CN102591222B - 一种信号隔离转换器的信号处理输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号隔离转换器的信号处理输出方法，该方法的应用因可将风速风向仪采集的风速风向信号转换成多种数据形式，故可满足不同风机主控系统对数据形式要求，很好地实现风机主控系统与风速风向仪之间的有效通信。

Description

一种信号隔离转换器的信号处理输出方法

技术领域

本发明涉及一种信号隔离转换器，尤其涉及一种应用于风力发电机组风速风向信息采集设备与风机主控系统之间使用的信号隔离转换器的信号处理输出方法。

背景技术

在风力发电技术中，风速风向信息采集设备作为重要和关键的风力发电机组部件之一，变得越来越重要，如何准确有效地采集风速和风向信号并实现风速风向信息采集设备与风机主控系统之间的通信问题是目前大多数风电技术企业面临的主要问题之一。

现有部分国产的风速风向信息采集设备，如风速风向仪、风速计……，虽然风速风向信息采集设备在风速信号和风向信号采集技术方面有了很大的提升，但是风速风向采集设备与风机主控系统之间的通信仍然是一个很大的问题，常常会出现如下问题：（1）风速风向采集设备采用一种数据形式将风速风向数据的传输出去，而风机主控系统只能接受另一种数据形式的风速风向数据，这样往往造成风机主控系统与风速风向采集设备之间的通信障碍；（2）不同风机主控厂商生产的风机主控系统接受风速风向数据的形式不一样，使得风机主控系统只能选择特定的风速风向采集设备才能与风机主控系统相互匹配，因而易造成风速风向信息采集设备选型的困难。如何使风速风向采集设备与风机主控系统之间的通信满足多种数据通信形式变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种用于多种数据输出的信号隔离转换器的信号处理方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种信号隔离转换器的信号处理输出方法其包括：

步骤1：运行初始化程序并初始化信号隔离转换器；

步骤2：信号隔离转换器的控制器接收风机主控系统要求风速风向信号的请求，控制器控制主机通讯模块将风速风向仪送入的风速风向信号以信号帧的形式传送给控制器；

步骤3：信号隔离转换器的控制器对接收的风速风向信号进行解包、判断、校验处理，保留有效的风速风向信号；

步骤4：控制器对接收到的有效风速风向信号均进行如下处理：（一）通过风速风向-CNT转换模块及运行CNT输出程序将风速风向仪采集的风速信号转换为CNT信号，（二）通过风速风向-2DO转换模块及运行2DO输出程序将风速风向仪采集的风向信号转换为2路DO信号，（三）通过风速风向-I转换模块及运行SPI程序将风速风向仪采集的风速风向信号转换为三线电流信号，（四）通过从机通讯模块及MODBUS协议将风速风向仪采集的风速风向信号转换为RS485信号；

步骤5：信号隔离转换器的控制器根据风机主控系统要求的通信协议类型及数据输出形式从作为一组数据输出的CNT信号与DO信号，或者是作为另一组数据输出的三线电流信号，亦或者是作为再一组数据输出的RS485信号三组数据中输出其中一组数据；

步骤6：根据步骤6中风机主控系统要求的数据形式，控制器选择从机通讯模块、多路开关中的一个路径将符合风机主控系统需求的信号给风机主控系统。

综上所述，本发明一种信号隔离转换器的信号处理输出方法的应用因可将风速风向仪采集的风速风向信号转换成多种数据形式，故可满足不同风机主控系统对数据形式要求，很好地实现风机主控系统与风速风向仪之间的有效通信。

附图说明

图1为本发明一种信号隔离转换器的信号处理方法的信号隔离器与风速风向仪及风机主控系统的关系示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明一种信号隔离转换器的信号处理输出方法主要应用于一连接在风速风向仪与风机主控系统之间的信号隔离转换器200，所述信号隔离转换器200用以确保风机主控系统300与风速风向仪400之间通讯的有效性和正常。所述风速风向仪400用于采集风电场内风速风向信号。所述风机主控系统300用于根据风速风向仪400传送来的风速风向信号情况调整风力发电机组（图中未示）的运行状态。所述信号隔离转换器200包括但不限于以下器件：一主机通讯模块1、一控制器2、一从机通讯模块3、一多路开关4、一供电模块5、若干防雷电路6、一风速风向-I转换模块71、一风速风向-2DO转换模块72、一风速风向-CNT转换模块73、一电源监视模块8及一存储器9。所述风速风向-I转换模块71进一步包括一DA转换器（图中未示）。

所述信号隔离转换器200的主机通讯模块1与风速风向仪400之间通过VDT协议实现相互之间通信，信号隔离转换器200的从机通讯模块3与风机主控系统300之间通过MODBUS协议实现相互之间的通信。

所述信号隔离转换器200具体包括四防雷电路6。

所述信号隔离转换器200的主机通讯模块1分别与供电模块5、风速风向仪400及控制器2相互连接；控制器2分别与所述主机通讯模块1、从机通讯模块3、供电模块5、风速风向-I转换模块71、风速风向-2DO转换模块72、风速风向-CNT转换模块73、电源监视模块8及存储器9相互连接；从机通讯模块3分别与所述控制器2、供电模块5及风机主控系统300相互连接；多路开关4分别与供电模块5、风速风向-I转换模块71、风速风向-2DO转换模块72、风速风向-CNT转换模块73及风机主控系统300相互连接。

所述风速风向仪400用于采集流过风机的即时风速信号和风向信号，并将风速信号与风向信号打包后以信号帧的形式传送给所述主机通讯模块1。所述风机主控系统300用于分析经信号隔离转换器200处理后的有效的风速信号及风向信号并根据收到的风速信号和风向信号调整风机的运行状态。

所述主机通讯模块1用于（一）接受控制器2发出的要求所述风速风向仪400定时向主机通讯模块1传输风速信号和风向信号的指令并将该指令传送给所述风速风向仪400；（二）解包、判断、校验风速风向仪400送入的风速信号和风向信号，并将有效的风速信号和风向信号按照所述控制器2发出的指令传送给所述控制器2。

所述控制器2用于（一）控制主机通讯模块1要求风速风向仪400定时传输风速信号和风向信号给主机通讯模块1的请求；（二）接受主机通讯模块1处理后的风速信号和风向信号；（三）控制风速风向-I转换模块71、风速风向-2DO转换模块72及风速风向-CNT转换模块73将风速信号和风向信号转换成三线电流信号、DO信号及CNT信号；（四）通过从机通讯模块3接收风机主控系统300要求信号隔离转换器200传送相应的风速信号和风向信号给风机主控系统300的请求；（五）控制多路开关4的导通与断开以使转换后三线电流信号、DO信号及CNT信号按照导通状况送入风机主控系统300。

本具体实施例中，所述控制器2控制风速风向-I转换模块71并通过相应的SPI程序将风速信号和风向信号转换成两路带风速信号和风向信号的三线电流信号。所述控制器2控制风速风向-2DO转换模块72通过2DO输出程序将风向信号转换成两路带风向信号的DO信号。所述控制器2控制风速风向-CNT转换模块73通过CNT输出程序将风速信号转换成一路带风速信号的CNT信号。

所述从机通讯模块3用于接收和传输所述风机主控系统300和所述控制器2的控制指令，并按照风机主控系统300的数据要求形式将风速信号和风向信号转换成风机主控系统300可接受的RS485信号后传送给风机主控系统300。具体的，风机主控系统300通过从机通讯模块3发送风机主控系统300要求控制器2将采集的风速信号和风向信号传送给风机主控系统300指令；所述信号隔离转换器200的控制器2在接受到相应的命令后按照风机主控系统300的数据要求形式将相应的风速信号和风向信号传送给风机主控系统300。

本具体实施例中所述存储器9为一电可擦可编程只读存储器。

所述多路开关4根据控制器2的控制指令，有选择性地输出三线电流信号、DO信号、CNT信号。

所述供电模块5用于对主机通讯模块1、控制器2、多路开关4及从机通讯模块3进行电能的供应。所述供电模块5可直接向多路开关4供应24V的直流电；同时供电模块5将24V的直流电经过转换后可向主机通讯模块1、控制器2、多路开关4及从机通讯模块3供应5V的直流电。

所述防雷电路6用于保护风速风向仪400在遭受雷击或操作过电压时信号隔离转换器400内部各器件及风速风向仪400免受损害。本发明信号隔离转换器400的其中一防雷电路6分别装设在所述主机通讯模块1与所述风速风向仪400之间、又一防雷电路6装设在所述控制器2与所述多路开关4之间、再一防雷电路6装设在所述供电模块5与所述多路开关4之间、最后一防雷电路6装设在所述从机通讯模块3与风机主控系统300之间。

所述一种信号隔离转换器信号处理输出的方法具体包括如下步骤：

步骤1：运行初始化程序并初始化信号隔离转换器200以保证信号隔离转换器200与风速风向仪400、风机主控系统300之间的正常通信；

步骤2：信号隔离转换器200的控制器2接收风机主控系统300要求风速风向信号的请求，控制器2控制主机通讯模块1将风速风向仪400送入的风速风向信号以信号帧的形式传送给控制器2；

步骤3：信号隔离转换器200的控制器2对接收的风速风向信号进行解包、判断、校验处理，保留有效的风速风向信号；

步骤4：控制器2对接收到的有效风速风向信号均进行如下处理：（一）通过风速风向-CNT转换模块73及运行CNT输出程序将风速风向仪400采集的风速信号转换为CNT信号，所述CNT信号仅包含风速信号，（二）通过风速风向-2DO转换模块72及运行2DO输出程序将风速风向仪400采集的风向信号转换为2DO信号，所述2DO信号仅包括风向信号，（三）通过风速风向-I转换模块71及运行SPI程序将风速风向仪400采集的风速风向信号转换为三线电流信号，所述三线电流信号包括风速和风向两方面的信号，（四）通过从机通讯模块3及MODBUS协议将风速风向仪400采集的风速风向信号转换为RS485信号，所述RS485信号包括风速和风向两方面的信号；

步骤5：信号隔离转换器200的控制器2根据风机主控系统300要求的通信协议类型及数据输出形式从作为一组数据输出的CNT信号与2DO信号，或者是作为另一组数据输出的三线电流信号，亦或者是作为再一组数据输出的RS485信号三组数据中输出其中一组数据；

步骤6：根据步骤6中风机主控系统300要求的数据形式，控制器2判断并选择从机通讯模块3、多路开关4中的一个路径将符合风机主控系统300需求的信号给风机主控系统300。

所述步骤2中信号隔离转换器200的控制器2接收风机主控系统300要求风速风向信号的请求为：风机主控系统300与信号隔离转换器200之间的通信协议类型及数据输出的形式。

所述步骤6中从机通讯模块3用于向风机主控系统300传输RS485信号，所述步骤6中多路开关4包括一用于传输CNT信号和2路DO信号的输出路径及一用于传输三线电流信号的输出路径，该两路径由控制器2有选择性地导通和断开以实现不同的风速风向信号数据向风机主控系统300传输，其中，CNT信号和2DO信号作为一组风速风向信号数据由多路开关的一个路径输出给风机主控系统300，三线电流信号作为另一组风速风向信号数据由多路开关的另一个路径输出给风机主控系统300。

综上所述，本发明一种信号隔离转换器的信号处理输出方法的应用因可将风速风向仪400采集的风速风向信号转换成多种数据形式，故可满足不同风机主控系统300对数据形式要求，很好地实现风机主控系统300与风速风向仪400之间的有效通信。

以上所述的技术方案仅为本发明信号隔离转换器的信号处理输出方法的较佳实施例，任何在本发明信号隔离转换器的信号处理输出方法基础上所作的等效变换或替换都包含在本专利的权利要求的范围之内。

Claims (6)

1.一种信号隔离转换器的信号处理输出方法，其包括： 

步骤1：运行初始化程序并初始化信号隔离转换器； 

步骤2：信号隔离转换器的控制器接收风机主控系统要求风速风向信号的请求，控制器控制主机通讯模块将风速风向仪送入的风速风向信号以信号帧的形式传送给控制器； 

步骤3：信号隔离转换器的控制器对接收的风速风向信号进行解包、判断、校验处理，保留有效的风速风向信号； 

步骤4：控制器对接收到的有效风速风向信号均进行如下处理：（一）通过风速风向-CNT转换模块及运行CNT输出程序将风速风向仪采集的风速信号转换为CNT信号，（二）通过风速风向-2DO转换模块及运行2DO输出程序将风速风向仪采集的风向信号转换为2路DO信号，（三）通过风速风向-I转换模块及运行SPI程序将风速风向仪采集的风速风向信号转换为三线电流信号，（四）通过从机通讯模块及MODBUS协议将风速风向仪采集的风速风向信号转换为RS485信号； 

步骤5：信号隔离转换器的控制器根据风机主控系统要求的通信协议类型及数据输出形式从作为一组数据输出的CNT信号与DO信号，或者是作为另一组数据输出的三线电流信号，亦或者是再一组数据输出的RS485信号三组数据中输出其中一组数据； 

步骤6：根据步骤5中风机主控系统要求的数据输出形式，控制器选择从机通讯模块、多路开关中的一个路径将符合风机主控系统需求的信号给风机主控系统。 

2.根据权利要求1所述的信号隔离转换器的信号处理输出方法，其特征在于：步骤4中所述三线电流信号包括风速和风向两方面的信号。 

3.根据权利要求1所述的信号隔离转换器的信号处理输出方法，其特征在于：步骤4中所述RS485信号包括风速和风向两方面的信号。 

4.根据权利要求1所述的信号隔离转换器的信号处理输出方法，其特征在于：所述步骤6中从机通讯模块用于向风机主控系统传输RS485信号。 

5.根据权利要求1所述的信号隔离转换器的信号处理输出方法，其特征在于：所述步骤6中的多路开关包括一用于传输CNT信号和2路DO信号的输出路径及一用于传输三线电流信号的输出路径，该两路径由控制器有选择性地导通和断开以有针对性地实现CNT信号和2DO信号及三线电流信号向风机主控系统传送。 

6.根据权利要求5所述的信号隔离转换器的信号处理输出方法，其特征在于：CNT信号和2DO信号作为一组完整的风速风向信号数据由多路开关的一个路径输出给风机主控系统，三线电流信号作为另一组完整的风速风向信号数据由多路开关的另一路径输出给风机主控系 统。 

Images