CN104579532A - 用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法 - Google Patents

用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，包括：上位机向控制单元发送开始采集命令；控制单元接收到上位机发送的开始采集命令后，记录当前时间，向各采集单元发送触发信号，同时开始接收采集单元返回的信号；采集单元通过触发信号触发开始采集传感器所检测的信号，同时，采集单元向控制单元发送采集到的信号；采集单元采集预定时间或预定数据长度后停止采集，存储采集数据或通过光纤传输至上位机；上位机接收控制单元和采集单元返回的数据，计算出控制单元分别与各采集单元的时延，对采集单元的采集到的数据进行时间校正，删除同步时间之前的数据，保留采集单元的同步采集数据，并进行显示和存储。

Description

用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法
技术领域
本发明涉及一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法。
技术背景
分布式装置的同步测量是在智能电网、变电站等领域应用中亟需解决的问题，分布式采集装置的同步方法主要有命令同步和硬接点同步，命令同步方法是主控制单元与分布采集单元通过GPS获取卫星时间，或者GPS信号接收器实现信号同步；硬接点同步采用光纤通信传输，具有光纤通信容量大、损耗低、误码率低和抗电磁干扰强等特点。
但是，在光纤通信传输的过程中，由于各采集单元相隔距离相差较大，从几公里到数十公里不等，并且对于同步精度要求较高时，各采集单元的时延造成的误差不能忽视。
发明内容
本发明解决采用光纤通信传输的分布式装置在同步过程中存在时延问题，提供一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法。
为了解决上述问题，本发明具体采用如下具体方案：
一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，所述光纤分布式装置包括上位机、控制单元及与控制单元相连接的若干个信号采集单元，每个采集单元与一个传感器相连；该光纤分布式装置的同步方法，具体包括以下步骤：
步骤S10：上位机向控制单元发送开始采集命令；
步骤S20：控制单元接收到上位机发送的开始采集命令后，记录当前时间，向各采集单元发送触发信号，同时开始接收采集单元返回的信号；
步骤S30：采集单元通过触发信号触发开始采集传感器所检测的信号，同时，采集单元向控制单元发送采集到的信号；采集单元采集预定时间或预定数据长度后停止采集，存储采集数据或通过光纤传输至上位机；
步骤S40：上位机接收控制单元和采集单元返回的数据，计算出控制单元分别与各采集单元的时延，对采集单元的采集到的数据进行时间校正，删除同步时间之前的数据，保留采集单元的同步采集数据，并进行显示和存储。
步骤S20中的所述当前时间，其获取方式为通过以晶振构件的时间基准电路获取的时间或通过以太网获取的时间。
所述步骤S40中上位机进行数据同步校正，具体过程包括：
步骤S41：上位机接收控制单元采集的数据，其中，控制单元的采样率为fs；
步骤S42：记录控制单元接收第i个采集单元返回信号的采样点数为Ni，其中，i＝1,2……,m；采样率fs、采集时间t和采集点数Ni三者之间的关系为：
t＝Ni/fs
第i个采集单元相对于控制单元的时延△ti为：
△ti＝Ni/2fs；
步骤S43：求出最大时延△t：
△t＝max{△t1，△t2…，△tm}；
然后计算第i个采集单元相对于最大时延△t的时间差△t’i：
△t’i＝△t-△ti；
第i个采集单元在经过△t’i时刻后实现分布式同步采集；
步骤S44：根据采集单元的采样率fs′删除同步时间之前的数据，显示及存储同步数据。
所述步骤S44中删除同步时间之前的数据的具体过程包括：
计算采集单元△t’i时间段的数据长度L，L＝fs′×△t’i，则各采集单元数据减掉延时的数据长度L，即可实现同步采集。
本发明的有益效果为：
上位机通过控制单元对采集单元返回的信号进行延时判断和校正，使得采集单元实现同步采集，实现分布式同步采集，消除了采集单元之间的延时误差，有效提高了分布式装置的同步精度；这种分布式同步装置的同步精度由控制单元的采样率决定，可以根据实际需求进行调整，方便实用。
附图说明
图1为本发明的分布式装置同步结构示意图；
图2为本发明的分布式装置同步流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的实例提供一种光纤分布式同步采集方法，所述分布式装置包括上位机，控制单元及与控制单元相连接的多个信号采集单元，其中信号采集单元与传感器相连。
如图2所示，本发明的分布式装置同步流程图，本实施例中的分布式装置包含三个采集单元：第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元。
一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，其步骤包括：
步骤S10：上位机向控制单元发送开始采集命令；
步骤S20：控制单元接收到上位机发送的开始采集命令后，记录当前时间，向各采集单元发送触发信号，同时开始接收采集单元返回的信号；
步骤S30：采集单元通过触发信号触发开始采集传感器所检测的信号，同时，采集单元向控制单元发送采集到的信号；采集单元采集预定时间或预定数据长度后停止采集，存储采集数据或通过光纤传输至上位机；
步骤S40：上位机接收控制单元和采集单元返回的数据，计算出控制单元分别与各采集单元的时延，对采集单元的采集到的数据进行时间校正，删除同步时间之前的数据，保留采集单元的同步采集数据，并进行显示和存储。
步骤S20中的所述当前时间，其获取方式为通过以晶振构件的时间基准电路获取的时间或通过以太网获取的时间。
所述步骤S40中上位机进行数据同步校正，具体过程包括：
步骤S41：上位机接收控制单元采集的数据，控制单元的采样率fs为10Ms/s；
步骤S42：计算出控制单元接收三个采集单元返回信号的采样点数分别为：200，300，500；则三个采集单元相对于控制单元的时延分别为：△t＝N/2fs，即△t分别为10us，15us，25us；
步骤S43：找出三个采集单元相对于控制单元的最大时延△t，即25us，即第一采集单元和第二采集单元分别在15us、10us时刻后，与第三采集单元实现分布式同步采集；
步骤S44：根据采集单元的采样率fs′＝1Ms/s，删除同步时间之前的数据，即删除第一采集单元返回数据的前15个采样点，以及删除第二采集单元返回数据的前10个采样点，最后显示及存储同步数据。

Claims (4)

1.一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，所述光纤分布式装置包括上位机、控制单元及与控制单元相连接的若干个信号采集单元，每个采集单元与一个传感器相连；该光纤分布式装置的同步方法，其特征在于，包括：
步骤S10：上位机向控制单元发送开始采集命令；
步骤S20：控制单元接收到上位机发送的开始采集命令后，记录当前时间，向各采集单元发送触发信号，同时开始接收采集单元返回的信号；
步骤S30：采集单元通过触发信号触发开始采集传感器所检测的信号，同时，采集单元向控制单元发送采集到的信号；采集单元采集预定时间或预定数据长度后停止采集，存储采集数据或通过光纤传输至上位机；
步骤S40：上位机接收控制单元和采集单元返回的数据，计算出控制单元分别与各采集单元的时延，对采集单元的采集到的数据进行时间校正，删除同步时间之前的数据，保留采集单元的同步采集数据，并进行显示和存储。
2.如权利要求1所述的一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，其特征在于，步骤S20中的所述当前时间，其获取方式为通过以晶振构件的时间基准电路获取的时间或通过以太网获取的时间。
3.如权利要求1所述的一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，其特征在于，所述步骤S40中上位机进行数据同步校正，具体过程包括：
步骤S41：上位机接收控制单元采集的数据，其中，控制单元的采样率为fs；
步骤S42：记录控制单元接收第i个采集单元返回信号的采样点数为Ni，其中，i＝1,2……,m；采样率fs、采集时间t和采集点数Ni三者之间的关系为：
t＝Ni/fs
第i个采集单元相对于控制单元的时延△ti为：
△ti＝Ni/2fs；
步骤S43：求出最大时延△t：
△t＝max{△t1，△t2…，△tm}；
然后计算第i个采集单元相对于最大时延△t的时间差△t’i：
△t’i＝△t-△ti；
第i个采集单元在经过△t’i时刻后实现分布式同步采集；
步骤S44：根据采集单元的采样率fs′删除同步时间之前的数据，显示及存储同步数据。
4.如权利要求3所述的一种用于电力电缆的光纤分布式装置的同步方法，其特征在于，所述步骤S44中删除同步时间之前的数据的具体过程为：
计算采集单元△t’i时间段的数据长度L，L＝fs′×△t’i，各采集单元数据减掉延时的数据长度L实现同步采集。
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