用于变流器的监控装置和变流器的制作方法

本发明涉及变流器技术，更具体地，涉及一种用于变流器的监控装置和变流器。

背景技术：

随着人类社会的发展和进步，由于不可再生性和高污染排放性的原因，传统的化石能源已不能满足人们对能源的需求。因此，光伏、储能等新能源技术越来越受到人们的重视。变流器是在基于这样的新能源技术的新能源系统中进行能源转换的重要部件，变流器的运行状态直接影响到新能源系统的稳定性和可靠性。在实际操作中，需要方便地操控与查看变流器的状态，以便执行变流器的运行监控和故障查找。

目前，变流器的监控主要由监控装置(例如，具有液晶屏的监控装置)来实现或者由计算机上运行的上位机来实现，其中，所述控制装置或计算机通过RS485通讯电缆或以太网与变流器连接。

在现有的变流器监控方法中，既需要开发和维护变流器端的软件，也需要开发和维护计算机端的上位机软件或监控装置端的软件，而且针对变流器、控制装置和上位机中的任一个，需要为不同的厂商设计对应的软件，造成了变流器监控成本的上升。另外，对于采用监控装置的变流器监控方法，监控装置与变流器分离，因此，在变流器之外额外地设置监控装置也耗费成本。

如上所述，现有技术存在如下缺陷：其一，需要与变流器分离的特定硬件(例如，具有液晶屏的监控装置)的支持，所述特定硬件耗费成本；其二，需要为除了变流器之外的监控装置或上位机开发专用软件，所述专用软件的开发、测试和维护耗费成本。

技术实现要素：

本发明的各个方面至少可解决以上提到的问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。另外，本发明可不解决以上提到的问题和/或缺点。

根据本发明的一方面，提供了一种用于变流器的监控装置，所述监控装置可包括：变流器控制模块、与所述变流器控制模块电连接的数据交互模块、以及与所述数据交互模块电连接的WEB服务模块，其中，所述变流器控制模块用于收集并存储变流器数据；所述WEB服务模块用于从与所述监控装置通信的浏览器接收用户输入，根据接收到的用户输入生成监控报文，将生成的监控报文发送给所述数据交互模块；所述数据交互模块用于接收所述监控报文，并且根据接收到的监控报文对存储的变流器数据进行处理。

可选地，所述监控装置还包括用于存储所述变流器数据的存储器，当所述用户输入是用于读取数据的遥测请求时，所述WEB服务模块包括：第一报文生成单元，用于生成整合有待读取数据在存储器中的存储地址和与遥测请求对应的功能码的监控报文；第一报文解析单元，用于从应答报文解析出读取的数据；应答代码生成单元，用于生成整合有读取的数据的应答代码；应答单元，用于将所述应答代码生成单元生成的应答代码反馈给所述浏览器，所述数据交互模块包括：第二报文解析单元，用于从监控报文解析出所述存储地址和功能码；数据处理单元，用于从存储器的所述存储地址读取数据；第二报文生成单元，用于生成整合有读取的数据的应答报文。

可选地，所述监控装置还包括用于存储所述变流器数据的存储器，当所述用户输入是用于将数据变更为设定值的遥控请求时，所述WEB服务模块包括：第一报文生成单元，用于生成整合有待变更数据在存储器中的存储地址、所述设定值和与遥控请求对应的功能码的监控报文；第一报文解析单元，用于从应答报文解析出数据处理结果；应答代码生成单元，用于生成整合有所述数据处理结果的应答代码；应答单元，用于将生成的应答代码反馈给所述浏览器，所述数据交互模块包括：第二报文解析单元，用于从监控报文解析出所述存储地址、设定值和功能码；数据处理单元，用于将存储器的所述存储地址处的数据变更为设定值，并且生成数据处理结果；第二报文生成单元，用于生成整合有所述数据处理结果的应答报文。

可选地，所述变流器控制模块还用于读取存储的变流器数据，并且基于读取的变流器数据控制变流器的输出。

可选地，所述变流器控制模块由数字信号处理器实现。

可选地，所述WEB服务模块和所述数据交互模块由ARM处理器实现。

可选地，所述数据交互模块通过MODBUS协议栈实现。

可选地，所述WEB服务模块与所述数据交互模块通过套接字或公共网关接口通信。

可选地，所述WEB服务模块通过用户接口与所述浏览器通信。

根据本发明的另一方面，提供了一种变流器，所述变流器可包括逆变系统和以上所述的监控装置。

本发明采用浏览器-服务器的方式监控变流器，使得数据收集和处理功能由变流器本体(例如，设置在变流器中的监控装置)实现，用户的监控操作由与变流器分离的浏览器实现，可以通过通用的计算机或手机等设备上的网页浏览器访问变流器上的服务器(例如，在变流器中的监控装置的WEB服务模块)，以便监控变流器，使用灵活且方便。由于浏览器可在通用的计算机的操作系统中实现，因此避免额外配备变流器监控专用的硬件设备，也避免了变流器本体之外的监控软件的开发、测试和维护，降低了成本。

可在变流器已有的功能的基础上通过MODBUS协议栈实现数据交互模块，以便对存储的变流器数据进行处理，因此本发明可被更容易地实现，且减少了采用新硬件和软件的成本。与浏览器交互的服务器(例如，WEB服务模块)和MODBUS协议栈之间通过套接字(Socket)通信，提高了处理效率。

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。

附图说明

现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明的示例性实施例的用于变流器的监控装置的框图；

图2示出根据本发明的示例性实施例的变流器的框图；

图3示出根据本发明的示例性实施例的通过浏览器监控变流器的方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图更加详细地描述发明构思的示例性实施例。

图1示出根据本发明的示例性实施例的用于变流器的监控装置的框图。

如图1所示，本示例性实施例的用于变流器的监控装置100可包括变流器控制模块110、与变流器控制模块110电连接的数据交互模块120、以及与数据交互模块120电连接的WEB服务模块130。

变流器控制模块110用于收集并存储变流器数据。在这种情况下，监控装置100还可包括存储器(未示出)，变流器控制模块110将变流器数据存储到存储器中。可通过用于检测变流器的状态的传感器等设备来采集变流器数据，随后，采集的变流器数据被收集并存储。存储器的示例可以是共享随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)。

WEB服务模块130用于从与监控装置100通信的浏览器101接收用户输入，根据接收到的用户输入生成监控报文，将生成的监控报文发送给数据交互模块120。数据交互模块120用于接收所述监控报文，并且根据接收到的监控报文对存储的变流器数据进行处理。

变流器控制模块110可对存储器进行读取、写入和改写操作。数据交互模块120也可对存储器进行读取、写入和改写操作。因此，变流器控制模块110和数据交互模块120通过存储器交换数据。

WEB服务模块130可根据浏览器101的请求向浏览器提供页面(或网页)代码，以便浏览器根据页面代码生成或更新页面。WEB服务模块130可由超文本传输协议程序(HyperText Transfer Protocol Daemon，简称为HTTPD)来实现。WEB服务模块130的页面代码可通过以下项之一来实现：超文本预处理器(Hypertext Preprocessor，简称为PHP)语言、JAVA语言、C#语言、以及超文本标记语言(HyperText Markup Language，简称为HTML)。WEB服务模块130的页面代码还可包括由JAVASCRIPT语言编写的代码。

运行在通用的计算机上的浏览器101可与WEB服务模块130通信(例如，通过传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称为TCP)通信)，以实现浏览器和WEB服务模块130之间的数据交互。例如，浏览器从WEB服务模块130下载页面代码，所述页面代码可包括由HTML和JAVASCRIPT语言编写的页面代码；浏览器101向WEB服务模块130发送整合有用户输入的请求消息；WEB服务模块222监听80端口，以获得浏览器的请求消息并作出响应。

WEB服务模块130可将应答代码发送给浏览器101，作为对用户输入的响应，作出响应之后可回到监听状态。浏览器101可根据应答代码更新显示给用户的页面，以便将用户请求的数据或对应的处理结果显示给用户。

作为示例，WEB服务模块130可包括：第一报文生成单元(未示出)、第一报文解析单元(未示出)、应答代码生成单元(未示出)、以及应答单元(未示出)。数据交互模块120可包括：第二报文解析单元(未示出)、数据处理单元(未示出)、以及第二报文生成单元(未示出)。

在用户输入是用于读取数据的遥测请求的情况下，第一报文生成单元生成整合有待读取数据在存储器中的存储地址和与遥测请求对应的功能码的监控报文；第二报文解析单元从监控报文解析出所述存储地址和功能码；数据处理单元从存储器的所述存储地址读取数据；第二报文生成单元生成整合有读取的数据的应答报文；第一报文解析单元从应答报文解析出读取的数据；应答代码生成单元生成整合有读取的数据的应答代码；应答单元将应答代码生成单元生成的应答代码反馈给浏览器。

在所述用户输入是用于将数据变更为设定值的遥控请求的情况下，第一报文生成单元生成整合有待变更数据在存储器中的存储地址、所述设定值和与遥控请求对应的功能码的监控报文；第二报文解析单元从监控报文解析出所述存储地址、设定值和功能码；数据处理单元将存储器的所述存储地址处的数据变更为设定值，并且生成数据处理结果；第二报文生成单元生成整合有所述数据处理结果的应答报文；第一报文解析单元从应答报文解析出数据处理结果；应答代码生成单元生成整合有所述数据处理结果的应答代码；应答单元将生成的应答代码反馈给浏览器。

作为示例，变流器控制模块110还用于读取存储的变流器数据，尤其是从存储器中读取变流器数据，其中，存储器中存储的变流器数据可能已经通过用户输入被变更为设定值。在这种情况下，变流器控制模块110可根据读取的变流器数据控制变流器的输出，从而通过用户输入实现了对变流器输出的控制。另外，上文涉及的各种报文可遵从MODBUS TCP或MODBUS 485协议。

作为示例，变流器控制模块110可由数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称为DSP)实现。WEB服务模块130和数据交互模块120可由ARM处理器实现。数据交互模块120可通过MODBUS协议栈实现，尤其是ARM处理器上的MODBUS协议栈。WEB服务模块130和数据交互模块120可在ARM处理器上运行的LINUX操作系统中实现。WEB服务模块130与数据交互模块120可通过套接字或公共网关接口通信。WEB服务模块130通过用户接口(例如，基于TCP/IP协议的用户接口)与浏览器通信。这里，ARM是高级RISC机器(Advanced RISC Machine)的简称，RISC是精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer)的简称。TCP是传输控制协议(Transmission Control Protocol)的简称，IP是互联网协议(Internet Protoco)的简称。

图2示出根据本发明的示例性实施例的变流器的框图。

如图2中所示，本示例性实施例的变流器200可包括：监控装置210和逆变系统220。监控装置210可包括变流器控制模块211、与变流器控制模块211电连接的数据交互模块212、与数据交互模块212电连接的WEB服务模块213。逆变系统240可与变流器控制模块210电连接，用于执行电能转换。

变流器控制模块211用于收集并存储变流器数据。变流器控制模块211可从逆变系统240收集变流器数据，也可通过用于检测变流器的状态的传感器等设备来收集变流器数据。在这种情况下，变流器200还可包括存储器(未示出)，变流器控制模块211将变流器数据存储到存储器中。随后，采集的变流器数据被收集并存储。存储器的示例可以是共享随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)。

WEB服务模块213用于从与变流器200通信的浏览器接收用户输入，根据接收到的用户输入生成监控报文，将生成的监控报文发送给数据交互模块212。数据交互模块212用于接收所述监控报文，并且根据接收到的监控报文对存储的变流器数据进行处理。

变流器控制模块211可对存储器进行读取、写入和改写操作。数据交互模块212也可对存储器进行读取、写入和改写操作。因此，变流器控制模块211和数据交互模块212通过存储器交换数据。

WEB服务模块213可根据浏览器的请求向浏览器提供页面(或网页)代码，以便浏览器根据页面代码生成或更新页面。WEB服务模块213可由超文本传输协议程序(HyperText Transfer Protocol Daemon，简称为HTTPD)来实现。WEB服务模块213的页面代码可通过以下项之一来实现：超文本预处理器(Hypertext Preprocessor，简称为PHP)语言、JAVA语言、C#语言、以及超文本标记语言(HyperText Markup Language，简称为HTML)。WEB服务模块213的页面代码还可包括由JAVASCRIPT语言编写的代码。

运行在通用的计算机上的浏览器可与WEB服务模块213通信(例如，通过传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称为TCP)通信)，以实现浏览器和WEB服务模块213之间的数据交互。例如，浏览器从WEB服务模块213下载页面代码，所述页面代码可包括由HTML和JAVASCRIPT语言编写的页面代码；浏览器向WEB服务模块213发送整合有用户输入的请求消息；WEB服务模块213监听80端口，以获得浏览器的请求消息并作出响应。

WEB服务模块213可将应答代码发送给浏览器，作为对用户输入的响应，作出响应之后可回到监听状态。浏览器可根据应答代码更新显示给用户的页面，以便将用户请求的数据或对应的处理结果显示给用户。

作为示例，WEB服务模块213可包括：第一报文生成单元(未示出)、第一报文解析单元(未示出)、应答代码生成单元(未示出)和应答单元(未示出)。数据交互模块212可包括：第二报文解析单元(未示出)、数据处理单元(未示出)和第二报文生成单元(未示出)。

在用户输入是用于读取数据的遥测请求的情况下，第一报文生成单元生成整合有待读取数据在存储器中的存储地址和与遥测请求对应的功能码的监控报文；第二报文解析单元从监控报文解析出所述存储地址和功能码；数据处理单元从存储器的所述存储地址读取数据；第二报文生成单元生成整合有读取的数据的应答报文；第一报文解析单元从应答报文解析出读取的数据；应答代码生成单元生成整合有读取的数据的应答代码；应答单元将应答代码生成单元生成的应答代码反馈给浏览器。

在用户输入是用于将数据变更为设定值的遥控请求的情况下，第一报文生成单元生成整合有待变更数据在存储器中的存储地址、所述设定值和与遥控请求对应的功能码的监控报文；第二报文解析单元从监控报文解析出所述存储地址、设定值和功能码；数据处理单元将存储器的所述存储地址处的数据变更为设定值，并产生数据处理结果；第二报文生成单元生成整合有所述数据处理结果的应答报文；第一报文解析单元从应答报文解析出数据处理结果；应答代码生成单元生成整合有所述数据处理结果的应答代码；应答单元将生成的应答代码反馈给浏览器。

作为示例，变流器控制模块211还用于读取存储的变流器数据，尤其是从存储器中读取变流器数据，其中，存储器中存储的变流器数据可能已经通过用户输入被变更为设定值。在这种情况下，变流器控制模块211可根据读取的变流器数据控制变流器的输出，从而通过用户输入实现了对变流器输出的控制。另外，上文涉及的各种报文可遵从MODBUS TCP或MODBUS 485协议。

作为示例，变流器控制模块211可由数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称为DSP)实现。WEB服务模块213和数据交互模块212可由ARM处理器实现。数据交互模块212可通过MODBUS协议栈实现，尤其是ARM处理器上的MODBUS协议栈。WEB服务模块213和数据交互模块212可在ARM处理器上运行的LINUX操作系统中实现。WEB服务模块213与数据交互模块212可通过套接字或公共网关接口通信。WEB服务模块213通过用户接口(例如，基于TCP/IP协议的用户接口)与浏览器通信。这里，ARM是高级RISC机器(Advanced RISC Machine)的简称，RISC是精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer)的简称。TCP是传输控制协议(Transmission Control Protocol)的简称，IP是互联网协议(Internet Protoco)的简称。

在图1所示监控装置或图2所示的变流器的基础上，通过用户输入实现对直流电压的遥测的实施例如下。可通过用于检测变流器的状态的传感器等设备来采集变流器数据，获得采样值。变流器控制模块可基于采样值计算出612V的直流电压值，然后，将612V的直流电压值写入存储器的与存储地址对应的偏移地址内。用户使用浏览器连接WEB服务模块，可向WEB服务模块发送页面请求。浏览器根据WEB服务模块返回的页面代码生成页面(例如，index.php)。用户通过浏览器输入用于遥测直流电压的输入，浏览器将包括用户输入的请求发送给WEB服务模块。WEB服务模块可与数据交互模块建立套接字连接(例如，使用127.0.0.1的IP(即：Internet Protocol，中文名称为互联网协议)地址和编号为502的端口)。WEB服务模块可通过套接字向数据交互模块发送十六进制(HEX)的查询报文(编码为“00 08 00 00 00 06 01 03 02 40 00 01”)。数据交互模块接收到查询报文，解析出要查询的地址码“02 40”，随后，从存储器的与地址码“02 40”对应的地址查询出数值为612的直流电压。数据交互模块以应答报文(编码为“00 08 00 00 00 05 01 03 02 0264”)的形式将值为612的直流电压反馈给WEB服务模块222。WEB服务模块从应答报文解析出直流电压值，将直流电压值整合到应答代码中，并且将应答代码反馈给浏览器。浏览器接收到应答代码之后，将应答代码中包含的直流电压值显示在页面中，从而将612V的直流电压值呈现给用户。

在遥测直流电压的实施例中WEB服务模块发送给数据交互模块的报文如下面的表1中所示，数据交互模块反馈给WEB服务模块的报文如下面的表2中所示。

表1

表2

在图1所示监控装置或图2所示的变流器的基础上，通过用户输入实现对直流电压的遥控或遥调的实施例如下。用户通过浏览器中的“有功设定”栏目、方框、选项和按钮中的至少一个进行功率设定，将设定值设置为50kW。例如，用户进入页面setting.php，并在“有功设定”栏输入“50kW”，并点击设定按钮。浏览器向WEB服务模块发送包含操作类型(即，有功设定)和设定值(即，50kW)的请求。WEB服务模块可与数据交互模块建立套接字连接。WEB服务模块接收浏览器的请求，通过套接字向数据交互模块发送十六进制的报文(编码为“09 2F 00 00 00 06 01 06 08 6A 00 32”)。数据交互模块接收到该报文，解析出要对地址码“08 6A”对应的数据进行“有功设定”操作，设定值为50kW。数据交互模块对存储器的与地址码“08 6A”对应的地址中存储的值设置为50，并向WEB服务模块反馈应答报文(编码为“09 2F 00 00 00 06 01 06 08 6A 00 32”)表示设置成功。WEB服务模块接收应答报文，从应答报文解析出表示设置成功的信息(例如，返回与设定值50kW相同的值)，将包含表示设置成功的信息的应答代码反馈给浏览器。浏览器接收到应答代码后，通过页面将设置成功通知给用户。

在遥控直流电压的实施例中WEB服务模块发送给数据交互模块的报文如下面的表3中所示，数据交互模块反馈给WEB服务模块的报文如下面的表4中所示。

表3

表4

图3示出根据本发明的示例性实施例的通过浏览器监控变流器的方法的流程图。

如图3中所示，在步骤S310，浏览器向WEB服务模块请求基本数据。例如，基本数据可以是默认页面的代码。在步骤S320，浏览器显示基本数据，例如，浏览器根据从WEB服务模块接收的页面的代码生成页面，并向用户显示生成的页面。在步骤S330，判断是否检测到用户输入。如果检测到用户输入，则进行步骤S340，获取用户输入中包含的信息，否则返回步骤S320以继续显示基本数据。在步骤S350，根据用户输入中包含的信息向WEB服务模块发送请求。在步骤S360，从WEB服务模块接收到针对请求的响应并显示响应中包含的信息，随后，可返回步骤S330以继续判断是否检测到用户输入。在本实施例中，可利用通过JAVASCRIPT语言编写的代码实现与用户的交互，可从WEB服务模块接收到所述代码，并且在浏览器中执行所述代码，所述代码可用于生成或更改页面。

在本发明中，可通过浏览器监控变流器，而一般的手机、平板电脑、台式机等中都安装有浏览器，因此用户可更加方便地对变流器进行监控。可通过MODBUS协议栈来实现数据交互模块，WEB服务模块和MODBUS协议栈之间通过套接字通信，从而充分利用MODBUS协议栈的功能。当然，WEB服务模块和数据交互模块之间可通过公共网关接口(Common Gateway Interface，简称为CGI)方式等通信。利用套接字通信与利用CGI通信相比，具有处理器资源消耗小的优点。

计算机可读存储介质包含程序命令、数据文件、数据结构等或它们的组合。被记录在计算机可读存储介质中的程序可被设计或被配置以符合本发明，或者可以是本领域的普通技术人员已知的软件。计算机可读存储介质包括用于存储并执行程序命令的硬件系统。硬件系统的示例有磁介质(诸如硬盘、软盘、磁带)、光介质(诸如CD-ROM和DVD)、磁光介质(诸如软光盘、ROM、RAM、闪存等)。程序包括由编译器编译的汇编语言代码或机器代码和由解释器解释的更高级语言代码。硬件系统可利用至少一个软件模块来实施以符合本发明。

可使用一个或多个通用或专用计算机(例如，处理器、控制器、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够运行软件或执行指令的任何其它装置)来实施上述监控装置或变流器的至少一个组成部分。所述至少一个组成部分可运行操作系统并可运行在操作系统下操作的一个或多个软件应用。所述至少一个组成部分可在运行软件或执行指令时访问、存储、操作、处理和创建数据。

为了示意和描述的目的，给出了对本发明的描述，该描述的意图不在于以所公开的形式来穷尽或限制本发明。对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的情况下，可对实施例进行各种修改和改变。