CN216649885U - 一种用于菱镁产业的调峰数据转发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于菱镁产业的调峰数据转发装置，装置包括有线、无线千兆网卡，处理器，5G通信模组，北斗定位模组，国密安全身份认证模组。装置通过有线/无线网络收集菱镁企业熔镁炉生产指标，经过处理器转换以及安全身份认证后，再通过5G专线网络上报给虚拟电厂，以便虚拟电厂对菱镁生产进行调峰控制，实现虚拟电厂及电网调度系统实时有效的对菱镁生产进行数据采集与指令收发操作。

Description

一种用于菱镁产业的调峰数据转发装置

技术领域

本实用新型属于电子领域，涉及一种用于菱镁产业的调峰数据转发装置。

背景技术

目前菱镁产业大多数生产设备简陋，机械化程度低，生产过程缺乏现代化监测、控制手段。通过人工开放式操作，且多凭借经验，造成生产品质不高、生产事故时有发生。

同时，由于数据传输通讯接口不一致造成各菱镁企业生产参数采集程度不同，采集方式不统一。且电力产业属于国家命脉领域，所以对于安全隔离机制有严格要求，而传统菱镁产业的生产数据安全水平参差不齐，无法满足电网调度的接入要求。即使少量企业满足电网安全接入要求，但数据传输速率低下，数据实时性难以保证。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种菱镁产业的调峰数据转发装置，该装置通过内置的有线网络、无线网络、蓝牙模组多种方式采集菱镁炉传感器上报的生产数据，汇总与数据处理后经过国密安全身份认证芯片，最终通过5G电力安全专网接入电网调度内网。

本实用新型采用的技术方案是：一种菱镁产业的调峰数据转发装置，将该装置设置在负荷侧工控设备端，通过有线或无线通讯连接虚拟电厂及电网调度系统对菱镁生产进行数据采集与指令收发，该装置包括：装置壳体，壳体内部的处理器和与其分别电性连接的无线通讯模块、有线网卡、存储器，设于壳体上的有线通讯接口、天线、5G网卡槽、电源接口；

所述无线通讯模块包括5G模组、Wi-Fi模块、北斗/GPS模块；

所述天线在装置壳体内部分别连接各个无线通讯模块；用于无线连接虚拟电厂上位机装置及电网调度系统；

所述有线通讯接口在装置壳体内部通过有线网卡与处理器电性连接，在壳体外部连接菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器、虚拟电厂上位机装置；

所述5G网卡槽安插5G无线网卡，在装置壳体内部与5G模组电性连接；

所述电源接口连接外部电源，为装置壳体内部的各个器件供电。

所述5G模组通过M.2接口连接处理器；所述Wi-Fi模块通过PCIe接口连接处理器；所述北斗/GPS模块通过M.2接口连接处理器。

所述有线通讯接口包括：若干个网口、光线插口以及USB接口；所述网口通过网线连接菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器、调参计算机，所述光线插口通过光纤连接虚拟电厂上位机装置，所述USB接口为扩展接口。

所述电源接口连接外部的12V直流电源，所述电源接口通过变压器将外部220V将至12V直流电源。

所述菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器为菱镁生产现场的熔镁电极。

所述装置壳体上还设有若干指示灯，分别连接装置壳体内部各器件显示工作状态。

所述天线包括至少1个5G/LTE天线、至少一个Wi-Fi天线、至少一个蓝牙天线以及至少一个北斗天线；所述LTE/5G天线连接5G模组，所述Wi-Fi天线连接Wi-Fi模块，北斗/GPS天线连接北斗/GPS模块，所述蓝牙天线连接5G模组。

所述壳体材质为塑料材质。

本实用新型还具有以下有益效果：

该终端包括多种有线和无线通讯模块，以及多种通信接口，通过有线网/无线网收集菱镁熔镁炉生产指标，能够为虚拟电厂聚合调峰资源提供边缘代理，将负荷侧工控设备采集的数据有效的上报给虚拟电厂及电网调度系统，同时能将虚拟电厂及电网调度系统下发的控制指令有效的传达到菱镁生产控制相关系统中，从而实现虚拟电厂及电网调度系统实时有效的对菱镁生产进行数据采集与指令收发操作。

附图说明

图1是本实用新型装置外部结构示意图一；

图2是本实用新型装置外部结构示意图二；

图3是本实用新型机壳内部结构示意图；

其中，1为装置壳体，2为处理器，3为LTE/5G模组，4为PCIe接口连接Wi-Fi模块，5为M.2.接口连接北斗/GPS/Glonass模组，6为存储器，7为5G/LTE天线，8为Wi-Fi天线，9为北斗天线，10为蓝牙天线，11为5G专网卡SIM卡槽，12为电源接口，13为网口,14为光纤插口,15为USB扩展接口,16为电源开关；17为重启开关，18为接地连接口,19为存储硬盘指示灯，20为电源指示灯，21为系统指示灯，22为Cloud指示灯，23为Wi-Fi指示灯，24为LTE指示灯，25为5G指示灯，26为LTE/5G信号强度指示灯，27为LAN有线网口和光纤口状态指示灯,28为5G模组、Wi-Fi模块、北斗/GPS/Glonass定位模组的插槽状态指示灯。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方法做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本实用新型通过蓝牙、有线网络、无线网络、5G数据网络收集菱镁炉生产指标；将收集上来的数据进行封装后转发处理，同时进行协议转换；最后经过国密安全身份认证后将数据通过5G低延时数据专网发送至虚拟电厂系统。反之，在虚拟电厂系统下达调峰指令后，经过5G数据专网传输到本终端，终端处理后实时将生产命令下达到菱镁炉生产现场各生产机构。

主处理器CPU通过有线网/无线网收集菱镁熔镁炉生产指标，通过软件协议转换对收集数据进行处理，支持IEC60870-104、MOTT、Modebus、OPC多协议转换，处理后的数据经过mini-PCIe端口传输到国密身份认证芯片进行身份认证。认证后装置将数据通过M.2.接口发送至5G通信模组，5G通信模组通过5G专线网络将数据上报至虚拟电厂。千兆无线网模组和千兆有线网模组，通过mini-PCIe端口连接装置主板。使用国密SSL/SSAL协议安全接入。通过北斗对时保证业务同步。使用全频段5G通信模组，连接电力专线5G网络。模组通过M.2.通用端口连接装置。其中，处理器2型号为Intel C3336，LTE/5G模组3型号为CMCC F03，Wi-Fi模块4型号为AR9382，北斗/GPS/Glonass模组5型号为LC29Y，国密身份认证芯片的型号为SU1632-C。

以电网调度根据菱镁炉熔镁电极有功功率等生产数据下达调峰指令为例：本实用新型装置通过有线网络收集到熔镁电极的电压、电流以及有功功率；然后安全身份认证芯片开始工作，与电网调度内网建立安全通信通道；之后通过5G通信模组将数据从5G电力专网发送至电网调度的虚拟电厂上位机；虚拟电厂上位机判断当前为用电峰期，根据实时电价、用电量等计算出调峰数据,即现场各个熔镁电极的电压、电流调整值，再通过5G专网下发至本装置，从有线网络将调整命令下达到熔镁电极。

如图1所示的是装置工作状态的各种指示灯，其中19为存储硬盘指示灯，用于显示存储器是否正常；20为电源指示灯，用于显示电源是否接通；21为系统指示灯，在系统为Ready态时常亮；22为Cloud指示灯，亮起时表示已经连接到云端；23为Wi-Fi指示灯，用于显示Wi-Fi模块是否工作正常；24为LTE指示灯，当5G通信模组弱信号，或因其他问题回落到LTE网络时，该指示灯亮起；25为5G指示灯，5G连接后25常亮；26为LTE/5G信号强度指示灯。上述各个指示灯分别连接处理器2。

如图2所示，其中，5G/LTE天线7为2个；Wi-Fi天线8为2个；蓝牙天线10为2个；为北斗天线9为2个。所述LTE/5G天线7连接5G模组3，所述Wi-Fi天线8连接Wi-Fi模块4，北斗/GPS天线9连接北斗/GPS模块5，所述蓝牙天线10连接5G模组3。

网口13为7个，其中一个作为控制网口，可以用来通过网线连接调试计算机配置终端的一些连接参数；另外6个作为网线口，用来通过网线连接熔镁炉的各项传感器；光纤插口14用来通过光纤连接虚拟电厂远端。USB扩展接口15用于连接外部设备；接地连接口18通过地线接地。

5G专网卡SIM卡槽11用于安插5G网卡；电源接口12用于连接外部的12V电源为装置内部各个器件供电；电源开关16用于导通通装置电源；重启开关17用于重新启动该装置；5G模组、Wi-Fi模块、北斗/GPS/Glonass定位模组的插槽状态指示灯28用于显示各模组或模块是否连接上可正常工作；LAN有线网口和光纤口状态指示灯27用于显示有线网口和光纤口接通状态。

如图3所示，其中，M.2.接口的LTE/5G模组3用来接收/发送熔镁炉传感器和虚拟电厂的消息；PCIe接口的Wi-Fi模块4同样用来接收/发送消息；M.2.接口连接的北斗/GPS/Glonass模组5可以进行设备高精度定位，以及对设备进行校时；本装置的处理器2的主芯片与以上三个模块连接，通过有线网络收集到熔镁电极的电压、电流发送至虚拟电厂，并接收虚拟电厂上位机计算出的调峰数据,即现场各个熔镁电极的电压、电流调整值，再下发给现场的传感器；国密安全身份认证芯片，用来与虚拟电厂建立安全通信通道。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，将该装置设置在负荷侧工控设备端，通过有线或无线通讯连接虚拟电厂及电网调度系统对菱镁生产进行数据采集与指令收发，该装置包括：装置壳体(1)，壳体(1)内部的处理器(2)和与其分别电性连接的无线通讯模块、有线网卡、存储器(6)，设于壳体(1)上的有线通讯接口、天线、5G网卡槽(11)、电源接口(12)；

所述无线通讯模块包括5G模组(3)、Wi-Fi模块(4)、北斗/GPS模块(5)；

所述天线在装置壳体(1)内部分别连接各个无线通讯模块；用于无线连接虚拟电厂上位机装置及电网调度系统；

所述有线通讯接口在装置壳体(1)内部通过有线网卡与处理器(2)电性连接，在壳体(1)外部连接菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器、虚拟电厂上位机装置；

所述5G网卡槽(11)安插5G无线网卡，在装置壳体(1)内部与5G模组(3)电性连接；

所述电源接口(12)连接外部电源，为装置壳体(1)内部的各个器件供电。

2.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述5G模组(3)通过M.2接口连接处理器(2)；所述Wi-Fi模块(4)通过PCIe接口连接处理器(2)；所述北斗/GPS模块(5)通过M.2接口连接处理器(2)。

3.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述有线通讯接口包括：若干个网口(13)、光线插口(14)以及USB接口(15)；所述网口(13)通过网线连接菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器、调参计算机，所述光线插口(14)通过光纤连接虚拟电厂上位机装置，所述USB接口(15)为扩展接口。

4.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述电源接口(12)连接外部的12V直流电源，所述电源接口通过变压器将外部220V将至12V直流电源。

5.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述菱镁生成现场负荷侧工控设备传感器为菱镁生产现场的熔镁电极。

6.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述装置壳体(1)上还设有若干指示灯，分别连接装置壳体(1)内部各器件显示工作状态。

7.根据权利要求1所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，其特征在于，所述天线包括至少1个5G/LTE天线(7)、至少一个Wi-Fi天线(8)、至少一个蓝牙天线(10)以及至少一个北斗天线(9)；所述5G/LTE天线(7)连接5G模组(3)，所述Wi-Fi天线(8)连接Wi-Fi模块(4)，北斗天线(9)连接北斗/GPS模块(5)，所述蓝牙天线(10)连接5G模组(3)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种菱镁产业的调峰数据转发装置，所述壳体(1)材质为塑料材质。

Images