块20分别与中央处理模块连接，用于控制处理子采集终端的监测运行数据；电源模块30用于给中央处理模块10和局部处理模块20供电。在实际实施过程中，实施者需要根据需求分析确定局部处理模块的数量、局部处理模块通信单元的通信方式以及工作电源的功率。

本发明实施例的一种用于变配电站监测系统的数据集中器该数据集中器包括中央处理模块以及与中央处理模块连接的多个局部处理模块，多个局部处理模块通过多种通信接口与中心子站和子采集终端通信，能够同时响应多个中心子站的数据查询命令，以及同时更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据，具有数据实时同步性好、通信信道多、响应速度快的优点。

作为一个举例说明，如图3所示，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的局部处理模块20包括局部微处理器单元21，与局部微处理器单元21连接的局部数据存储单元22和通信单元23，局部微处理器单元21，用于控制处理子采集终端的监测运行数据的接收、发送和存储；局部数据存储单元22，用于存储子采集终端的监测运行数据，通信单元23，用于与子采集终端和中心子站进行通信。本发明实施例的局部处理模块通过通信单元与子采集终端和中心子站进行通信，通过局部微处理器单元处理监测运行数据的接收、发送，以及存储更新，完成多个中心子站的数据查询命令以及更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据。

作为另一个举例说明，如图4所示，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的中央处理模块10包括中央微处理器单元11，与中央微处理器单元11连接的中央数据存储单元12和时钟单元13，中央微处理器单元11与局部数据存储单元22连接，用于同步局部处理单元的运行状态数据；中央数据存储单元12用于存储局部处理单元的运行状态数据；时钟单元13用于向中央微处理器单元提供同步时钟。本发明实施例的中央处理模块分别通过各局部处理模块的局部数据存储单元与各局部处理模块相连接建立数据交换的通道，主要负责控制和协调各局部处理单元的通信模块输入/输出的数据同步问题，保证通信输入输出的数据是最新的完整同步数据。

作为另一个举例说明，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的局部数据存储单元22还包括运行状态设置区域，用于存储时间标记状态参数TimeFlag、运行模式状态参数RunStatus和工作标记状态参数ReadyFlag。本发明实施例的运行状态设置区域设置的运行模式状态参数RunStatus为0x55时，表示该局部处理模块的通信单元为与中心子站通信；若RunStatus为0xAA时，表示该局部处理模块的通信单元为与子采集终端通信。本发明实施例的TimeFlag和ReadyFlag各包括True和Fasle两种状态，True状态表示允许做相应操作，Fasle表示禁止做相应操作。

作为另一个举例说明，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的通信单元的通信方式为Ethernet、RS-485和无线通信一种或多种。我们假设需求为8个局部处理模块，其中可设2个与中心子站通信的局部处理模块采用Ethernet通信单元，6个与子采集终端通信的局部处理模块中，2个局部处理模块采用RS-485通信单元，4个采用不同频段的无线通信单元。

作为另一个举例说明，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的局部数据存储单元为DPSRAM存储芯片。本发明实施例DPSRAM存储芯片可为IDT70V27PF或性价比类似的DPSRAM存储器。

作为另一个举例说明，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的中央数据存储单元包括SRAM存储芯片和EEPROM存储芯片本发明实施例的EEPROM存储芯片可为24LC128或性价比类似的EEPROM存储器，SRAM存储芯片可为IS61WV51216ALL或性价比类似的SRAM存储器。

作为另一个举例说明，如图1所示，本发明实施例的用于变配电站监测系统的数据集中器的电源模块30包括AC/DC单元31，用于给中央处理模块和多个局部处理模块提供直流工作电源。本发明实施例的AC/DC单元将220V交流电转换为5V直流工作电源，为各模块提供5V直流工作电源。

另一方面，如图5所示，本发明实施例还提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法，应用于与子采集终端通信，包括：

步骤100：局部处理单元获取运行模式状态参数和时间标记状态参数；

步骤101：当运行模式状态参数为0x55和时间标记状态参数为True时局部处理单元接收并存储子采集终端的监测运行数据；

步骤102：局部处理单元更新时间标记状态参数为False和工作标记状态参数为True；

步骤103：中央处理单元获取所述工作标记状态参数；

步骤104：更新中央处理单元存储的局部处理单元的运行状态数据；

步骤105：中央处理单元更新所述时间标记状态参数为True和工作标记状态参数为False。

本发明实施例的数据集中器同时更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据的工作流程为：局部处理模块快速获取RunStatus和TimeFlag，当RunStatus为0x55，TimeFlag为True，局部处理模块的局部微处理器控制该通信模块接收监测运行数据，完成对所属子采集终端的数据查询，之后将TimeFlag置为False，并在局部数据存储单元中更新；更新完成后，局部微处理器单元将ReadyFlag置为True。中央处理模块的中央微处理器单元快速获取局部数据存储单元的ReadyFlag，若ReadyFlag为True，中央微处理器单元将更新中央数据存储单元中存储的相应运行状态数据，并将ReadyFlag为置为False。中央处理模块从时钟模块中读取准确的时间信息，在每过n秒(n的大小根据实际需求来制定)，将各局部处理模块的所有RunStatus状态为0x55的局部数据存储单元中设置的TimeFlag置为True。本发明实施例的一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法简单方便，能够同时更新数据集中器中存储的多台子采集终端的监测运行数据，数据实时同步性好，响应速度快。

再一方面，如图6所示，本发明实施例还提供了一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法，应用于与中心子站通信，包括：

步骤200：局部处理单元获取所述运行模式状态参数和时间标记状态参数；

步骤201：当所述运行模式状态参数为0xAA和时间标记状态参数为True时局部处理单元发送子采集终端的监测运行数据到中心子站；

步骤202：局部处理单元更新所述时间标记状态参数为False和工作标记状态参数为True；

步骤203：中央处理单元获取所述工作标记状态参数；

步骤204：同步中央处理单元中存储的运行状态数据到局部处理单元；

步骤205：中央处理单元更新所述时间标记状态参数为True和工作标记状态参数为False。

本发明实施例的数据集中器同时响应多个中心子站数据查询的工作流程为：局部处理模块快速获取RunStatus和TimeFlag，当RunStatus为0xAA，TimeFlag为True时，局部处理模块的局部微处理器单元根据中心子站的查询命令，从局部数据存储单元中获取相应数据，并通过通信模块发送出去。在完成所有数据发送后，将TimeFlag置为False；将Ready置为True。中央处理模块的中央微处理器单元快速获取各局部数据存储单元的ReadyFlag，若ReadyFlag为True，中央微处理器单元将中央数据存储单元中存储的相应运行状态数据同步到局部数据存储单元中，并将ReadyFlag为置为False。当运行数据同步完成后，中央处理器将局部数据存储单元的TimeFlag置为True。本发明实施例的一种用于变配电站监测系统的数据集中器的控制方法简单方便，能够同时响应多个中心子站数据查询，响应速度快，效率高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。