CN109120063B - 一种即插即用传感器监测方法及其系统和采集单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压设备状态监测领域，具体涉及一种即插即用传感器监测方法及其系统和采集单元，传感器的自描述信息通过采集单元发送到监测单元，监测单元接收并存储传感器自描述信息，实现传感器的即插即用，解决了配置工作量大、效率低、易出错的问题，同时通过在电子数据表格中配置传感器的自描述信息，提高了系统的可扩展性，减少了电力系统在线监测传感器接入状态监测系统时的人工干预的情况，同时采用HSR光纤环网的通讯方式提高了监测系统的兼容性和实时性。
Description
技术领域
本发明涉及高压设备状态监测领域，具体涉及一种即插即用传感器监测方法及其系统和采集单元。
背景技术
随着智能变电站/数字化变电站的快速推广，状态监测技术在电力系统进行了广泛的应用，极大的促进了电力系统的安全运行，积累了丰富的经验。同时也暴露了很多问题：
1、传感器类型众多，存在接入信号、数据接口以及通讯协议等不一致，同时一次设备附近的强电磁场干扰，导致传感器故障率较高、更换和维护较为复杂。
2、由于不同传感器之间数据交互实时性要求高，特别对避雷器、容性设备和局部放电在线监测装置，都需要实时采集系统电压信息，对于常规PT会增加现场接线的复杂度，影响二次设备的安全运行，而对于电子互感器场合无法采集现场的运行电压。
3、目前，智能变电站二次设备已广泛的开展了装置的四统一、六统一以及就地化的设计方式，已逐步具备即插即用的功能，而对状态监测方面目前并没有合适的设计方案。
发明内容
本发明提供了一种即插即用传感器监测方法及其系统和采集单元，用以解决现有状态监测传感器系统配置工作量大、效率低、易出错以及不易扩展的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括一种即插即用传感器监测方法，步骤如下：
(1)采集单元连接传感器并获取传感器自描述信息；
(2)采集单元向监测单元(IED)发送所述传感器自描述信息；
(3)监测单元(IED)接收并存储所述传感器自描述信息。
进一步的，监测单元(IED)根据接收到的所述传感器自描述信息，配置传感器优化参数并将所述优化参数发送至采集单元。
进一步的，所述传感器自描述信息包括生产厂家、类型、型号和规格。
还提供了一种即插即用传感器监测系统，包括采集单元和监测单元(IED)，所述采集单元包括用于连接传感器的采集接口、存储器、第一通讯接口和第一处理器，所述监测单元(IED)包括第二通讯接口和第二处理器，所述采集单元和所述监测单元(IED)通过所述第一通讯接口和所述第二通讯接口连接；
所述采集单元用于：通过所述采集接口连接传感器并将传感器自描述信息存储在存储器中，并且通过所述第一通讯接口和所述第二通讯接口将所述传感器自描述信息发送给所述监测单元(IED)；
所述监测单元(IED)用于：接收并存储所述传感器自描述信息。
进一步的，所述监测单元(IED)还用于：根据接收到的所述传感器自描述信息为传感器配置优化参数并存储，同时将所述优化参数发送至所述采集单元，并存储在所述存储器中。
进一步的，所述第一通讯接口和第二通讯接口包括HSR光纤环网接口模块(DANH)，所述监测单元(IED)还包括网络匹配处理模块(NCAP)，所述存储器存储有电子数据表格(TEDS)。
还提供了一种即插即用传感器采集单元，包括用于连接传感器的采集接口、存储器、处理器和用于与监测单元(IED)进行通讯的通讯接口，所述存储器用于存储所述采集接口连接的传感器的自描述信息，所述通讯接口向所述监测单元(IED)发送所述传感器的自描述信息；所述处理器用于执行指令以实现如下方法：
所述采集单元通过所述采集接口连接传感器，获取传感器的自描述信息并存储在所述存储器中，通过所述通讯接口向所述监测单元(IED)发送所述传感器的自描述信息。
进一步的，所述通讯接口包括HSR光纤环网接口模块(DANH)，所述存储器存储有电子数据表格(TEDS)。
本发明的有益效果为：本发明提供的技术方案中采集单元存储传感器的自描述信息并发送到监测单元，监测单元接收并存储传感器自描述信息，根据传感器自描述信息使得传感器、采集单元和监测单元相互匹配，实现传感器的即插即用，提升了系统的扩展性，也解决了配置工作量大、效率低、易出错的问题。
通过在电子数据表格中配置传感器自描述信息，也可以提高系统的可扩展性，同时减少了电力系统在线监测传感器接入状态监测系统时的人工干预的情况，采用HSR光纤环网的通讯方式提高了监测系统的兼容性和实时性。
附图说明
图1是本发明一种即插即用传感器监测系统的结构框图；
图2是本发明一种即插即用传感器采集单元的结构图；
图3是本发明一种即插即用传感器监测系统的一种实施例1的结构框图；
图4是实施例1监测单元(IED)与采集单元信息交互流程图；
图5是实施例1基于HSR光纤环网的即插即用传感器网络及信息流说明图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一种即插即用传感器监测系统包括采集单元和监测单元IED两部分。所述采集单元包括至少一个用于连接传感器的采集接口、存储器、第一通讯接口和第一处理器，所述监测单元IED包括第二通讯接口和第二处理器，所述采集单元和所述监测单元(IED)通过所述第一通讯接口和所述第二通讯接口连接，采集单元连接的传感器包括传统传感器和智能传感器，连接传统传感器时需要配置传感器自描述信息；连接智能传感器时需要读取智能传感器中存储的传感器自描述信息。
如图2所示，一种即插即用传感器采集单元的结构图，包括用于连接传感器的采集接口、存储器、处理器和用于与监测单元(IED)进行通讯的通讯接口，所述存储器用于存储所述采集接口连接的传感器的自描述信息，所述通讯接口向所述监测单元(IED)发送所述传感器的自描述信息；所述处理器用于执行指令以实现如下方法：
所述采集单元通过所述采集接口连接传感器，获取传感器的自描述信息并存储在所述存储器中，并且通过所述通讯接口向所述监测单元(IED)发送所述传感器的自描述信息。
实施例1
如图3所示，一种即插即用传感器监测系统包括采集单元和监测单元IED两部分。采集单元包括采集接口、模数转换模块、第一存储器、第一CPU、电子数据表格TEDS以及HSR光纤环网第一接口模块DANH，监测单元IED包括HSR光纤环网第二接口模块DANH、网络匹配处理模块NCAP、第二存储器以及第二CPU。
采集单元和监测单元IED信息交互流程图如图4所示，采集单元在现场安装上电运行并连接传感器后，需对其进行实例化，所述实例化主要是对节点位置、接入量等传感器自描述信息的设置，并导入电子数据表格TEDS中；采集单元通过HSR光纤环网第一接口模块DANH发送传感器自描述信息；监测单元检测到所述传感器自描述信息后向采集单元发送确认信息，并完成对传感器自描述信息的读取和存储在第二存储器中；网络匹配处理模块NCAP为传感器配置优化参数并发送至采集单元，同时存储在电子数据表格TEDS和第二存储器中；采集单元根据配置完成的电子数据表格TEDS最终实现传感器数据的输入和输出。监测单元根据传感器自描述信息实现采集单元的自动接入并获取传感器数据信息，最终实现即插即用。
图5是基于HSR光纤环网的即插即用传感器网络及信息流说明图，包括：
1)采集单元节点发送的数据帧报文A通过HSR光纤环网接口模块DANH进行自身数据的重复转发并将其复制为2份,分别添加标签变为帧报文B和帧报文C,并被分别发送；
2)网络中另外一个采集单元或监测单元IED的HSR光纤环网接口模块DANH从端口接收帧报文B后,检查其是否为广播帧,如果是则接收并转发,如果不是则进入3)；
3)检查帧报文B的目的链路(media access control,MAC)地址是否为本节点MAC地址；如果不是则从另一端口转发给下一个节点,如果是则转入4)；
4)检查帧报文C是否已经先到，先到则丢弃帧报文B,否则把帧报文B打包到上层协议处理；
5)当帧报文B回到源节点端口时,节点判断出这是自己发送过的帧并丢弃,从而避免了环路风暴；
6)帧报文C的传送原理与帧报文B完全相同。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，通过HSR光纤环网实现采集单元和监测单元(IED)之间的通讯，通过传递传感器自描述信息实现传感器的即插即用。
但是本发明不局限于所描述的实施方式，例如采集单元和监测单元(IED)也可以通过FT3通讯方式传递传感器自描述信息，从而实现传感器的即插即用，这样对上述实施例进行微调形成的技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种即插即用传感器监测系统，其特征在于：包括采集单元和监测单元IED，所述采集单元包括用于连接传感器的采集接口、存储器、第一通讯接口和第一处理器，所述监测单元IED包括第二通讯接口和第二处理器，所述采集单元和所述监测单元IED通过所述第一通讯接口和所述第二通讯接口连接；
所述采集单元用于：通过所述采集接口连接传感器并将传感器自描述信息存储在存储器中，并且通过所述第一通讯接口和所述第二通讯接口将所述传感器自描述信息发送给所述监测单元IED；
所述监测单元IED用于：接收并存储所述传感器自描述信息；所述第一通讯接口和第二通讯接口包括HSR光纤环网接口模块DANH，所述监测单元IED还包括网络匹配处理模块NCAP，所述存储器存储有电子数据表格TEDS。
2.根据权利要求1所述一种即插即用传感器监测系统，其特征在于：所述监测单元IED还用于：根据接收到的所述传感器自描述信息为传感器配置优化参数并存储，同时将所述优化参数发送至所述采集单元，并存储在所述存储器中。
3.一种即插即用传感器采集单元，其特征在于：包括用于连接传感器的采集接口、存储器、处理器和用于与监测单元IED进行通讯的通讯接口，所述存储器用于存储所述采集接口连接的传感器的自描述信息，所述通讯接口向所述监测单元IED发送所述传感器的自描述信息；所述处理器用于执行指令以实现如下方法：
所述采集单元通过所述采集接口连接传感器，获取传感器的自描述信息并存储在所述存储器中，通过所述通讯接口向所述监测单元IED发送所述传感器的自描述信息；
所述通讯接口包括HSR光纤环网接口模块DANH，所述存储器存储有电子数据表格TEDS。
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