CN220234721U - 协议转换系统和发电机组并联控制器 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提出了一种协议转换系统和发电机组并联控制器。协议转换系统应用于发电机组并联控制器，发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，协议转换系统包括处理器、第二网络通信接口、第二RS485通信接口和CAN通信模块。处理器运行RT‑Thread操作系统；第二网络通信接口与第一网络通信接口连接；第二RS485通信接口与第一RS485通信接口连接，CAN通信模块通过运行RT‑Thread操作系统的处理器分别与第一RS485通信接口和第一网络通信接口进行同时通讯交互或单独通讯交互。

Description

协议转换系统和发电机组并联控制器

技术领域

本申请涉及发电设备领域，尤其涉及一种协议转换系统和发电机组并联控制器。

背景技术

相关技术中，发电机组均配置有发电机组并联控制器，通常，发电机组并联控制器与协议转换系统连接，现有的协议转换系统大多采用非国产处理器平台，在使用的过程中存在运行和维护成本较高的问题。在复杂且恶劣的工业现场中，网络通信可靠性较差，此外考虑到结构设计和硬件资源限制等因素，发电机组并联控制器在现场应用时出现CAN硬件接口不足和协议互不兼容的现象，如果通过不断的修改硬件电路设计和软件编程设计的方式处理，会影响工作效率，提高研发费用，从而导致发电机组并联控制器的软件和硬件版本过多，不利于后期发电机组并联控制器型号的管理。

实用新型内容

本申请提供了一种协议转换系统和发电机组并联控制器，以解决相关技术中协议转换系统运行和维护成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

本申请第一方面的实施例提出了一种协议转换系统，应用于发电机组并联控制器，发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，协议转换系统包括处理器、第二网络通信接口、第二RS485通信接口和CAN通信模块。处理器运行RT-Thread操作系统；第二网络通信接口与第一网络通信接口连接；第二RS485通信接口与第一RS485通信接口连接，CAN通信模块通过运行RT-Thread操作系统的处理器分别与第一网络通信接口和第一RS485通信接口进行同时通信交互或单独通讯交互；

同时通讯交互为CAN通信模块与第一RS485通信接口和第一网络通信接口同时通讯交互；

单独通讯交互为CAN通信模块与第一RS485通信接口通讯交互，或，CAN通信模块与第一网络通信接口通讯交互。

在本申请的一些实施例中，所述协议转换系统为预设串行通信的主机，所述发电机组并联控制器为预设串行通信的从机。

在本申请的一些实施例中，所述处理器的型号为GD32处理器。

在本申请的一些实施例中，所述CAN通信模块包括第一CAN模块和第二CAN模块，所述第一CAN模块和所述第二CAN模块均配置为与外部设备通信。

本申请第二方面的实施例提出了一种发电机组并联控制器，所述发电机组并联控制器与第一方面实施例中的协议转换系统通信连接，所述发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，所述协议转换系统包括第二网络通信接口和第二RS485通信接口，所述第一网络通信接口与所述第二网络通信接口连接，所述第一RS485通信接口与所述第二RS485通信接口连接。

在本申请的一些实施例中，所述协议转换系统为预设串行通信的主机，所述发电机组并联控制器为预设串行通信的从机，所述预设串行通信为Modbus通信。

在本申请的一些实施例中，Modbus通信时的报文携带读操作功能码或写操作功能码，所述读操作功能码用于获取所述发电机组并联控制器的工作状态信息，或，所述读操作功能码用于获取所述发电机组工作状态信息，所述写操作功能码用于将控制信息通过协议转换系统写入所述发电机组并联控制器进而控制发电机组。

本申请实施例的有益效果：

根据本申请实施例中的协议转换系统，其具体应用于发电机组并联控制器。发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，本实施例中协议转换系统的第二网络通信接口与第一网络通信接口连接，第二RS485通信接口与第一RS485通信接口连接。此外，本实施例中的处理器运行国产化的RT-Thread操作系统，协议转换系统分别通过第二RS485通信接口和访问局域网内的发电机组并联控制器的IP地址建立连接，以下发发电机组并联控制器的控制指令和读取发电机组并联控制器的通信协议数据，实现第一RS485通信接口、第一网络通信接口与CAN通信模块的同时通讯交互或单独通讯交互。本实施例中的协议转换系统基于国产化的RT-Thread操作系统，能够减少不同协议互不兼容而导致对发电机组并联控制器现场应用的影响，降低运行与维护费用，具有科学性，稳定性，便于维护的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请实施例中的发电机组并联控制器和协议转换系统的结构框图；

图2为本申请实施例中的发电机组并联控制器和协议转换系统的通信的框图；

图3为本申请实施例中的发电机组并联控制器、协议转换系统和监控设备的结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1和图2所示，本申请第一方面的实施例提出了一种协议转换系统200，应用于发电机组并联控制器100，发电机组并联控制器100包括第一网络通信接口110和第一RS485通信接口120，协议转换系统200包括处理器、第二网络通信接口210、第二RS485通信接口220和CAN通信模块230。处理器运行RT-Thread操作系统；第二网络通信接口210与第一网络通信接口110连接；第二RS485通信接口220与第一RS485通信接口120连接，CAN通信模块230通过运行RT-Thread操作系统的处理器分别与第一网络通信接口110和第一RS485通信接口120进行同时通讯交互或单独通讯交互；同时通讯交互为CAN通信模块与第一RS485通信接口和第一网络通信接口同时通讯交互；单独通讯交互为CAN通信模块与第一RS485通信接口通讯交互或，CAN通信模块与第一网络通信接口通讯交互。

根据本申请实施例中的协议转换系统200，其具体应用于发电机组并联控制器100。发电机组并联控制器100包括第一网络通信接口110和第一RS485通信接口120，本实施例中协议转换系统200的第二网络通信接口210与第一网络通信接口110连接，第二RS485通信接口220与第一RS485通信接口120连接。此外，本实施例中的处理器基于国产化的RT-Thread操作系统，协议转换系统200分别通过第二RS485通信接口220和访问局域网内的发电机组并联控制器100的IP地址建立连接，以下发发电机组并联控制器100的控制指令和读取发电机组并联控制器100的通信协议数据，实现CAN通信模块230与第一网络通信接口110单独通讯交互，CAN通信模块230与第一RS485通信接口120单独通讯交互，CAN通信模块230与第一网络通信接口110以及第一RS485通信接口120同时通讯交互。本实施例中的协议转换系统200基于国产化的RT-Thread操作系统，能够减少不同协议互不兼容而导致对发电机组并联控制器100现场应用的影响，降低运行与维护费用，具有科学性，稳定性，便于维护的优点。

在本申请的一些实施例中，协议转换系统200为预设串行通信的主机，发电机组并联控制器100为预设串行通信的从机。在本实施例中，协议转换系统200分别通过第二RS485通信接口220和第二网络通信接口210与发电机组并联控制器100相连。示例性的，在一个具体的实施例中，预设串行通信可以为Modbus通信，本实施例中的通信方式为协议转换系统200作为Modbus通信的主机，发电机组并联控制器100为Modbus通信的从机，协议转换系统200分别使用ModbusRTU协议、ModbusTCP协议读取作为Modbus通信从机的发电机组并联控制器100的数据。具体地说，通过Modbus的离散输入寄存器读操作功能码02H获取发电机组并联控制器100经过逻辑处理后的数据，如发电机组并联控制器100工作模式、发电合闸、报警与停机等LED状态指示灯数据，输入口状态和输出口状态等IO控制数据，报警和停机报警数据。通过Modbus的输入寄存器读操作功能码04H获取发电机组并联控制器100的相关数据，如发动机的水温、油压、转速等数据，发电电压、运行状态等数据，母排电压、频率等数据，并机通信机组数、机组优先级等数据。

在本申请的一些实施例中，处理器的型号为GD32处理器。具体地，处理器可以为GD32VF103VBT6处理器，GD32VF103VBT6处理器为一种国产化的处理器，该处理器是基于RISC-V内核的32位通用微控制器，替代了常用协议转换系统200中使用的ARM架构，运行国产RT-Thread操作系统，实现了国产化自主可控。

在本申请的一些实施例中，CAN通信模块230包括第一CAN模块231和第二CAN模块232，第一CAN模块231和第二CAN模块232均配置为与外部设备通信。在本实施例中，当协议转换系统200读取到发电机组并联控制器100的工作模式、发电合闸、报警与停机等LED状态指示灯数据，输入口状态和输出口状态等IO控制数据，报警和停机报警数据，或者，读取到了发动机的水温、油压、转速等数据，发电电压、运行状态等数据，母排电压、频率等数据，并机通信机组数、机组优先级等数据后，间隔一定时间分别以J1939 CAN通信协议帧的格式进行封装后将数据发送至第一CAN模块231和第二CAN模块232，完成协议间的数据转换，接着，外部设备，例如监控设备300等，通过第一CAN模块231和第二CAN模块232的双CAN接口方式对发电机组的各项工作参数进行监测，便于用户了解并记录发电机组各部件当前的运行工况。

本申请第二方面的实施例提出了一种发电机组并联控制器100，发电机组并联控制器100与协议转换系统200通信连接，发电机组并联控制器100包括第一网络通信接口110和第一RS485通信接口120，协议转换系统200包括第二网络通信接口210和第二RS485通信接口220，第一网络通信接口110与第二网络通信接口210连接，第一RS485通信接口120与第二RS485通信接口220连接。

根据本申请实施例中的发电机组并联控制器100，其可以与协议转换系统200通信连接，具体而言，协议转换系统200的第二网络通信接口210与发电机组并联控制器100的第一网络通信接口110连接，第二RS485通信接口220与第一RS485通信接口120连接。此外，本实施例中的协议转换系统200的处理器基于国产化的RT-Thread操作系统，协议转换系统200分别通过第二RS485通信接口220和访问局域网内的发电机组并联控制器100的IP地址建立连接，以下发发电机组并联控制器100的控制指令和读取发电机组并联控制器100的通信协议数据，实现CAN通信模块230与第一网络通信110接口和第一RS485通信接口120进行同时通讯交互或单独通讯交互。本实施例中的协议转换系统200基于国产化的RT-Thread操作系统，能够减少不同协议互不兼容而导致对发电机组并联控制器100现场应用的影响，降低运行与维护费用，具有科学性，稳定性，便于维护的优点。

在本申请的一些实施例中，Modbus通信时的报文携带读操作功能码和写操作功能码，读操作功能码用于获取发电机组并联控制器100的工作状态信息，或，读操作功能码用于获取发电机组的工作状态信息，写操作功能码用于将控制信息写入发电机组并联控制器100。在本实施例中，协议转换系统200分别通过第二RS485通信接口220和第二网络通信接口210与发电机组并联控制器100相连。示例性的，在一个具体的实施例中，预设串行通信可以为Modbus通信，本实施例中的通信方式为协议转换系统200作为Modbus通信的主机，发电机组并联控制器100为Modbus通信的从机，协议转换系统200分别使用ModbusRTU协议、ModbusTCP协议读取作为Modbus通信从机的发电机组并联控制器100的数据。具体地说，通过Modbus的离散输入寄存器读操作功能码02H获取发电机组并联控制器100经过逻辑处理后的数据，如发电机组并联控制器100工作模式、发电合闸、报警与停机等LED状态指示灯数据，输入口状态和输出口状态等IO控制数据，报警和停机报警数据。通过Modbus的输入寄存器读操作功能码04H获取发电机组并联控制器100的相关数据，如发动机的水温、油压、转速等数据，发电电压、运行状态等数据，母排电压、频率等数据，并机通信机组数、机组优先级等数据。

在本申请一个具体的实施例中，外部设备即监控设备300，监控设备300与协议转换系统200连接，监控设备300配置为接收协议转换系统200发出的参数信息，或，监控设备300配置为发送控制指令给协议转换系统200。在本实施例中，监控设备300用于接收协议转换系统200发出的参数信息，例如接收到发电机组并联控制器100的工作模式、发电合闸、报警与停机等LED状态指示灯数据，输入口状态和输出口状态等IO控制数据，报警和停机报警数据等。此外，监控设备300还用于发送控制指令给协议转换系统200，也就是说，协议转换系统200可以实时接收监控设备300下发至发电机组并联控制器100的控制指令。

在本申请一个具体的实施例中，CAN通信模块230包括第一CAN模块231和第二CAN模块232，第一CAN模块231和第二CAN模块232均配置为与监控设备300进行通信。在本实施例中，监控设备300通过第一CAN模块231和第二CAN模块232的双CAN接口方式对发电机组的各项工作参数进行监测，便于用户了解并记录发电机组各部件当前的运行工况。同时，协议转换系统200实时接收监控设备300通过第一CAN模块231和第二CAN模块232的双CAN接口方式下发至发电机组并联控制器100的控制指令。协议转换系统200根据双CAN模块的ID不同进行控制指令的读取，经过对指令解析后分别通过第二RS485通信接口220和第二网络通信接口210的方式，采用Modbus的线圈寄存器写操作功能码05H下发发电机组并联控制器100的工作模式、启停控制、机组合分闸操作等按键控制指令和累计数据清零、历史记录清零等控制指令，从而实现协议转换系统200与发电机组并联控制器100之间的双向数据传输。在本实施例中，第一CAN模块231和第二CAN模块232组成的双CAN模块具有抗干扰能力强、数据传输速率高的优点，使得发电机组并联控制器100的报警等数据经过协议转换系统200转换后能够快速传输到监控设备300，供用户使用。同时，发电机组并联控制器100能够根据监控设备300经协议转换系统200解析后下发的控制指令进行快速响应，做出相应的操作。基于国产处理器平台的协议转换系统200在无需改变发电机组并联控制器100原有硬件结构的情况下扩展了其通信接口，满足了控制器在复杂恶劣环境下的工作要求。

在本申请一个具体的实施例中，协议转换系统200通过LED指示灯状态指示数据的转换过程，指示灯闪烁表示数据正在进行转换，表明通信链路正常，指示灯常亮表示数据转换完成。

本申请是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本申请范围的情况下，还可以对本申请进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本申请做各种修改，而不脱离本使用新型的范围。因此，本申请不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本申请权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (6)

1.一种协议转换系统，应用于发电机组并联控制器，所述发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，其特征在于，所述协议转换系统包括：

处理器，所述处理器运行RT-Thread操作系统；

第二网络通信接口，与所述第一网络通信接口连接；

第二RS485通信接口，与所述第一RS485通信接口连接；

CAN通信模块，所述CAN通信模块通过运行RT-Thread操作系统的处理器分别与所述第一网络通信接口和所述第一RS485通信接口进行同时通讯交互或单独通讯交互；

所述同时通讯交互为所述CAN通信模块与所述第一RS485通信接口和所述第一网络通信接口同时通讯交互；

所述单独通讯交互为所述CAN通信模块与所述第一RS485通信接口通讯交互或，所述CAN通信模块与所述第一网络通信接口通讯交互。

2.根据权利要求1所述的协议转换系统，其特征在于，所述协议转换系统为预设串行通信的主机，所述发电机组并联控制器为预设串行通信的从机。

3.根据权利要求1所述的协议转换系统，其特征在于，所述处理器的型号为GD32处理器。

4.根据权利要求1所述的协议转换系统，其特征在于，所述CAN通信模块包括第一CAN模块和第二CAN模块，所述第一CAN模块和所述第二CAN模块均配置为与外部设备通信。

5.一种发电机组并联控制器，其特征在于，所述发电机组并联控制器与权利要求1至4中任一项所述的协议转换系统通信连接，所述发电机组并联控制器包括第一网络通信接口和第一RS485通信接口，所述协议转换系统包括第二网络通信接口和第二RS485通信接口，所述第一网络通信接口与所述第二网络通信接口连接，所述第一RS485通信接口与所述第二RS485通信接口连接。

6.根据权利要求5所述的发电机组并联控制器，其特征在于，所述协议转换系统为预设串行通信的主机，所述发电机组并联控制器为预设串行通信的从机，所述预设串行通信为Modbus通信。