專利名稱：一種在線監測系統中基于iec61850標準的通信對象服務器的制作方法
技術領域：
一種在線監測系統中基于IEC61850標準的通信對象服務器技術領域[0001]本實用新型屬于電力領域，應用于高壓電氣設備絕緣在線監測領域。
技術背景[0002]隨著我國電力系統的建設與發展，越來越多的新系統應用于電力系統中，如變電站一次設備狀態在線監測系統、繼電保護及故障信息系統、電能質量監測系統、廣域測量系統等。這些系統在帶來技術進步與方便使用的同時，各系統間的聯系與綜合應用卻顯得日漸復雜，且存在諸多的問題，主要表現如下[0003]1、各系統沒有形成同一技術規范[0004]各個設備生產廠家的應用系統，都是以生產廠家自己使用方便為前提，所采用的標準也不統一，尤其在35 1 IOkV變電站，應用情況及實際效果千差萬別，這就造成各系統的綜合應用及互聯顯得非常困難，極大地制約了這些新技術、新應用的推廣與發展。[0005]2、各系統沒有統一信息模型和標準訪問接口[0006]變電站業務系統的建設多是針對特定的業務需求，各系統間高度異構而缺乏總體規劃和協同，并且重復組網，接口方式不統一，信息共享困難，使變電站的信息化建設面臨 “投資多、見效慢”的困境。[0007]3、標準的缺失導致應用系統可擴展性差[0008]技術的發展日新月異，電力系統用戶對變電站新技術的需求變化極快，由于技術標準不統一，“信息孤島”的林立，使得用戶對原廠家的依賴性過大，一旦新應用涉及原系統的升級維護，重復投資在所難免，系統的后期升級維護非常艱難。[0009]以上的種種現象都為電力系統用戶帶來了不便，實際使用時一臺監控主機需要打開多個應用系統，在新增系統時，往往又需要重復建設通道，投資新的服務器及監控系統， 無法實現資源共享與信息的有效整合，這些突出的問題都需要得到解決。而國際電工協會發布的IEC61850標準對變電站信息化建設的技術規范、信息模型及訪問接口都做出了統一的規定，這就使得以上所列問題的解決有了一個基本的前提條件。[0010]信息化是當今時代最重要的特征之一，電力企業信息化建設的步法正在加快。要確保電力系統的安全穩定，關鍵是對變電站(以及大型發電廠)實現有效的信息監測、采集和數據管理，進而為變電站的運行控制提供決策依據。因此，變電站信息化、規范化的研究受到了電力企業用戶的關注和歡迎。在變電站領域，這種通信對象服務器技術的研究和應用尚屬空白。發明內容[0011]為了解決上述問題，本實用新型提供一種在線監控系統中基于IEC61850標準的通信對象服務器，該裝置由CPU單元、電源單元、4路異步串口單元、4路以太網口單元、硬件看門狗單元、GPS模塊單元組成；其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。[0012]所述的CPU單元，采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式，執行效率更高；[0013]所述的電源單元，采用獨立的+5V開關電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩壓芯片轉換為芯片的工作電壓3. 3V ；[0014]所述的4路異步串口單元是由，是通過在AT91SAM9260的芯片上擴展4路IS03082 自帶隔離單元的串行485總線收發器而構成；[0015]所述的4路以太網口單元，是通過擴展8139D以太網通信控制芯片而構成；[0016]所述的硬件看門狗單元，其內部獨立，并對系統進行監控；[0017]所述的GPS模塊單元，采用具有串行數據輸出的模塊化設計，對時精度可控制在 Ims以內；[0018]本實用新型具有的優點該裝置1)既可接入不符合IEC61850標準的裝置或系統， 并對外提供符合IEC61850標準的信息模型及數據訪問接口，同時也可接入符合IEC61850 標準的裝置或系統，從而實現設備與系統的標準化、統一化的對外模型發布及信息訪問接口 ；2)獨立的硬件看門狗單元，可以防止程序跑飛而發生的意外；3)變電信息統一模型構建和動態加載；4)對全站所有設備與系統可進行統一的整合與處理，實現全站內規范的統一，為用戶的使用帶來方便性，同時在系統的升級維護方面沒有技術壁壘，標準性及可擴充性得到了極大的提高。[0019]本實用新型實現標準化與安全性的有機統一，從整體上協調、合理科學地利用，使變電站內異構、孤立的子系統從整體上協調、合理科學地利用，并統一制定各子系統的功能規范和技術要求；統一對外通信硬件接口，統一對外發布生產及管理信息。基于SOA思想、 面向對象的動態建模方法，使系統具有響應需求快速變化的能力。可以預見本實用新型能夠極大的推動數字化變電站的建設進程，并為向數據化變電站平滑過渡提供了切實可行的解決方案。本實用新型為節約新建項目投資，規范信息化平臺的建設提供了實例，其社會效益和經濟效益十分顯著。
[0020]圖1為本實用新型通信對象服務器在在線監測系統中的結構示意圖；[0021]圖2為本實用新型通信對象服務器的結構框圖；[0022]圖3為面向對象的變電站信息統一模型。
具體實施方式
[0023]下面通過實施例進一步闡述本實用新型的技術方案。[0024]圖1為本實用新型通信對象服務器在在線監測系統中的結構示意圖，變電站中設有多個監測單元，不同的監測單元技術規范不同，信息模型和標準訪問接口也不同，但每個監測單元均需要通過通訊對象服務器將監測信息傳至遠程監控中心。因此，本實用新型統一制定各監測單元的功能規范和技術要求；統一對外通信硬件接口，統一對外發布生產及管理信息。基于SOA思想、面向對象的動態建模方法，使監測系統具有響應需求快速變化的能力。[0025]本實用新型公開一種在線監測系統中基于IEC61850標準的通信對象服務器，如圖2所示，其由CPU單元、電源單元、硬件看門狗單元、4路異步串口單元、GPS模塊單元、4路以太網口單元組成，其中是以所述的CPU單元為中心，其他單元互為獨立并均與CPU單元相連接。[0026]其中CPU單元采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式，執行效率更高；[0027]電源單元為CPU提供電力，采用獨立的+5V開關電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩壓芯片轉換為芯片的工作電壓3. 3V ；[0028]4路異步串口單元，是通過在AT91SAM9260的芯片上擴展4路IS03082自帶隔離單元的串行485總線收發器而構成；[0029]4路以太網口單元，是通過擴展8139D以太網通信控制芯片而構成；[0030]硬件看門狗單元，其內部獨立，并對系統進行監控；[0031]GPS模塊單元，采用具有串行數據輸出的模塊化設計，對時精度可控制在Ims以內；[0032]電源單元提供+5V、+12V工作電源，與CPU單元、GPS模塊單元相連，提供CPU單元、 GPS模塊單元的工作電源；CPU單元經過隔離后與4路以太網口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。[0033]符合IEC61850標準的IED設備通過4路以太網口單元接入通信對象服務器后，通信對象服務器調用標準的IEC61850規約庫，將設備的模型、數據進行整合與發布，從而實現整個變電站設備的標準化。[0034]不符合IEC61850標準的IED設備，可以通過4路以太網口單元或4路異步串口單元接入通信對象服務器，通信對象服務器針對不同的IED設備調用不同的規約庫與非標準 IED設備連接，IED設備發送來的數據，經過通信對象服務器的建模實現該設備的標準化， 并提供該設備的符合IED61850標準的對外發布。[0035]本實用新型支持基于面向對象技術的變電站信息統一建模，提供面向對象的統一訪問變電站外部訪問，如圖3所示，變電站信息統一模型使由傳統的面向應用的接口模式改變為面向對象的應用模式，大大增強了接口的靈活性；對電力企業數據網及實時子網提供基于W^eb Services的信息交互訪問、基于IEC61850的對象化訪問。
權利要求1.一種在線監測系統中基于IEC61850標準的通信對象服務器，其特征在于，所述的通訊對象服務器由CPU單元、電源單元、硬件看門狗單元、4路異步串口單元、GPS模塊單元、4 路以太網口單元組成；其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。
2.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的CPU單元采用ARM^6EJ-S為核心的AT91SAM9260處理器，采用5級流水線尋址操作方式。
3.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的電源單元為CPU單元提供電力， 采用獨立的+5V開關電源供電，在電路板上以LM3940 DC/DC穩壓芯片轉換為芯片的工作電壓 3. 3V。
4.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的4路異步串口單元通過在 AT91SAM9260的芯片上擴展4路IS03082自帶隔離單元的串行485總線收發器而構成。
5.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的4路以太網口單元通過擴展 8139D以太網通信控制芯片而構成。
6.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的硬件看門狗單元，其內部獨立并對系統進行監控。
7.根據權利要求1所述的通信對象服務器，其中所述的GPS模塊單元，采用具有串行數據輸出的模塊化設計，對時精度可控制在Ims以內。
專利摘要本實用新型提供一種在線監測系統中基于IEC61850標準的通信對象服務器，該裝置由CPU單元、電源單元、4路異步串口單元、4路以太網口單元、硬件看門狗單元、GPS模塊單元組成，其中電源單元與CPU單元、GPS模塊單元相連提供工作電源；CPU單元與4路以太網口單元、4路異步串口單元相連接；CPU單元通過總線與GPS模塊單元相連接；CPU單元通過總線與硬件看門狗單元相連接。本實用新型實現標準化與安全性的有機統一，從整體上協調、合理科學地利用，使變電站內異構、孤立的子系統從整體上協調、合理科學地利用，并統一制定各子系統的功能規范和技術要求；統一對外通信硬件接口，統一對外發布生產及管理信息。
文檔編號H04L29/08GK202275308SQ20112035924
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者曾華榮, 杜劍光, 楊濤, 王鑫, 魏天魁, 黃 良 申請人:上海智光電力技術有限公司, 貴州電力試驗研究院