CN205754298U - 一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件 - Google Patents

一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件 Download PDF

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陈栩
李进
张官勇
朱永进
陈明恩
黄雨晴
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Abstract

本实用新型提供了一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件，其包括中央处理器，与所述中央处理器连接的电源模块、CAN通信模块、以太网模块、串口扩展模块、4G通信模块、信号指示模块及扩展存储模块。本实用新型可以插接在光伏发电系统机箱内部的总线板上，以实现光伏发电系统的通信功能扩展。其达到如下有益技术效果：光伏发电系统的CPU板卡无需针对每种终端设备开发不同的解析程序，其能够适应不同的终端设备的通信规约，简化了CPU板卡的通信软件的设计复杂度，方便了后续的现场调试、软件维护及软件升级。

Description

一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件
技术领域
本实用新型涉及通信装置，更具体地说，涉及一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件
背景技术
光伏发电系统主要包括保护装置和测控装置，保护装置实现对现场电气量的监控和对故障态下实施保护动作，避免电力系统故障的进一步恶化。测控装置主要是采集现场的电气量数据，并将当前运行状态上传至后台管理处，同时会接收后台系统的控制命令，对某些终端用电设备进行控制操作。
不管是保护装置还是测控装置都不可避免的需要和下一级的终端装置等进行数据通信，比如光伏现场的汇流箱、逆变器等等。实现与这些终端装置的通信需要遵守不同的通信规约，比如modbus、101、103、104等电力系统常用规约。由于每个终端设备都有各自的通信规约，其内部的点表数据的格式也各不相同。因此，光伏发电系统的CPU板卡必须针对每种终端设备开发不同的解析程序。最终造成CPU板卡需要维护的软件程序数量众多，后续的现场调试、维护及软件升级工作量巨大。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件，其技术方案如下：
一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件，其包括中央处理器，与所述中央处理器连接的电源模块、CAN通信模块、以太网模块、串口扩展模块、4G通信模块、信号指示模块及扩展存储模块。
作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块的电源输入端连接所述中央处理器的电源输入端，所述电源模块提供5～48V的直流电源输入，以实现所述智能通信扩展组件的供电。
作为本实用新型的进一步改进，所述中央处理器包括有多个以太网接口及多个USART串行接口。
作为本实用新型的进一步改进，所述CAN通信模块包括CAN控制器及CAN总线芯片，所述智能通信扩展组件的所述中央处理器通过所述CAN总线芯片与所述光伏发电系统的CPU板卡连接，以实现数据交互。
作为本实用新型的进一步改进，所述以太网模块包括第一以太网模块及第二以太网模块，所述第一以太网模块及所述第二以太网模块分别与所述以太网接口连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述串口扩展模块包括4片sc16is752串口芯片，每片所述sc16is752串口扩展芯片能够扩展2路串行接口。
作为本实用新型的进一步改进，所述4G通信模块通过无线网络与外部终端设备连接，以实现所述中央处理器与外部终端设备的数据交互。
作为本实用新型的进一步改进，所述指示模块包括若干个LED发光二极管。
作为本实用新型的进一步改进，所述扩展存储模块包括内存扩展模块及闪存扩展模块。
本实用新型可以插接在光伏发电系统机箱内部的总线板上，以实现光伏发电系统的通信功能扩展。其达到如下有益技术效果：光伏发电系统的CPU板卡无需针对每种终端设备开发不同的解析程序，其能够适应不同的终端设备的通信规约，简化了CPU板卡的通信软件的设计复杂度，方便了后续的现场调试、软件维护及软件升级工作。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型的结构框图；
图2为一个具体实施例中本实用新型与光伏发电系统的装配示意图
图3为本实用新型的配置流程图。
具体实施方式
参见附图1，在一个具体实施例中，本实用新型的应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件包括中央处理器，与所述中央处理器连接的电源模块、第一以太网模块、第二以太网模块、CAN通信模块、串口扩展模块、4G通信模块、信号指示模块、内存扩展模块及闪存扩展模块。本实用新型的智能通信扩展组件可以方便地插接至光伏发电系统机箱中的总线板卡，以实现光伏发电系统的通信功能扩展。
本实施例中，所述电源模块支持5～48V的直流宽电源输入，以实现电源供给。所述中央处理器为ATMEL公司生产的型号为9x35的CPU，其主频为400MHZ。所述中央处理器设有1个10M以太网接口及1个100M以太网接口，其支持TCP/IP网络通信协议，所述中央处理器通过上述两个以太网口与支持TCP/IP网络通信协议的外部终端设备实现数据交互。所述中央处理器还设有5个USART串行接口，其支持RS485通信协议，通过这些USART串行接口，所述中央处理器与支持RS485通信协议的外部终端设备实现数据交互。
所述CAN通信模块包括型号为9x35的CAN控制器及型号为TJA1050的CAN总线芯片，本实用新型的所述中央处理器通过所述CAN总线芯片与光伏发电系统的CPU板卡连接，以实现两者之间的数据交互。
所述内存扩展模块为所述中央处理器提供存储量为128M的扩展内存，所述闪存扩展模块为所述中央处理器提供的存储量为256M的扩展闪存，以提高所述中央处理器的数据存储及数据处理能力，以进一步提高所述智能通信扩展组件的通信能力。
所述第一以太网模块及所述第二以太网模块各自包括与所述中央处理器的所述以太网接口连接的PHY芯片，以形成以太网收发电路。本实施例中，所选用的PHY芯片为T1公司生产的型号为DP838481的工业级PHY芯片，该芯片的温度适应性很强，能够适应极寒或极热的工作环境。
所述串口扩展模块包括4片型号为sc16is752的串口芯片，每片串口芯片可以扩展2路串口，每个串口的波特支持率达到38400bps。可见，本实施例中的串口扩展模块能够提供8个扩展串口，使得本实用新型的智能通信扩展组件能够满足多数光伏发电系统的串口通信需求。
所述4G通信模块通过无线网络与外部终端设备连接，以实现所述中央处理器与外部终端设备的数据交互。满足了光伏发电系统的无线通信需要。
所述信号指示模块包括若干个LED灯，用于显示光伏发电系统当前的通信状况。例如，当以太网通信或串口通信出现故障时，相应的LED灯会闪烁报警，便于维护人员及时进行检修。
参见附图2，其示出了在一个具体应用中，为了满足光伏发电系统1的通信需要，其同时插接了4个本实用新型的智能通信扩展组件。本应用中的光伏发电系统1包括总线板及连接在总线板上的显示面板、输入面板、电源板卡、CPU板卡及通信板卡。
4个所述智能通信扩展组件分别插接在所述光伏发电系统1的总线板上，并通过各自的CAN模块与所述光伏发电系统1的CPU板卡连接，以实现数据交互。
参见图3，其示出了本实用新型提供的智能通信扩展组件的配置流程图:
S1:根据光伏发电系统的通信需要，评估所需要的串口接口及以太网接口的需求量，以确定需要装配的本实用新型的智能通信扩展组件的数量；
S2:将智能通信扩展组件接入光伏发电系统的总线板的指定插槽，并通过后台操作系统激活该智能通信扩展组件；
S3:整理需要与光伏发电系统通信的外部终端设备的点数表信息，通过后台操作系统配置点数表信息的地址信息及数据信息，以形成配置信息，并将配置信息传送给光伏发电系统的CPU板卡；
S3:CPU板卡根据配置信息，指定通信规约给智能通信扩展组件的相应通信端口，并绑定点数表信息中的地址信息至相应通信端口，便于智能通信扩展组件读取终端设备的点数表信息中的数据信息；
S5:智能通信扩展组件向CPU板卡发送确认信息，CPU板卡收到确认信息后确认绑定配置成功。
完成上述的配置流程后，本实用新型的智能通信扩展组件进入正常的通信工作模式。
通信过程中，智能通信扩展组件根据外部终端设备的配置信息，通过指定的通信端口读取外部终端设备的数据信息，并将读取的数据信息通过CAN模块发送至光伏发电系统的CPU板卡，光伏发电系统的CPU板卡根据获得的数据信息下发数据指令至智能通信扩展组件，智能通信扩展组件根据指定端口的通信规约将数据指令封装成规约报文发送至外部终端设备，以实现数据通信。
可见，本实用新型提供了一种用于光伏发电系统的智能通信扩展模件，其可以插接在光伏发电系统机箱内部的总线板上，以实现光伏发电系统的通信功能扩展。其达到如下有益技术效果：光伏发电系统的CPU板卡无需针对每种终端设备开发不同的解析程序，其能够适应不同的终端设备的通信规约，简化了CPU板卡的通信软件的设计复杂度，方便了后续的现场调试、维护及软件升级。
上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (9)

1.一种应用于光伏发电系统的智能通信扩展组件，其特征在于：其包括中央处理器，与所述中央处理器连接的电源模块、CAN通信模块、以太网模块、串口扩展模块、4G通信模块、信号指示模块及扩展存储模块。
2.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述电源模块的电源输入端连接所述中央处理器的电源输入端，所述电源模块提供5～48V的直流电源输入，以实现所述智能通信扩展组件的供电。
3.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述中央处理器包括有多个以太网接口及多个USART串行接口。
4.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述CAN通信模块包括CAN控制器及CAN总线芯片，所述智能通信扩展组件的所述中央处理器通过所述CAN总线芯片与所述光伏发电系统的CPU板卡连接，以实现数据交互。
5.如权利要求3所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述以太网模块包括第一以太网模块及第二以太网模块，所述第一以太网模块及所述第二以太网模块分别与所述以太网接口连接。
6.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述串口扩展模块包括4片sc16is752串口芯片，每片所述sc16is752串口扩展芯片能够扩展2路串行接口。
7.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述4G通信模块通过无线网络与外部终端设备连接，以实现所述中央处理器与外部终端设备的数据交互。
8.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述指示模块包括若干个LED发光二极管。
9.如权利要求1所述的智能通信扩展组件，其特征在于：所述扩展存储模块包括内存扩展模块及闪存扩展模块。
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