风电场箱变监控系统关键技术的研究
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风电场远程监控系统中的性能改进与优化策略研究随着可再生能源的日益重要,风力发电作为一种清洁、绿色的能源形式,正逐渐成为全球能源产业中的主力。
然而,风力发电场的运营与管理面临着一系列挑战,其中之一便是风电场远程监控系统的性能改进与优化。
本文将重点探讨风电场远程监控系统中的性能问题,并提出一些优化策略,以提高风电场的运行效率和系统的可靠性。
风电场远程监控系统是风力发电场管理的关键组成部分,它能够实时监测和管理风机的运行状态、发电功率、风速、温度等关键参数。
然而,在实际运行中,这些系统常常面临各种性能问题,如响应延迟、数据丢失等,导致风电场的运行效率下降。
因此,对风电场远程监控系统进行性能改进和优化势在必行。
首先,针对响应延迟问题,可以采取以下优化策略。
一方面,可以通过优化网络架构和增加带宽来提高数据传输速度。
采用高速网络设备和光纤通信技术,可以大大减少数据传输的延迟时间。
另一方面,可以采用分布式计算技术,将数据处理的负载分散到多个机器上,从而加快响应速度。
此外,还可以运用缓存技术,将常用的数据存储在本地,减少数据传输的次数和延迟。
其次,对于数据丢失问题,我们可以采取一些安全措施来提高系统的可靠性。
首先,实施数据备份策略,将数据同时存储在多个地点或使用冗余设备进行备份,以防止数据丢失。
其次,采用合适的加密技术,保护数据的机密性和完整性。
此外,建立完善的数据恢复机制和灾备预案,以应对突发情况和意外故障,确保系统能够及时恢复正常运行。
在优化风电场远程监控系统的性能方面,还可以考虑以下策略。
首先,采用智能化的数据分析技术,对大量的实时数据进行分析和挖掘,以提供更准确的运维决策和预测模型。
例如,利用机器学习算法和人工智能技术,可以对风机的故障预测和维修计划进行优化,提高风电场的整体效益。
其次,引入云计算技术,将监控系统迁移到云平台上,实现更高效的数据存储和处理能力。
通过云端计算和存储,可以降低系统的成本,并提供更强大的计算资源和分布式架构。
风电场群区域集控系统的远程监测与控制技术研究随着可再生能源的快速发展,风电场成为了重要的电力生成方式之一。
为了提高风电场的运行效率和可靠性,远程监测与控制技术逐渐成为风电场群区域集控系统的重要组成部分。
本文将围绕风电场群区域集控系统的远程监测与控制技术展开研究,从系统架构、数据采集、数据传输、故障诊断和远程控制等方面进行深入探讨。
一、系统架构风电场群区域集控系统是将多个分散的风电场通过网络连接起来,实现对整个风电场群的远程监控和集中控制。
系统架构是设计和实施风电场群区域集控系统的关键。
通常采用的系统架构是分为三层:监测层、传输层和应用层。
1. 监测层:监测层主要负责实时采集风电场的运行状态和性能指标。
通过安装传感器和数据采集设备,可以获取风速、风向、发电机负载、温度等数据。
2. 传输层:传输层将监测层采集到的数据通过网络传输到远程监控中心。
常用的传输方式有有线网络和无线网络,可以根据实际情况选择适合的传输方式。
3. 应用层:应用层是对传输层传输过来的数据进行处理和分析的核心部分。
在应用层中,可以进行数据的实时监测、数据挖掘、故障诊断和远程控制等功能。
二、数据采集风电场群区域集控系统的远程监测与控制,首先需要实时采集风电场的各项数据。
数据采集是确保远程监测与控制系统正常运行的基础。
1. 风速和风向:通过安装风速和风向传感器,可以实时获取风电场的风速和风向数据。
这些数据对于风电场的运行稳定性和发电效率具有重要意义。
2. 发电机负载:监测发电机的负载情况可以了解到发电机的运行状态和性能指标,及时发现问题并采取相应的措施进行调整和维修。
3. 温度和湿度:监测风电场的温度和湿度可以帮助预测风机的健康状况,及时发现故障和异常情况。
4. 报警和状态:通过监测风电场的报警和状态信息,可以及时发现风电场的故障和异常情况,提前采取相应的应对措施。
三、数据传输在风电场群区域集控系统中,数据传输是远程监测与控制的关键环节。
风电场远程监控系统的远程控制与远程操作技术研究摘要:随着风电场的迅速发展,远程监控系统的远程控制与远程操作技术成为了风电场管理的重要组成部分。
本文旨在研究风电场远程监控系统的远程控制与远程操作技术,分析其应用现状和未来发展趋势,并探讨了不同技术方案的优缺点。
通过对风电场远程监控系统的远程控制与远程操作技术的研究,可以进一步提高风电场的运行效率和安全性。
关键词:风电场;远程监控系统;远程控制;远程操作;技术研究一、引言随着全球对可再生能源的需求不断增加,风能作为一种清洁、可再生的能源逐渐得到了广泛关注。
风电场作为风能发电的重要组成部分,由于其分布广泛、规模大、维护困难等特点,其安全和运行效率变得尤为重要。
为了更好地监控和控制风电场,提高其运行效率和安全性,远程监控系统的远程控制与远程操作技术变得至关重要。
二、风电场远程监控系统的应用现状风电场远程监控系统是通过网络将风电场的运行状态、电力输出、设备运行情况等关键信息实时传输到监控中心,以实现对风电场的远程监控和控制。
目前,风电场远程监控系统已经广泛应用于国内外各地的风电场管理中。
1. 远程监控技术的应用风电场远程监控系统利用传感器、数据采集设备等技术手段,将风电场各个关键节点的数据实时传输到监控中心。
监控中心通过数据分析和处理,可实时监测风电场的运行状态,包括风力、风向、风机转速、发电量等重要参数,通过远程监控技术实现对风电场的实时监测、运行分析和异常预警。
2. 远程控制技术的应用风电场远程监控系统还包括远程控制技术,即通过网络远程控制并调节风电场的运行状态。
例如,监控中心可通过远程控制技术调整风机的桨叶角度和转速,以达到最佳发电效果;同时,还可通过远程控制技术实现对机组的启停、断电和故障恢复等操作,提高风电场的可靠性和安全性。
三、风电场远程控制与远程操作技术研究1. 远程控制技术研究远程控制技术是风电场远程监控系统的核心技术之一。
远程控制技术研究主要包括以下几个方面:(1)通信网络:远程控制技术的实现离不开稳定的通信网络,如广域网、局域网和互联网等,确保风电场与监控中心之间的实时信息传输和可靠通信。
风电发电的风电场集中监控系统方案设计及应用分析摘要:当前风电产业特点是高度集中、高电压和远距离。
随着风电产业的的不断发展,面对越来越庞大的风电场监控数据量,必须加强对其进行集中监控。
基于此,本文阐述了风电发电的风电场集中监控系统工作原理及其主要特征,对风电发电的风电场集中监控系统方案设计及其应用进行了探讨分析。
关键词:风电发电;风电场集中监控系统;工作原理;特征;方案设计;应用一、风电发电的风电场集中监控系统工作原理风电发电的风电场集中监控系统一般是对风电场的风力发电机组和场内变电站的设备运行情况及生产运行数据进行实时采集和监控,使监控中心能够及时准确地了解各风电场的生产运行状况。
远程监控系统可以通过网络连接,在PC机上执行和中央监控系统相同的功能,而无需安装任何额外的软件。
通过监控系统可以在监控室查看到各风机的详细参数,如电能、风速、风向、气温、风机压力以及风机温度和转速等。
还可以查看到历史趋势图,实时趋势图,报警信息,升压站运行状况及报表信息。
二、风电发电的风电场集中监控系统特征分析风电发电的风电场集中监控系统特征主要表现为:(1)实时监测。
远程监控系统能够实现实时监测所辖各风电场升压站内设备的运行状况、实际负荷,以及各台风力发电机的实时运行状态等信息。
系统可以实现对风电场内的所有风机、变电站、视频等信息进行远方监控和管理,实时掌控生产信息动态。
(2)实时数据。
远程监控系统具备“四遥”功能即遥控、遥信、遥测、遥调,系统板卡提供了数据接口,直接引入遥测量和遥信量,接入了风机实时运行状态,实现远程实时监控,使远程监控和设备的实际情况同步,提高系统的实用性,同时还提供多种原始操作数据及实现运行报表的自动生成。
(3)无限扩充。
远程监控系统具有增加新的管控风场功能,通过“系统设置”、“数据组态”、“图形组态”等模块,将该站所有的设备单元输入到图形制作界面,然后在应用系统中绘制好该风场的风机布置图、主接线图及相关的图形并保存,最后进行相关数据配置,该风场即可投入运行。
风电场监控系统的远程监控与维护方法研究随着风能的可再生特性和环保优势越来越受到关注,风电场的建设和运营成为了全球范围内的重点项目。
为了确保风电场的正常运行和高效发电,监控系统的远程监控和维护变得至关重要。
本文将研究风电场监控系统的远程监控与维护方法,探讨如何确保系统的稳定性和安全性。
一、远程监控方法远程监控是通过利用先进的信息通信技术,对风电场运行状态进行实时监测和分析的过程。
以下是一些常用的远程监控方法:1.远程数据采集:通过安装传感器和监测设备,实时采集风电场运行过程中的数据,包括机组发电量、风速、风向、温度、振动等指标。
这些数据可以通过网络传输到监控中心,实现实时监测和分析。
2.远程视觉监控:通过摄像头和监控系统,对风电场的设备、运行情况和周边环境进行实时监控。
可以通过远程视频传输技术,将实时画面传输到监控中心,实现对风电场的视觉监控。
3.远程报警系统:当风电场出现故障或异常情况时,远程报警系统能够及时发送警报信息,通知相关人员进行处理。
这种系统可以通过短信、邮件、电话等方式发送报警信息,提高故障处理的效率。
4.远程诊断与分析:通过远程诊断软件和数据分析工具,对风电场的运行数据进行实时分析和故障诊断。
可以通过数据集中、数据挖掘等技术,发现潜在的故障和问题,并提供相应的解决方案。
二、远程维护方法远程维护是指通过远程管理和操作技术,对风电场的设备进行监控、维护和管理。
以下是一些常用的远程维护方法:1.远程设备管理:通过远程操作和管理系统,实现对风电场设备的远程监控和控制。
可以对设备进行远程开关机、参数设置、系统升级等操作,减少人工干预和巡检的工作。
2.远程故障诊断和维修:通过远程诊断软件和故障诊断工具,对机组的故障和问题进行远程诊断。
可以通过远程操作和指导,协助现场工作人员进行故障排查和修复,减少维修时间和成本。
3.远程备件管理:通过远程仓库管理系统,对风电场备件的库存、采购、使用和更新进行远程管理。
风电场群区域集控系统的实时监控与预警技术研究随着可再生能源的快速发展,风力发电逐渐成为一种重要的清洁能源供应方式。
为了提高风电场的运行效率和安全性,风电场群区域集控系统的实时监控与预警技术变得至关重要。
本文将重点研究风电场群区域集控系统的实时监控与预警技术,包括监控系统的搭建、数据采集与分析、故障诊断与预警等方面。
首先,搭建一个高效稳定的风电场群区域集控系统是实时监控与预警技术的基础。
该系统应具备实时性、稳定性和可扩展性,能够对分散在不同地域的风电场进行集中管理和监控。
关键技术包括网络通信技术、数据采集与传输技术、远程控制技术等。
通过合理设计系统架构和选用适当的硬件设备,可以搭建一个高效的风电场群区域集控系统。
其次,数据采集与分析是实现实时监控的关键环节。
风电场的实时监控需要获取大量的实时数据,包括风速、风向、温度、转速、功率等各种工作参数。
传感器网络技术的应用可以实现对风电场各个部位实时数据的采集和传输。
接下来,利用数据处理与分析技术,对采集到的实时数据进行统计、分析和建模,以了解风电场的运行状态和故障情况,为监控和预警提供依据。
故障诊断与预警是风电场群区域集控系统的核心功能之一。
风电场运行中可能出现的各种故障,如机组故障、变压器故障、电缆故障等,都需要及时发现和定位,并尽早采取相应措施进行修复。
基于机器学习和智能算法的故障诊断和预警技术能够快速准确地识别出潜在故障,通过与历史数据的比对,提前预警可能发生的故障。
这些技术的应用可以极大地提高风电场的安全性和可靠性。
此外,风电场群区域集控系统的实时监控还应考虑到对气象条件的预测。
由于风电场的发电效率与风速和风向等气象条件密切相关,准确的气象预测能够帮助风电场提前做好发电计划和调度安排。
通过集成气象站数据和气象模型,结合实时的风能数据和风电场的历史运行数据,能够实现对风电场未来发电情况的预测,并根据预测结果进行相应的运行调整和优化。
综上所述,风电场群区域集控系统的实时监控与预警技术是提高风电场运行效率和安全性的重要手段。
风电场并网性能测试中的实时监控技术在风电场并网性能测试中,实时监控技术是至关重要的。
风电场作为一种重要的可再生能源发电方式,其并网性能测试的准确性直接关系到发电效率和电网安全稳定运行。
本文将探讨风电场并网性能测试中的实时监控技术。
一、数据采集与传输在风电场并网性能测试中,实时监控技术首先需要进行数据采集与传输。
通过在风力发电机组、变流器、配电网等关键节点安装传感器,实时采集风速、发电机转速、电压、电流等参数数据。
这些数据通过网络传输至监控中心,为后续分析与监控提供数据基础。
二、远程监控与故障诊断实时监控技术能够实现对风电场的远程监控与故障诊断。
监控中心利用数据采集系统实时接收风电场各项参数数据,并通过数据分析与算法识别潜在故障风险。
一旦发现异常情况,监控中心能够及时发出警报,并远程指导现场人员进行故障处理,保障风电场的安全稳定运行。
三、数据分析与优化控制实时监控技术还能够通过数据分析与优化控制提升风电场的发电效率。
监控中心利用历史数据与实时数据进行对比分析,发现潜在的性能瓶颈与优化空间。
基于数据分析结果,调整风电场的运行参数,优化发电效率,提高发电量,降低能耗成本,实现经济与环保的双重收益。
四、安全防护与信息安全在实时监控技术的应用过程中,安全防护与信息安全是至关重要的。
监控中心需要建立完善的安全防护体系,保障数据传输和存储的安全可靠。
采用加密技术、权限控制等手段,防止数据泄露和网络攻击,确保监控系统的稳定可靠运行。
综上所述,实时监控技术在风电场并网性能测试中发挥着重要作用。
通过数据采集与传输、远程监控与故障诊断、数据分析与优化控制、安全防护与信息安全等方面的应用,实现了对风电场的全方位监控与管理,为风电场的安全稳定运行提供了可靠保障。
风力发电场的智能监控与管理系统设计随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电场在能源领域中扮演着越来越重要的角色。
为了最大程度地利用风能资源并确保风力发电设施的运行安全和高效,智能监控与管理系统在风力发电场中变得至关重要。
本文将探讨风力发电场智能监控与管理系统的设计,以提高风力发电站的运行效能。
一、智能监控系统设计1. 实时数据采集与监测智能监控系统应具备实时数据采集和监测功能,能够监测风力发电机组的状态,包括转速、发电功率、环境温度等参数。
这些数据将被传输到中央控制中心,并可以随时查看和分析,以便及时发现存在的故障或异常情况。
2. 远程监控与控制智能监控系统应支持远程监控与控制功能,让运营人员可以通过网络远程监控风力发电机组的运行状况,并进行必要的操作控制。
这样可以减少人工巡视的次数,提高工作效率,并能够更快地响应故障。
3. 预警与报警功能智能监控系统应具备预警与报警功能,当风力发电机组或部件出现故障或异常时,系统能够自动发出警报,并将故障信息及时传输给相关工作人员。
这有助于减少故障对发电站的影响,并加快故障处理过程。
4. 数据分析与优化智能监控系统应能对大量的实时数据进行分析和优化处理。
通过对风能资源、发电机组运行状态和环境条件等数据的分析,可以提供更准确的运维决策和优化建议,以提升风力发电设施的效率和可靠性。
二、智能管理系统设计1. 运行计划与任务管理智能管理系统应具有运行计划和任务管理功能,可以制定和管理风力发电机组的日常运行计划,并分配任务给相关工作人员。
这样可以提高运维工作的组织性和可控性,确保风力发电场的正常运行。
2. 维护与保养管理智能管理系统应支持维护与保养管理功能,可以记录风力发电机组的维护与保养情况,包括维修记录、保养计划和零部件更换等。
这样可以确保发电设施得到及时的维护和保养,延长使用寿命,并降低故障发生的概率。
3. 资源与能耗管理智能管理系统应提供资源与能耗管理功能,可以实时监测和管理风力发电场的能源消耗和资源利用情况。
风电场箱变监控系统关键技术的研究张建周姚志强王汉林(南瑞集团南京中德保护控制系统有限公司,江苏省南京市,210003)摘要:结合风电场箱变监控系统的特点和实际要求,提出了箱变监控系统的整体结构以及相关的关键技术。
详细的分析了双光纤环网技术、基于CPLD智能通道切换技术、基于嵌入式Linux技术的通讯装置以及基于红外控制技术的LCU装置。
紧密的结合风电场箱变监控系统的特点,满足箱变监控的实际需求。
关键词:风电场、双光纤环网、CPLD、嵌入式Linux、红外0.引言随着现代工业的飞速发展,人类对能源的需求明显增加,而现在可利用的传统能源日渐匮乏。
为了实现能源工业的可持续发展,世界各国都开始开发新能源和可再生能源。
风力就是一种可再生的自然能源。
风能的利用早就被人们所关注,自上个世纪80年代以来,愈来愈多的国家和地区对风力的利用和研发投入了大量的人力和物力,尤其是欧洲已成为风力发电发展最快,装机最多的地区。
我国也在很早的时候就对风力的利用进行前期的研究,并取得了阶段性成果。
研究表明我国实际可供开发的陆地风能资源总储量高达2.53亿kW,分布在10多个省、市、自治区。
同时我国还具有较长的海岸线,海上及滩涂的风能利用已逐渐成为风力发电的主要来源。
风力发电具有无污染、投资灵活、运行成本低、较少占用价值土地等特点。
并综合资源、技术、经济、环保等因素,风力发电是解决我国能源紧缺的重要战略选择。
近十年来,我国在风电等新能源开发和利用上发展迅速。
到2007年底,我国并网发电的风电总装机容量达到600万kW,据权威部门预测2008年年底我国的风电并网发电的总装机容量可望达到1000万kW。
而且每年都会以较高的增长速度扩大装机容量。
两年后,我国的风电的总装机容量就可达到1500万kW,占全国发电总量的比例大幅升高,地域遍布我国大部分沿海地区和内蒙及西北等陆地。
根据国家的中长期规划,到2020年,我国风力发电规模将达到3000万kW。
届时我国的风力发电将成为第三大电源。
风电场一般地处人迹稀少,环境复杂的山坡、戈壁、岛屿、滩涂、近海等地,人为巡视和监控及维护相对困难,况且风机制造厂家也很难全面了解该系统的全部功能,所以单独采用一个现地控制单元来监控箱式变,同时需要单独组成一个监控系统来满足箱变监控的要求。
1.箱变监控系统网络结构对于一个风电场来说,其建设是分阶段实施的,而且风机的分布比较分散,一般来说,距离中控室最近的有几十米或几百米,最远的可达几十公里。
并且每个风机之间的距离也有500米到1000米。
基于风电场这样的具体情况,箱式变监控系统的网络结构就要考虑实际情况选择最经济、最适合的光纤环网的通信方式来实施。
根据风机和箱式变的具体位置,一般将15-20个箱式变的LCU(或LPCU)组成一个自愈合环的光纤网,再将每个光纤环网和箱式变监控系统的主控级设备再组成一个主干光纤环网,从而构成完整的箱式变监控系统。
即使当网络上的设备出现故障时,也不会影响环网上的设备正常运行,环网可以在极短的时间内快速恢复,并能够自动识别故障点。
箱变监控系统的网络结构见图1。
图1 箱变监控系统的网路结构Fig.1 Network Frame of Box Transformer System由箱式变监控系统网络结构示意图可以看出,箱式变监控系统除了LCU(NSC651现地控制单元)组成的光纤环网外,还包括当地后台计算机、音响报警、网络设备、时钟同步和打印机等主控级设备。
箱式变电站监控系统能够迅速、准确有效地完成对各箱式变电站被控对象的安全监控。
主控制级具有数据采集与处理、实时控制和调节、参数设定、监视、记录、报表、运行参数计算、通信控制、系统诊断、软件开发和画面生成、系统扩充(包括硬件、软件)、运行管理和操作指导等功能。
2.箱变监控系统的关键技术2.0 双光纤环网技术对于一个风电场来说,其建设是分阶段实施的,而且风机的分布比较分散,一般来说,距离中控室最近的有几十米或几百米,最远的可达几十公里。
并且每个风机之间的距离也有500米到1000米。
基于风电场这样的具体情况,箱式变监控系统的网络结构就要考虑实际情况选择最经济、最适合的光纤环网的通信方式来实施。
根据风机和箱式变的具体位置,一般将15-20个箱式变的LCU(或LPCU)组成一个自愈合环的光纤网,再将每个光纤环网和箱式变监控系统的主控级设备再组成一个主干光纤环网,从而构成完整的箱式变监控系统。
即使当网络上的设备出现故障时,也不会影响环网上的设备正常运行,环网可以在极短的时间内快速恢复,并能够自动识别故障点。
箱式变监控系统主要是对箱式变内部设备的模拟信号和开关信号进行采集和控制,并上传到当地的监控后台和升压站的自动化系统中。
也就是将箱式变的现地控制单元LCU(有的是带保护功能的现地保护控制单元LPCU)通过光纤环网组成多个子网络,再通过光纤将各个子网络和当地主控层设备组成主干环网,并与升压站自动化系统通信。
在过去的工程实际中,也有少数不单独配置箱式变当地控制单元,而是将箱式变的控制功能纳入风机控制系统中,但是这种功能合并的方式由于箱式变和风机的制造商为不同的厂家,实施起来比较麻烦,也带来了职能划分不清晰的弊端。
事实上,风电场一般地处人迹稀少,环境复杂的山坡、戈壁、岛屿、滩涂、近海等地,人为巡视和监控及维护相对困难,况且风机制造厂家也很难全面了解该系统的全部功能,所以单独采用一个现地控制单元来监控箱式变,同时单独组成一个系统的方式是必要的。
由箱式变监控系统网络结构示意图可以看出,箱式变监控系统除了重点解决LCU (NSC651现地控制单元)组成的光纤环网外,还包括当地后台计算机、音响报警、网络设备、时钟同步和打印机等主控级设备。
整个风电场箱变监控系统如见图2。
双光纤以太环网图2 双光纤环网结构图由图中可以看出,每个LCU配置有2对光纤接口,可分为A、B网,中间通过光纤通道控制器连接,任何一个网络出现故障时,可自动切换到另外一个通道,实现了双通道的主备运行。
并且光纤环网中,非同一装置的A网和B网都出现故障时,整个网络依然可以正常运行。
数据通过每个LCU和前置装置的CPLD控制器来实现自动故障识别和数据通道智能切换。
在LCU和前置装置组成的光纤环网中,可轻松构建风电场低压智能监控系统。
2.1 基于CPLD智能通道切换技术利用CPLD数字控制技术来实现光纤通道切换控制。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)是新一代的数字逻辑器件,具有速度快、集成度高、可靠性强、用户可重复编程或动态重构其逻辑功能等特点。
利用CPLD芯片和数字控制技术设计的控制电路,可将光纤通道切换速度提高到毫秒级,并且工作稳定,不受温度的影响,有利于系统通讯准确率的提高。
采用两块光纤通讯模块,通过CPLD可编程技术对光纤数据进行切换和控制。
当通讯正常时,CPU接收到数据后,通过程序控制,分别将接受到的数据通过两个光纤发射口发送到下一个光纤接收单元,同样,下一个光纤接收单元会把数据再分别转发出去。
从而实现了,只要任何一个通道中有数据发送,另外一个通道中必然会收到同样的数据,再通过CPU程序的控制和筛选,分时复用,保证两个通道间的数据传送同步进行,只是其中一个通道处于热备用状态,当检测到任何一个通道发生数据中断时,CPLD立即切换通道,保证了数据的连续性和准确性。
同样,在通讯前置终端的通讯控制板上也有CPLD控制芯片,CPU发送的询问数据通过硬件电路将该数据分别发送到两个光纤发射口。
当其中任何一根光纤通道中断时,另一条通道中也能够实现数据的交换。
保证整个系统的通讯可靠性。
具体详细流程可参考图3、4、5所示。
图3正常光纤环网图图4 单根光纤故障图5 两根光纤故障(1)当光纤双环通信正常时(如图3所示),各节点右端光发送器LEDR传送左端光接收器PINL 的数据,信号顺时针传送;同理LEDL传送PINR的数据,信号逆时针传送,即发送器选择对侧数据转发。
(2)当单根光纤故障时(如图4所示),下游C节点接口电路实现环回,由于左侧光接收器PINL无信号,右端光发送器LEDR选择同侧光接收器PINR数据转发。
(3)当任意节点间两根光纤故障时(如图5所以),如BC节点间光纤被切断时,则B、C两个节点与光纤切断点相连执行环回功能。
此时,从A到C的信号AC则先经顺时针环到B,再经逆时针环过A、D后到达C。
而信号CA则仍经顺时针环传输。
这种自愈功能保证在故障情况下仍能维持环的连续性。
故障排除后,倒换开关自动返回原来位置。
(4)实现节点CPLD控制器数据选择接收。
其原则为:对于各节点接收的顺、逆时针数据,选择PINL、PINR中先到达的数据接收。
(5)实现节点数据选择发送。
其原则为:当总线空闲时,选择本节点CPLD控制器发送端TX发送数据,可消除环形光纤CPLD总线网络的自激现象,保证环网不被堵塞;当本节点CPLD控制器为接收节点时,选择对侧数据发送;当本节点CPLD控制器为接收节点时,且对侧光纤通道故障,则选择同侧数据发送。
(6)判别各通道帧起始和帧结束,鉴别总线是否空闲,网络是否故障。
如判断到左测光接收器PINL有数据帧正在传送时,产生左侧发送数据标志flag_l和网络通信状态标志sync_l。
这样,通过以上所述的控制策略实现了基于CPLD 双光纤环网的自愈功能。
2.2基于嵌入式Linux技术的通讯装置目前,电力系统装置中使用较多的是WindowXPE,WinCE操作系统甚至简单的顺序流程控制。
随着计算机技术的进一步发展,电力系统应及时更新各种前端技术,在电力系统装置中使用Linux系统更具优势。
Linux系统源代码开放,可定制,安全性高,运行稳定。
作为精简版Linux,嵌入式Linux继承了Linux的所有优点,而且体积小,速度快;相对WindowXPE 系统,嵌入式Linux体系结构更优,适合长时间稳定运行,无需担心死机;相对WinCE,嵌入式Linux占用内存小,价格低廉,功能强大并可完全按用户需求定制。
嵌入式Linux系统可同时处理多个任务,且在一定程度上能保证实时性;如需高度实时性,可将内核实时化。
一个进程的死锁不会造成整个系统的死锁。
本系统软件由多个模块组成,各模块作为独立进程或者驱动程序运行于嵌入式Linux系统之上,实现相应的底层数据采集与输入输出功能,核心进程汇集输入输出数据,实现相关控制策略以及图形显示。
进程之间通过消息队列或共享内存通讯。
实时操作系统(Real-time OS)是相对于分时操作系统(Time-Sharing OS)的一个概念。
在一个分时操作系统中,计算机资源会被平均的分配给系统内所有的工作。
在分时系统中,各项任务需要花多长时间来完成,这一点并不重要;而在一个实时操作系统之中,最关注的是每个任务在多长时间内可以完成。