專利名稱：一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，屬于電力系統(tǒng)配網(wǎng)技術領域。
背景技術：
居住區(qū)配電房是電力系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)，是配電系統(tǒng)的重要組成部分，居住區(qū)配電房能否正常運行關系到配電系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行以及居住區(qū)的供電可靠性。目前居住區(qū)配電房一般采取無人值守、定期巡視的管理方式，居住區(qū)配電設備的運行狀態(tài)尚未實現(xiàn)遠程監(jiān)控，當配電設備故障停電的時候，只有用戶報故障后才能到現(xiàn)場查找故障，確定故障點，然后安排配電檢修人員排除故障，這個處理過程時間長，客戶服務質量不高，是居住區(qū)配電房運行維護部門關心的一個問題，如果在故障停電發(fā)生時運維中心能夠立刻獲取故障信息就可以大大加快故障處理的響應速度，減低故障造成的經(jīng)濟損 失。隨著居民生活水平的提高，對供電質量的要求也越來越高，居住區(qū)配電房作為電網(wǎng)終端，其安全可靠運行直接關系到居民用電質量，因此迫切需要建立一套遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)設備監(jiān)控、消防、安防、環(huán)境溫度控制、直流監(jiān)測等功能，對出現(xiàn)的各類問題能夠自動報警，從而使運維人員提前發(fā)現(xiàn)故障，及時處理問題以盡量避免停電事故發(fā)生。在智能電網(wǎng)的建設中，配電設備的智能化發(fā)展較快，但對于居住區(qū)配電房的環(huán)境、運行檢修工作的監(jiān)控研究不多。隨著智能電網(wǎng)建設的深入，智能變電站建設和運行技術日趨成熟，作為變電站下一級配網(wǎng)端的居住區(qū)配電房，可借鑒智能變電站建設和運行經(jīng)驗，使之更好融入智能電網(wǎng)運行中去，從而進一步提供居民用電可靠性和用電質量。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種面向居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控的裝置，以實現(xiàn)居住區(qū)配電房中IED接入、消防、安防、溫濕度采集、直流監(jiān)測，提高電力配網(wǎng)中居住區(qū)配電房的遠程監(jiān)控水平和遠程維護能力。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是采取以下的技術方案來實現(xiàn)
一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，包括
DI板，用于采集外部開關量輸入信號；
Al板，用于采集外部模擬量輸入信號；
DO板,用于負責輸出控制信號；
DSP板，用于負責DI板、Al板的數(shù)據(jù)采樣以及控制DO板信號輸出；
串口通訊板，用于負責串口設備數(shù)據(jù)的采集和控制；
COM板，用于通過居住區(qū)配電房站控層網(wǎng)絡接入IED，同時COM板可通過電力光纖網(wǎng)將所有接入設備數(shù)據(jù)發(fā)送給調度主站，調度主站也可通過COM板向所有接入設備發(fā)出控制命令；電源板，用于提供各個板的電源。上述DI板采集的外部開關量輸入信號包括消防、安防的開關量信號，可接入90組
開關量。上述Al板采集外部模擬量輸入信號，所述輸入信號包括溫濕度、電流、電壓模擬量信號；所述Al板通過裝置內(nèi)部CT/PT的不同量程的選擇，實現(xiàn)不同量程的模擬量輸入采集，可接入12組模擬量。上述DO板輸出控制信號,所述控制信號包括布撤防、開關LED信號,所述DO板分 為恒電壓控制輸出、脈沖控制輸出、定時電壓輸出3種輸出方式，可接入22組控制信號。上述DSP板采用DSP+FPGA方式實現(xiàn)DI板和Al板的數(shù)據(jù)采樣、控制DO板信號輸出、與COM板間的通訊，DI板轉換成數(shù)字信號后接入FPGA，Al板通過DSP板中A/D轉換生成數(shù)字信號接入FPGA，DSP通過FPGA控制DO板信號輸出，DSP板與COM板間通訊通過FPGA實現(xiàn)。上述串口通訊板有RS232和RS485兩種物理接入方式，有兩種數(shù)據(jù)采集方式
串口透傳將串口通訊直接映射于裝置的一個通訊端口，調度主站通過TCP方式連接于該端口，即可實現(xiàn)與該串口設備的直接通訊；
協(xié)議轉換裝置通過串口設備協(xié)議采集該設備數(shù)據(jù)。然后將數(shù)據(jù)通過IEC104協(xié)議轉發(fā)
給調度主站。上述COM板具有4個以太網(wǎng)口 ；所述COM板與調度主站通訊采用IEC104協(xié)議，與IED通訊采用符合IEC61850-8標準的MMS協(xié)議。借由上述技術方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點
本發(fā)明的居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，實現(xiàn)了居住區(qū)配電房中IED接入、消防、安防、溫濕度采集、直流監(jiān)測功能，提高電力配網(wǎng)中居住區(qū)配電房的遠程監(jiān)控水平和遠程維護能力。本發(fā)明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖I是居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置接入結構 圖2是居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置FPGA通訊實現(xiàn)示意圖。圖3是居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置串口數(shù)據(jù)采集實現(xiàn) 圖4是居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置背板圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。如圖I所示，一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，包括電源板、COM板、DSP板、DI板、Al板、DO板、串口通訊板構成。DI板，用于采集外部開關量輸入信號；包括消防、安防的開關量信號，可接入90組
開關量。
Al板，用于采集外部模擬量輸入信號；包括溫濕度、電流、電壓模擬量信號，通過裝置內(nèi)部CT/PT的不同量程的選擇，實現(xiàn)不同量程的模擬量輸入采集，可接入12組模擬量。DO板,用于負責輸出控制信號；包括布撤防、開關LED信號,分為恒電壓控制輸出、脈沖控制輸出、定時電壓輸出3種輸出方式，可接入22組控制信號。DSP板,用于負責DI板、Al板的數(shù)據(jù)米樣以及控制DO板信號輸出；如圖2所不，DSP芯片采用TM320C6747，F(xiàn)PGA芯片采用EP3C5F256C8N。采用DSP+FPGA方式實現(xiàn)DI板和Al板的數(shù)據(jù)采樣、控制DO板信號輸出、與COM板間的通訊，DI板轉換成數(shù)字信號后接入FPGA, Al板通過DSP板中A/D轉換生成數(shù)字信號接入FPGA，DSP通過FPGA控制DO板信號輸出，DSP板與COM板間通訊通過FPGA實現(xiàn)。串口通訊板，用于負責串口設備數(shù)據(jù)的采集和控制；有1 232和RS485兩種物理接入方式，有兩種數(shù)據(jù)采集方式
串口透傳將串口通訊直接映射于裝置的一個通訊端口，調度主站通過TCP方式連接于該端口，即可實現(xiàn)與該串口設備的直接通訊；·
協(xié)議轉換裝置通過串口設備協(xié)議采集該設備數(shù)據(jù)。然后將數(shù)據(jù)通過IEC104協(xié)議轉發(fā)給調度主站。COM板，用于通過居住區(qū)配電房站控層網(wǎng)絡接入IED，同時COM板可通過電力光纖網(wǎng)將所有接入設備數(shù)據(jù)發(fā)送給調度主站，調度主站也可通過COM板向所有接入設備發(fā)出控制命令；具有4個以太網(wǎng)口 ；所述COM板與調度主站通訊采用IEC104協(xié)議，與IED通訊采用符合IEC61850-8標準的MMS協(xié)議。如圖3所示是本發(fā)明居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置串口數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)圖； 對于串口通訊設備數(shù)據(jù)的采集有兩種方式串口透傳和協(xié)議轉換。如圖電表和空調的
數(shù)據(jù)采集采用串口透傳方式，即將串口通訊報文映射到裝置某一通訊端口，調度主站通過以太網(wǎng)絡連接該通訊端口，以太網(wǎng)報文不經(jīng)過任何處理后，直接轉發(fā)到串口，同樣串口報文也不經(jīng)過任何處理后，直接通過以太網(wǎng)轉發(fā)給調度，調度主站接收到的是未經(jīng)過任何處理的串口報文；如圖，直流屏和干變溫度的采集采用協(xié)議轉換方式，裝置通過串口通訊協(xié)議采集直流屏和干變溫度，經(jīng)數(shù)據(jù)解析后將重新生成的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)通訊協(xié)議IEC104轉發(fā)給調度主站。如圖4所示是本發(fā)明居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置背板 POWER板電源板，給各板件提供電源接入，采用寬電源設計，可采用交直流IlOV 220V電源。COM板共計有4個以太網(wǎng)絡口，負責以太網(wǎng)絡設備的接入以及與調度主站通訊。DI板如圖DIIX、DI2X、DI5X板，每組板件可提供16個開關量接入，同時D03X、D04X槽位也可安置DI板，因此開關量最大接入量可達90個。Al板如圖Al板，位置I、13為一組模擬量，位置2、14為一組，依此類推，共計提供12組模擬量接入，Al板可采用不同的CT或PT量程實現(xiàn)不同電流或電壓等級的模擬量接入。DO板如圖D03X、D04X板，圖中COMO為A0、B0公共端，可接入2組控制接點，其它以此類推；SWA0、SffBO為可獨立接入I組控制節(jié)點，其它以此類推。每板可接入11組控制節(jié)點，共可接入22組控制節(jié)點。
DSP板如圖DSP板，負責DI板、Al板的采樣以及控制DO板的輸出，并將所采集的數(shù)據(jù)通過FPGA傳送給COM板，再由COM板傳送給調度主站，同樣DSP板可通過FPGA接收COM板的指令來控制DO板的輸出。串口通訊板如圖SERIAL板，共有5個串口。DTX、DRX、D⑶為I組RS232串口，為調試用串口 ；其它4組為串口設備接入使用，該4組串口可通過板內(nèi)撥碼開關設置為RS232或RS485通訊模式。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人 員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于包括 DI板，用于采集外部開關量輸入信號； Al板，用于采集外部模擬量輸入信號； DO板,用于負責輸出控制信號； DSP板，用于負責DI板、Al板的數(shù)據(jù)采樣以及控制DO板信號輸出； 串口通訊板，用于負責串口設備數(shù)據(jù)的采集和控制； COM板，用于通過居住區(qū)配電房站控層網(wǎng)絡接入IED，同時COM板可通過電力光纖網(wǎng)將所有接入設備數(shù)據(jù)發(fā)送給調度主站，調度主站也可通過COM板向所有接入設備發(fā)出控制命令；電源板，用于提供各個板的電源。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述DI板采集的外部開關量輸入信號包括消防、安防的開關量信號，可接入90組開關量。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述Al板采集外部模擬量輸入信號，所述輸入信號包括溫濕度、電流、電壓模擬量信號；所述Al板通過裝置內(nèi)部CT/PT的不同量程的選擇，實現(xiàn)不同量程的模擬量輸入采集，可接入12組模擬量。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述DO板輸出控制信號，所述控制信號包括布撤防、開關LED信號，所述DO板分為恒電壓控制輸出、脈沖控制輸出、定時電壓輸出3種輸出方式，可接入22組控制信號。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述DSP板采用DSP+FPGA方式實現(xiàn)DI板和Al板的數(shù)據(jù)采樣、控制DO板信號輸出、與COM板間的通訊，DI板轉換成數(shù)字信號后接入FPGA，AI板通過DSP板中A/D轉換生成數(shù)字信號接入FPGA, DSP通過FPGA控制DO板信號輸出，DSP板與COM板間通訊通過FPGA實現(xiàn)。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述串口通訊板有RS232和RS485兩種物理接入方式，有兩種數(shù)據(jù)采集方式 串口透傳將串口通訊直接映射于裝置的一個通訊端口，調度主站通過TCP方式連接于該端口，即可實現(xiàn)與該串口設備的直接通訊； 協(xié)議轉換裝置通過串口設備協(xié)議采集該設備數(shù)據(jù)； 然后將數(shù)據(jù)通過IEC104協(xié)議轉發(fā)給調度主站。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，其特征在于所述COM板具有4個以太網(wǎng)口 ；所述COM板與調度主站通訊采用IEC104協(xié)議，與IED通訊采用符合IEC61850-8標準的MMS協(xié)議。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種居住區(qū)配電房一體化智能監(jiān)控裝置，適用于居住區(qū)配電房中符合IEC61850-8標準的IED接入、消防、安防、溫濕度采集、直流監(jiān)測為一體的裝置包括電源板、COM板、DSP板、DI板、AI板、DO板、串口通訊板。本發(fā)明實現(xiàn)了居住區(qū)配電房內(nèi)設備的遠程監(jiān)控，提高了電力配網(wǎng)中居住區(qū)配電房的遠程監(jiān)控水平和遠程維護能力。
文檔編號H02J13/00GK102710030SQ20121022921
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權日2012年7月4日
發(fā)明者丁冬定, 仲春林, 劉忠, 厲文婕, 尹飛, 張斌, 李新家, 李澄, 楊川, 熊政, 翟學鋒, 葛永高, 鄭海雁 申請人:江蘇方天電力技術有限公司, 江蘇省電力公司揚州供電公司