專利名稱：智能化數據在線監測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線監測系統。
背景技術：
傳統的監測系統一般由電流互感器，電壓傳感器、采集卡以及計算機系統組成。方法是將電流互感器，電壓傳感器的輸出直接通過導線引至后端采集箱，后通過電纜連接到位于計算機系統中的采集卡，并通過計算機端的軟件進行傅立葉變換等分析數據，從而得到所需結果，實現監測功能。上述方法的不足之處在于當被監測目標較多時，需要連接大量導線，接線十分復雜，導致安裝、調試困難，不易于維護。同時，過多的監測目標將導致計算機系統資源占用率過高，易造成當機和系統崩潰等問題，降低了系統的可靠性。特別是當·監測目標為高壓、超高壓時，上述方式無法運作。
實用新型內容本實用新型的主要目的就是提供一種在線監測系統，使得監測系統安裝、調試簡單，易于維護。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種智能化數據在線監測系統，包括智能化數據前置處理模塊、網絡交換單元、嵌入式人機交互單元和后端服務器系統；所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分、測量部分、數據處理部分、通信部分；若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用級聯拓撲結構連接；所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。所述測量部分包括傳感器和互感器，可量化傳感器和互感器的輸入，可自動零飄矯正、智能溫度補償；所述數據處理部分包括主處理器、協處理器和緩存，用于完成數據的累積，可進行傅立葉變換以及諧波分析；所述通信部分包括光纖和以太網，用于智能化數據前置處理模塊的直連或級聯。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種智能化數據在線監測系統，包括智能化數據前置處理模塊、網絡交換單元、嵌入式人機交互單元和后端服務器系統；所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分、測量部分、數據處理部分、通信部分；若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用級聯拓撲結構連接；所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。優選的，智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用光纖。優選的，智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用以太網。優選的，網絡交換單元與嵌入式人機交互單元和后端服務器系統的連接采用以太網。優選的，測量部分包括電壓采集裝置、電流采集裝置和模擬信號調理電路；數據處理部分包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存。優選的，包括智能化數據前置處理模塊、網絡交換單元、嵌入式人機交互單元和后端服務器系統；所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分、測量部分、數據處理部分、通信部分；若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用星型拓撲結構連接；所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。優選的，所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用光纖。優選的，所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用以太網。優選的，網絡交換 單元與嵌入式人機交互單元和后端服務器系統的連接采用以太網。優選的，測量部分包括電壓采集裝置、電流采集裝置和模擬信號調理電路；數據處理部分包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存。本實用新型的智能化數據前置處理模塊，由于具有了處理器，它可以進行復雜的數學運算，不需要后端的計算機來進行處理，后端計算機只需存儲數據和顯示結果，又由于本實用新型可以采用直連或級聯，不需要連接大量導線，因此監測系統安裝、調試簡單。同時，本實用新型是模塊化的形式，也大大方便了安裝以及后續的維護。
圖I是一種星型拓撲結構的無功補償裝置智能化在線監測系統。圖2是一種級聯拓撲結構的無功補償裝置智能化在線監測系統。圖3是一種無功補償裝置智能化在線監測系統的嵌入式智能化數據前置處理模塊架構圖。附圖標記說明光纖或者以太網1，以太網2，電源3，后備電池31，測量部分4，數據處理部分5，主處理器51，協處理器52，通信部分6。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明，但本實用新型不局限于以下的實施例。一種無功補償裝置智能化在線監測系統，該系統包括位于前端的嵌入式數據實時采集、處理、變換的前端單元(或稱智能化數據前置處理模塊)，高速網絡交換單元，位于控制中心的嵌入式人機交互管理單元，控制臺服務器數據分析綜合系統以及高速網絡組成。位于前端的嵌入式前端單元可通過百兆以太網或者光纖級聯接入網絡交換單元(如圖2所示，圖中①表示光纖或者以太網，②表示以太網)，或者以星型方式通過百兆以太網或者光線直接接入網絡交換單元(如圖I所示，圖中①表示光纖或者以太網，②表示以太網)，網絡交換單元通過以太網連接至后端的嵌入式人機交互單元和服務器單元(后端服務器系統)。由于前端單元可級聯通信，前端到后端僅僅需要一條物理鏈路，這就大大方便了現場安裝，降低了施工成本。后端的嵌入式人機交互單元可以在脫離服務器的情況下，實現危險預警，并可以查看關鍵數據以及對系統進行配置和管理。服務器系統可以保存長期實時數據并向更高一級數據中心匯報狀態。另外，當無功補償設備發生重大事故時，可以通過實時數據的回溯來查找分析事故原因。為解決傳統無功補償裝置監測系統存在的問題，本系統提供了一種以前端單元為核心，以嵌入式人機交互單元和服務器為輔助的智能化在線監測系統。其中，前端單元安置于被檢監測目標附近，人機交互單元和服務器系統位于管理中心。[0023]上述系統中，作為核心的前端單元(即智能化數據前置處理模塊)(圖3)，本單元由電源部分③，測量部分④，數據處理部分⑤，通信部分⑥以及保護部分(圖3中未示)組成，各部分通過高速總線互聯。電源③包括電源管理電路和后備電池Q(圖示為后備鋰電池)。一般情況下通過協互感器竊電供能，互感竊電裝置(圖中未示)與電源管理電路連接。在高壓線路失電時，互感竊電裝置失電，其內置的后備電池Q足以維持正常運作。測量部分④包括電壓采集裝置、電流采集裝置和模擬信號調理電路，測量部分④用于量化傳感器和互感器的輸入，可以實現自動零飄矯正，智能溫度補償等。數據處理部分⑤由主處理器(MIPS)O、協處理器(DSP) S、程序存儲器(FLASH)以及緩存(RAM)組成，對測量部分④的測量數據進行處理，用于完成數據的累積，傅立葉變換以及諧波分析等。通信部分⑥由若干光纖和以太網接口組成，以直連或級聯實現高速數據傳輸，如圖I所示，若干(至少2個)前端單元可與網絡交換單元直連，形成星型拓撲結構，如圖2所示，若干(至少2個)前端單元之間可進行級聯后再與網絡交換單元連接，形成級聯拓撲結構。本系統的特點在于完全擺脫了傳統設備的線束(電纜束)，前端的被測目標沒有 數量限制，前端單元可以無限級聯，前端到后端僅僅需要一根光纖且不需要給前端供能；復雜的數學運算不由后端計算機處理，而是前端單元執行，后端處理機只需存儲數據和顯示結果；模塊化的設計大大方便了安裝以及后續的維護等；大大降低了過程中各階段的成本。本系統不僅可以對電力系統中的變電站進行監測，還可用于煤礦、礦山、冶金、鐵路、領域的監測系統。
權利要求1.一種智能化數據在線監測系統，其特征在于包括智能化數據前置處理模塊、網絡交換單元、嵌入式人機交互單元和后端服務器系統； 所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分(3)、測量部分(4)、數據處理部分(5)、通信部分(6)； 若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用級聯拓撲結構連接； 所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。
2.根據權利要求I所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用光纖。
3.根據權利要求I所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用以太網。
4.根據權利要求I所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于網絡交換單元與嵌入式人機交互單元和后端服務器系統的連接采用以太網。
5.根據權利要求I所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于測量部分(4)包括電壓采集裝置、電流采集裝置和模擬信號調理電路；數據處理部分(5)包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存。
6.一種智能化數據在線監測系統，其特征在于包括智能化數據前置處理模塊、網絡交換單元、嵌入式人機交互單元和后端服務器系統； 所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分(3)、測量部分(4)、數據處理部分(5)、通信部分(6)； 若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用星型拓撲結構連接； 所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。
7.根據權利要求6所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用光纖。
8.根據權利要求6所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于所述智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元的連接采用以太網。
9.根據權利要求6所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于網絡交換單元與嵌入式人機交互單元和后端服務器系統的連接采用以太網。
10.根據權利要求6所述的智能化數據在線監測系統，其特征在于測量部分(4)包括電壓采集裝置、電流采集裝置和模擬信號調理電路；數據處理部分(5)包括主處理器、協處理器、程序存儲器以及緩存。
專利摘要本實用新型公開了一種智能化數據在線監測系統，包括智能化數據前置處理模塊，網絡交換單元，嵌入式人機交互單元和后端服務器系統；所述智能化數據前置處理模塊包括電源部分(3)、測量部分(4)、數據處理部分(5)、通信部分(6)；若干智能化數據前置處理模塊與網絡交換單元采用級聯拓撲結構或星型拓撲結構連接；所述智能化數據前置處理模塊通過協互感器竊電供能。本實用新型智能化數據在線監測系統中的智能化數據前置處理模塊是模塊化形式的，具有數據處理功能，可以進行復雜的數學運算，不需要后端的計算機來進行處理，本實用新型可以采用直連或級聯，不需要連接大量導線，因此監測系統安裝、調試簡單，方便維護。
文檔編號G05B19/418GK202677167SQ201220290658
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者劉瑞云, 唐思超, 范立社, 莊劍 申請人:中網電氣有限公司