CN113140101A - 一种基于rs-485总线的厂站电能量采集终端 - Google Patents

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韩凯
苏超
王涛
宋丙钊
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Abstract

本发明公开了一种基于RS‑485总线的厂站电能量采集终端，其内部采用RS‑485总线技术，通信轮询机制，通信模块识别电路，把各功能模块连接在一起，将内部总线提升至1.5Mbps的上、下行速度，整个系统的功能拓展能力增强，可根据实际需求拓展功能模块的种类和数量，实现了对变电站、发电厂等重要关口的电能量原始数据的存储、处理、统计，最后可通过以太网和4G等多路通信通道将数据传输至不同的电能量管理主站，保证了系统采集能力、运算速度、以及上下行速度的高效运行，解决了功能拓展能力差、采集能力差和运算速度不足的问题，进一步提高了厂站电能量采集终端的可靠性、稳定性和准确性，以及电力企业的营销分析和管理水平。

Description

一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端
技术领域
本发明涉及厂站电能量采集领域，特别是一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端。
背景技术
随着电力市场的不断发展和完善，电力体制改革不断深化，电力企业面临的压力日趋增大，提升抄表、核算的速度，降低电费应收差错率，提高营销分析和管理水平显得迫在眉睫，因此对厂站电能量采集终端的采集能力、运算速度、功能拓展能力以及系统的稳定性和可靠性提出更高的要求，当前行业内厂站电能量信息采集上行通信和下行采集方面，受系统框架影响，功能拓展能力较差，总线速度较低约为几百Kbps，可采集到的数据量相对较少，而使用RS-485总线后，可将总线提升至1.5Mbps的上、下行速度，功能拓展能力增强，可采集到的数据量更加丰富，使得基于RS-485总线的厂站电能量采集终端显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的问题，提供一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，通过利用RS-485总线，实现对电能量信息的快速、准确采集、处理和上传。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，能够实现对变电站、发电厂等重要关口的电能量原始数据进行实时或定时采集，再将数据进行存储、处理、统计，最后通过以太网和4G通信通道将数据传输至电能量管理主站，其中：
主控模块，实时或定时采集电能表计中的各类电能量数据，同时分类存储数据、处理数据及统计数据，供电能量管理主站召测及上传；
485通信模块，包括电源指示灯、模块接收数据指示灯、模块发送数据指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、与电能表计通信的RS-485电路，可实现电能表计中的各类电能量数据采集、通信状态指示和采集到的数据传输至主控模块；
以太网通信模块，包括电源指示灯、以太网运行状态LINK和DATE指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、以太网通信电路，可实现通信状态指示和数据传输至电能量管理主站；
4G通信模块，包括电源指示灯、4G通信NET和T/R指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、4G模组通信电路，可实现通信状态指示和数据传输至电能量管理主站；
B码对时通信模块，包括电源指示灯、模块接收数据指示灯、模块发送数据指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、与B码授时设备通信的RS-485电路，可实现通信状态指示和接收IRIG-B格式电气接口信号，与B码授时设备直连可实现对主控模块持续校时；
主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，电能量管理主站通过以太网通信模块、4G通信模块与主控模块交互信息，485通信模块通过RS-485电路与电能表计交互信息，B码对时通信模块通过RS-485电路与B码授时设备直连可实现对厂站电能量采集终端持续校时。
进一步的，主控模块包含MCU、NOR Flash、NAND Flash及4路内部RS-485总线，主控模块通过内部RS-485总线与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块交互信息。
进一步的，485通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，4路与电能表计通信的RS-485通信电路，用于电能表计的信息采集。
进一步的，以太网通信模块包含MCU，NOR Flash、NAND Flash，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，2路以太网接口电路，可实现将数据通过两路以太网通道同时上传至不同电能量管理主站。
进一步的，4G通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，1路4G模组通信电路，可实现将数据通过4G通道上传至电能量管理主站。
进一步的，B码对时通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，1路RS-485通信电路，其中RS-485通信电路用作接收IRIG-B格式电气接口信号，与B码授时设备直连可实现对厂站电能量采集终端持续校时。
进一步的，主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，工作方式采用半双工模式，主控模块作为主机，485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块作为从机，485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块和B码对时通信模块通过各自通信模块识别电路供主控模块识别板卡所在槽位并挂载到4路RS-485总线上，主控模块采用轮询方式查询各通信模块在线情况，各通信模块回复模块类型与版本信息作为应答,主控模块依据应答记录通信模块在线情况，后续仅与在线模块交互信息,如果200ms内通信模块没有回复，累计三次后则主控模块认为该槽位未插入通信模块或已在线的通信模块掉线，主控模块会每隔5S对所有槽位轮询一遍，用以查询是否有新的通信模块插入槽位。
本发明的有益效果：整个厂站电能量采集终端通过分开排布的4路RS-485总线连接在一起，将通信速率提升到了1.5Mbps，同时可根据需求增添功能模块种类，增强了系统的功能拓展能力，保证了系统采集能力、运算速度、以及上下行速度的高效运行，解决了功能拓展能力差、采集能力差和运算速度不足的问题。
附图说明
为了更清楚的描述本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端的模块结构示意图；
符号说明：
主控模块—1，485通信模块—2，以太网通信模块—3，4G通信模块—4，B码对时通信模块—5。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细地说明。
本发明提供一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，电能量管理主站通过以太网通信模块、4G通信模块与主控模块交互信息，485通信模块通过RS-485电路与电能表计交互信息，B码对时通信模块通过RS-485电路与B码授时设备直连可实现对厂站电能量采集终端持续校时。
如图1所示，本发明为一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端包括主控模块1、485通信模块2、以太网通信模块3、4G通信模块4、B码对时通信模块5。
主控模块1，通过内部4路RS-485总线与485通信模块2、以太网通信模块3、4G通信模块4、B码对时通信模块5交互信息。
485通信模块2，通过内部RS-485总线与主控模块1交互信息，将采集到的数据传输至主控模块1。
以太网通信模块3，通过内部RS-485总线与主控模块1交互信息，将主控模块1采集的数据传输至电能量管理主站；
4G通信模块4，通过内部RS-485总线与主控模块1交互信息，将主控模块1采集的数据传输至电能量管理主站；
B码对时通信模块5，通过内部RS-485总线与主控模块1交互信息，通过接收IRIG-B格式电气接口信号对主控模块1持续校时。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例相同相似部分相互参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；对本领域的一般技术工作人员，依照本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，包括：主控模块、485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块，主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，完成对变电站、发电厂等重要关口的电能量原始数据进行实时或定时采集，再将数据进行存储、处理、统计，最后通过以太网和4G通信通道将数据传输至电能量管理主站，其中：
主控模块，实时或定时采集电能表计中的各类电能量数据，同时分类存储数据、处理数据及统计数据，供电能量管理主站召测及上传；
485通信模块，包括电源指示灯、模块接收数据指示灯、模块发送数据指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、与电能表计通信的RS-485电路，可实现电能表计中的各类电能量数据采集、通信状态指示和采集到的数据传输至主控模块；
以太网通信模块，包括电源指示灯、以太网运行状态LINK和DATE指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、以太网通信电路，可实现通信状态指示和数据传输至电能量管理主站；
4G通信模块，包括电源指示灯、4G通信NET和T/R指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、4G模组通信电路，可实现通信状态指示和数据传输至电能量管理主站；
B码对时通信模块，包括电源指示灯、模块接收数据指示灯、模块发送数据指示灯、内部RS-485总线、通信模块识别电路、与B码授时设备通信的RS-485电路，可实现通信状态指示和接收IRIG-B格式电气接口信号，与B码授时设备直连可实现对主控模块持续校时；
主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，电能量管理主站通过以太网通信模块、4G通信模块与主控模块交互信息，485通信模块通过RS-485电路与电能表计交互信息，B码对时通信模块通过RS-485电路与B码授时设备直连可实现对厂站电能量采集终端持续校时。
2.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，所述主控模块包含MCU、NOR Flash、NAND Flash及4路内部RS-485总线，主控模块通过内部RS-485总线与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块交互信息。
3.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，所述485通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，4路与电能表计通信的RS-485通信电路，用于电能表计的信息采集。
4.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，所述以太网通信模块包含MCU，NOR Flash、NAND Flash，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，2路以太网接口电路，可实现将数据通过两路以太网通道同时上传至不同电能量管理主站。
5.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，所述4G通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，1路4G模组通信电路，可实现将数据通过4G通道上传至电能量管理主站。
6.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，所述B码对时通信模块包含MCU，指示灯电路，1路内部RS-485总线，通信模块识别电路，1路RS-485通信电路，其中RS-485通信电路用作接收IRIG-B格式电气接口信号，与B码授时设备直连可实现对厂站电能量采集终端持续校时。
7.如权利要求1所述的一种基于RS-485总线的厂站电能量采集终端，其特征在于，主控模块与485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块分别采用4路RS-485总线通信，工作方式采用半双工模式，主控模块作为主机，485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块、B码对时通信模块作为从机，485通信模块、以太网通信模块、4G通信模块和B码对时通信模块通过各自通信模块识别电路供主控模块识别板卡所在槽位并挂载到4路RS-485总线上，主控模块采用轮询方式查询各通信模块在线情况，各通信模块回复模块类型与版本信息作为应答,主控模块依据应答记录通信模块在线情况，后续仅与在线模块交互信息,如果200ms内通信模块没有回复，累计三次后则主控模块认为该槽位未插入通信模块或已在线的通信模块掉线，主控模块会每隔5S对所有槽位轮询一遍，用以查询是否有新的通信模块插入槽位。
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