一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，其特征在于，在設(shè)定的時(shí)間周期NT內(nèi)，以設(shè)定的采集周期NT/M采集信號(hào)，比較采集到的所有信號(hào)M個(gè)，若所述信號(hào)中未出現(xiàn)突變信號(hào)，則上送對(duì)應(yīng)的信號(hào)值；若信號(hào)中出現(xiàn)突變信號(hào)，則不予上送。
【專利說明】一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能變電站的發(fā)展，在變電站中的環(huán)境極其復(fù)雜，包括拉合刀閘、繼電器動(dòng)作、對(duì)講機(jī)通話等均能產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)變位的電平產(chǎn)生尖峰或者毛刺，影響產(chǎn)品內(nèi)部信號(hào)的采集的準(zhǔn)確性，可能導(dǎo)致產(chǎn)品信號(hào)的誤報(bào)，而且，傳統(tǒng)的信號(hào)采集方法是采集并傳輸所有的信號(hào)，并沒有對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行篩選，嚴(yán)重影響信號(hào)采集的可靠性。復(fù)雜的變電站環(huán)境對(duì)合并單元的抗干擾能力和數(shù)據(jù)的可靠性提出了更高的要求。
[0003]在合并單元的通常的檢修狀態(tài)、刀閘位置等信號(hào)采集過程中，軟件就將實(shí)時(shí)捕獲的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行上送，該信號(hào)沒有經(jīng)過算法處理，可能直接導(dǎo)致告警信號(hào)的誤報(bào)，甚至導(dǎo)致裝置內(nèi)部誤動(dòng)作，對(duì)變電站的可靠性影響極大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，用以解決傳統(tǒng)信號(hào)采集方法沒有經(jīng)過篩選，信號(hào)傳輸次數(shù)繁多并且可能導(dǎo)致告警信號(hào)的誤報(bào)，甚至導(dǎo)致裝置內(nèi)部誤動(dòng)作的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，在設(shè)定的時(shí)間周期階內(nèi)，以設(shè)定的采集周期階/1采集信號(hào)，比較采集到的所有信號(hào)1個(gè)，若信號(hào)中未出現(xiàn)突變信號(hào)，則上送對(duì)應(yīng)的信號(hào)值；若信號(hào)中出現(xiàn)突變信號(hào)，則不予上送。
[0006]設(shè)置與采集到的所有信號(hào)對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)1個(gè)的寄存器，用于分別存儲(chǔ)所有采集周期的信號(hào)的標(biāo)志位；信號(hào)為數(shù)字電平信號(hào)；將所有寄存器值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以確定信號(hào)是否發(fā)生突變。
[0007]邏輯運(yùn)算為邏輯與運(yùn)算。
[0008]上述信號(hào)采集方法用于？？以信號(hào)采集系統(tǒng)，？？以信號(hào)采集系統(tǒng)包括用于將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)的阻容匹配模塊、用于將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)的光電耦合器、？？以芯片；阻容匹配模塊、光電耦合器、？芯片依次連接。
[0009]從一個(gè)時(shí)間周期來看，本發(fā)明提供的信號(hào)采集方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的中間處理，降低了信號(hào)誤報(bào)和裝置誤動(dòng)作的概率；從長(zhǎng)期采集來看，合理設(shè)置時(shí)間周期階，必然能夠采集到設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)量。另外，在信號(hào)上送時(shí)，剔除突變的信號(hào)，將沒有突變的信號(hào)值上送，即，不但不必將所有的信號(hào)上送，而且只是將沒有突變的信號(hào)值上送，極大地降低了變位信號(hào)的上傳次數(shù)，保證了信號(hào)采集和上傳的可靠性，適用于信號(hào)比較繁多的智能變電站中智能設(shè)備的狀態(tài)采集。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式硬件結(jié)構(gòu)采用直連方式連接示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式硬件結(jié)構(gòu)采用總線方式連接示意圖；
[0012]圖3是？?以芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為邏輯判斷示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]本發(fā)明提供一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，基本方案是:在設(shè)定的時(shí)間周期內(nèi)，以設(shè)定的采集周期采集信號(hào)，比較采集到的所有信號(hào)，若信號(hào)中未出現(xiàn)突變信號(hào)，貝0上送對(duì)應(yīng)的信號(hào)值；若信號(hào)中出現(xiàn)突變信號(hào)，則不予上送。
[0016]具體的，下面提供一種基體實(shí)施方式，以本發(fā)明應(yīng)用于基于？？以信號(hào)采集系統(tǒng)為例。
[0017]首先介紹基于的硬件部分。
[0018]？？以信號(hào)采集系統(tǒng)包括用于將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)的阻容匹配模塊、用于將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為I'了I電平信號(hào)的光電稱合器、八芯片；阻容匹配模塊、光電I禹合器、？？以芯片依次連接。
[0019]采用阻容匹配模塊實(shí)現(xiàn)將開關(guān)量0(:2207/0(:1107^換成合適的電平信號(hào)，利用光電耦合器將上述電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，然后以直連方式連接到芯片(如圖1所示)，或者以總線的方式連接到？?以芯片(如圖2所示然后在板卡晶振的驅(qū)動(dòng)下，？？以芯片以差分或者單端的硬件模式連到⑶口。
[0020]本發(fā)明選用賽靈思的？?以芯片，利用芯片的豐富的1/0資源、數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，進(jìn)行的硬件布線實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)的高可靠性采集并上送。
[0021]信號(hào)采集方法主要在？？以芯片上完成，開關(guān)量的采集、處理、發(fā)送等工作也都是由？?以芯片來完成的。
[0022]如圖3所示，芯片包括采集處理模塊、時(shí)間間隔控制模塊、時(shí)鐘分頻模塊、串口發(fā)送模塊、校驗(yàn)?zāi)K。時(shí)鐘分頻模塊、時(shí)間間隔控制模塊、采集處理模塊、串口發(fā)送模塊依次連接，采集處理模塊控制連接(:％校驗(yàn)?zāi)K。
[0023]采集處理模塊是？？以芯片的核心，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)高可靠性采集，并控制采集的開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行￠:%校驗(yàn)，及其控制啟動(dòng)串口發(fā)送模塊；時(shí)鐘分頻模塊主要產(chǎn)生報(bào)文發(fā)送的時(shí)間間隔；時(shí)間間隔控制模塊主要是產(chǎn)生采集的使能信號(hào)校驗(yàn)?zāi)K主要是對(duì)采集的開關(guān)量信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)；串口發(fā)送模塊是按采集處理模塊的控制信號(hào)來完成報(bào)文的發(fā)送。
[0024]采集合并單元的開關(guān)量信號(hào)，將開關(guān)量轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，在？?以芯片內(nèi)進(jìn)行可靠性邏輯算法處理。芯片內(nèi)的板卡晶振為？？以信號(hào)采集系統(tǒng)的晶振振蕩器，用于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，產(chǎn)生時(shí)鐘頻率不小于161，晶振的頻率越高，采集的可靠性越高。數(shù)字時(shí)鐘管理模塊對(duì)板卡晶振的原始時(shí)鐘周期進(jìn)行處理，產(chǎn)生符合使用要求的時(shí)鐘頻率。選擇的~個(gè)時(shí)鐘周期、報(bào)文發(fā)送的時(shí)間間隔都是經(jīng)數(shù)字時(shí)鐘管理模塊處理原始時(shí)鐘周期后生成的時(shí)鐘信號(hào)。
[0025]具體的，信號(hào)采集方法包括以下步驟:
[0026]1)根據(jù)報(bào)文發(fā)送的時(shí)間間隔和可靠性高低選擇~個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行采集，^是小于采集使能時(shí)間對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。假設(shè)一個(gè)時(shí)鐘周期為I，則一個(gè)時(shí)間周期為階，一個(gè)采集周期為階/1。
[0027]2)根據(jù)采集使能信號(hào)，針對(duì)~個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行1次采集，其中1越大，計(jì)算的結(jié)果越可靠。
[0028]3)初始化1-1個(gè)寄存器，默認(rèn)值均為0，采集到開關(guān)量正常變位置為1。
[0029]4)對(duì)III電平進(jìn)行1-1次采集時(shí)，將1-1次采集的信號(hào)的標(biāo)志位以移位的方式存儲(chǔ)到寄存器。
[0030]5)在進(jìn)行第1次采集時(shí)，將1-1個(gè)寄存器中更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，如圖4所示，得到的結(jié)果1就是開關(guān)量的正確變位；得到結(jié)果0就是開關(guān)量未變位或者是有干擾的變位，直接剔除即可。
[0031]開關(guān)量信號(hào)經(jīng)過處理后，將正確變位的開關(guān)量信號(hào)值以串口報(bào)文的方式上送給0^，串口報(bào)文包括同步方式和異步方式，上送給0^的硬件模式分為單端模式和差分模式，差分模式的抗干擾能力更強(qiáng)。
[0032]串口傳輸采用以奶協(xié)議，通信格式包括1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1奇效驗(yàn)位，1個(gè)停止位。串口發(fā)送數(shù)據(jù)位時(shí)，先發(fā)送高字節(jié)，再發(fā)送低字節(jié)；在單字節(jié)發(fā)送中，先發(fā)送單字節(jié)的低位，再發(fā)送字節(jié)的高位。
[0033]本發(fā)明只是將開關(guān)量信號(hào)值上送至0^，不必將所有正確變位的開關(guān)量信號(hào)都上送，降低了變位信號(hào)的上傳次數(shù)，增加了信號(hào)采集和上送的可靠性。
[0034]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于智能變電站的信號(hào)采集方法，其特征在于，在設(shè)定的時(shí)間周期(NT)內(nèi)，以設(shè)定的采集周期(NT/Μ)采集信號(hào)，比較采集到的所有信號(hào)(M個(gè))，若所述信號(hào)中未出現(xiàn)突變信號(hào)，則上送對(duì)應(yīng)的信號(hào)值；若信號(hào)中出現(xiàn)突變信號(hào)，則不予上送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于智能變電站的信號(hào)采集方法，其特征在于，設(shè)置與采集到的所有信號(hào)對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)(M個(gè))的寄存器，用于分別存儲(chǔ)所述所有采集周期的信號(hào)的標(biāo)志位；所述信號(hào)為數(shù)字電平信號(hào)；將所有寄存器值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以確定信號(hào)是否發(fā)生突變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于智能變電站的信號(hào)采集方法，其特征在于，所述邏輯運(yùn)算為邏輯與運(yùn)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于智能變電站的信號(hào)采集方法，其特征在于，所述信號(hào)采集方法用于FPGA信號(hào)采集系統(tǒng)，所述FPGA信號(hào)采集系統(tǒng)包括用于將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)的阻容匹配模塊、用于將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)的光電耦合器、FPGA芯片；阻容匹配模塊、光電耦合器、FPGA芯片依次連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104298153SQ201410515405
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】朱建斌, 胡彥民, 周水斌, 任紅旭, 趙應(yīng)兵, 于翠欣, 劉曉霞, 馬儀成, 史會(huì)平 申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司