一种数字化变电站交换机在线监测装置制造方法
【专利摘要】一种数字化变电站交换机在线监测装置，包括管理CPU、数字化变电站交换机的内部温度传感器芯片，光功率检测模块，管理CPU通过I2C总线连接监测数字化变电站交换机的内部实时温度的温度传感器芯片以及监测数字化变电站交换机的光口接收和发送光功率的光功率检测模块接口。设有交换芯片，交换芯片与管理CPU之间通过SPI接口连接。本实用新型不需对现有的数字化变电站交换机硬件结构做过多的修改，确保了原有的数据交换的安全稳定性，无需增加专用CPU处理芯片，控制了开发成本，具有很好的适用性，可操作性，同时又能够最大化开发交换机的实用功能。
【专利说明】一种数字化变电站交换机在线监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力系统中通讯领域，交换机网络在线监测的应用。
【背景技术】
[0002]在数字化变电站中交换机扮演者越来越重要的角色，大量的网络报文通过交换机这一网络元件进行实时传输，交换机的实时运行状态直接影响到站控层和过程层网络的可靠性和稳定性，决定了站内设备能否正确动作。因此，针对交换机这一网络元件进行实时的在线监测显得尤为重要。
[0003]在现阶段尚无过程层设备厂家(交换机厂家)能够提供交换机设备的在线监测，传统的方式为使用SNMP网管软件对交换机的实时数据进行查询，但查询到的数据信息极为有限，只能查看到交换机运行中的端口模式以及一些基本配置，对影响交换机交换性能的技术指标基本毫无涉及(例如光口的收发功率以及交换机的实时内部温度等)，且用特定网管软件来管理交换机数据不便于在集成IEC61850标准的监控系统上推广，技术可行性较差。
[0004]由于交换机是站内所有设备网络数据传输的载体，因此在正常情况下对其进行停电检修近乎不可行，在数字化变电站推行IEC61850标准的基础之上，开发基于IEC61850标准的交换机在线监测装置，能够实时监测网络元件的健康状态以及内部元器件的健康状态趋势，为设备的检修提供一定的依据，为有效及时地发现故障，排除故障和预防故障提供数据和技术途径。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是，提出一种基于IEC61850标准的数字化变电站交换机在线监测装置，就是在现有数字化变电站中，不改变交换机的硬件结构以及站内的组网布局方式，实现监控系统对交换机的实时在线监测。
[0006]本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:一种数字化变电站交换机在线监测装置，包括管理CPU、数字化变电站交换机的内部温度传感器芯片，光功率检测模块，管理CPU通过I2C总线连接监测数字化变电站交换机的内部实时温度的温度传感器芯片以及监测数字化变电站交换机的光口接收和发送光功率的光功率检测模块接口，读取温度传感器芯片和光功率检测模块中的寄存器内容(温度以及光功率信号)。
[0007]进一步的，还设有交换芯片，交换芯片与管理CPU之间通过SPI接口(千兆位电信号转换为光信号的接口器件)连接，管理CPU直接读取交换芯片的相关寄存器来获取各个端口的通断状态以及FCS校验错误等数据；通过中断的方式利用报文的统计结果粗略的计算出当时的瞬时流量；数字化变电站交换机在接收到报文时会联系到与之相连的装置的MAC地址，管理CPU将每个端口的MAC地址上送至监控系统。
[0008]本实用新型可监测交换机内部端口状态:数字化变电站交换机网络设备的连接都是通过PHY芯片实现，其中包含了各个端口的通断状态以及相关数据；数字化变电站交换机的数据流向以及瞬时流量:交换机的数据流向和瞬时流量能够揭示交换机内部的多播数据或报文是否按照认为设定的方式流通，某种报文的瞬时流量的骤变均可能导致站内设备产生某些异常。
[0009]监控系统亦可根据实际需求在远端通过写值操作对交换机的VLAN情况进行实时的划分或修改。
[0010]因此本实用新型数字化变电站交换机及检测信息的设备等价于一台IED设备(智能电子设备)，通过丽S报文将IED设备的运行工况向监控系统传输，监控系统在接收到MMS报文之后将实时信息以一定的方式呈现或显示；基于IEC61850标准的数字化变电站交换机在线监测装置，基于IEC61850标准实现数字化变电站交换机实时数据的在线监测，查看数字化变电站交换机的上述监测信息的内容即各类实时运行参数。
[0011]本实用新型的有益效果为:提供了一种基于IEC61850标准的交换机在线监测装置，不需对现有的数字化变电站交换机硬件结构做过多的修改，确保了原有的数据交换的安全稳定性，无需增加专用CPU处理芯片，控制了开发成本，具有很好的适用性，可操作性，同时又能够最大化开发交换机的实用功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1交换机监测装置实现方式。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述。
[0014]基于IEC61850标准实现交换机网络元件的在线监测，实现了交换机设备的在线实时检测。包括温度传感器芯片、光功率检测模块、交换芯片，通过管理CPU (可为数字化变电站交换机中的CPU)，MMS报文至实时监测装置；采用ADT7473温度传感器芯片是一种专门设计用来测试IC芯片内核于表面温度的传感器芯片，主要作用是准确的探测出被测芯片实时的温度信息，具有超温保护，控制散热风扇实时转速的功能。交换芯片典型的型号:BCM53262。光功率检测模块采用光监控信道(OSC)的SFP光收发一体模块，通过I2C接口提供数字诊断监测功能DDM，实时监测收发模块的发射和接收光功率。
[0015]检测数字化变电站交换机的内部温度:数字化变电站交换机采用工业级以太网交换机，特别是具备多光口的交换机，由于接口集成度比较密，其一般散热量较高，若是整体机箱设计不合理可能会导致交换机内部温度过高，在一定程度上会直接影响到交换机交换芯片的数据传输功能。
[0016]检测信息的内容包括数字化变电站交换机光纤接口的收发功率:交换机光纤接口的收发功率过高或者过低均会导致交换机接收和发送数据时产生一定的误码，直接影响传输数据的正确性。
[0017]实现步骤如下:监测信息的采集:管理CPU通过I2C总线连接监测数字化变电站交换机的内部实时温度的温度传感器芯片以及监测数字化变电站交换机的光口接收和发送光功率的光模块接口，读取温度传感器芯片和光模块中的寄存器内容(温度以及光功率)；交换芯片与管理CPU之间通过SPI接口(千兆位电信号转换为光信号的接口器件)连接，管理CPU直接读取交换芯片的相关寄存器来获取各个端口的通断状态以及FCS校验错误等数据；对于温度指标可设定温度上下限，当其超过限值时产生异常告警信息；对于数字化变电站交换机侧上送的光口的接收和发送光功率直接在光口图符处体现；管理CPU将每个端口的MAC地址通过MMS报文上送至监控系统。
[0018]本实用新型的实施包括以下步骤:
[0019](I)本实用新型的实施包括交换机根据IEC61850标准的建模，现有数字化变电站交换机已经能够完成此模型，以及建模之后模型中所包含的信息的采集。设有温度传感器、光功率采集、设有交换芯片信息量(包括数据流向、数据流等)的数据采集；
[0020](2)监测信息的采集:在交换机中交换芯片扮演着数据交互的角色。可利用管理(PU进行检测信息的数据采集。管理CPU可以通过I2C总线访问温度传感器芯片以及交换机的光功率检测模块接口，读取其中的寄存器内容(温度以及光功率)。交换芯片与管理CPU之间通过SPI方式连接，管理CPU可以直接读取交换芯片的相关寄存器来获取各个端口的通断状态以及FCS校验错误等数据。
【权利要求】
1.一种数字化变电站交换机在线监测装置，其特征是包括管理CPU、数字化变电站交换机的内部温度传感器芯片，光功率检测模块，管理CPU通过I2C总线连接监测数字化变电站交换机的内部实时温度的温度传感器芯片以及监测数字化变电站交换机的光口接收和发送光功率的光功率检测模块接口。
2.根据权利要求1所述的数字化变电站交换机在线监测装置，其特征是设有交换芯片，交换芯片与管理CPU之间通过SPI接口连接。
【文档编号】H04L12/24GK203827367SQ201420197204
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】高吉普, 徐长宝, 陈建国, 王宇, 吴杰, 潘福明 申请人:贵州电力试验研究院, 南京悠阔电气科技有限公司