淺析ZFP—DC匯集器的研究與應(yīng)用

摘 要：ZFP-DC系列匯集器在TRMS系統(tǒng)中主要是負(fù)責(zé)接收現(xiàn)場(chǎng)各自動(dòng)化設(shè)備采集的遙測(cè)值和遙信狀態(tài)等信息，并進(jìn)行分類和向主站傳輸?shù)裙ぷ鳎煌瑫r(shí)轉(zhuǎn)達(dá)監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種參數(shù)設(shè)置和控制命令。具有強(qiáng)大的通信處理能力和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控能力，還具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、安裝簡(jiǎn)易方便的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：TRMS；ZFP-DC；匯集器

1 研究背景

ZFP-DC系列匯集器是針對(duì)變電站自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和企業(yè)電能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)（即TRMS系統(tǒng)）的通訊要求而開發(fā)的一種具有通信及規(guī)約轉(zhuǎn)換功能的裝置。用于解決用戶電力信息采集裝置不同廠家、不同接口、不同規(guī)約的產(chǎn)品之間相互通訊，可以實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電能管理系統(tǒng)內(nèi)的各種現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和遠(yuǎn)方監(jiān)控后臺(tái)之間以串口、以太網(wǎng)、無(wú)線等多種方式的通信互聯(lián)。

2 匯集器概述

匯集器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，在數(shù)據(jù)采集傳輸中起到通信樞紐的作用。

3 匯集器功能特點(diǎn)

3.1 多通訊口集成

ZFP-DC系列匯集器具有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS485接口、1個(gè)調(diào)試串口和1個(gè)以太網(wǎng)口。RS485接口用于與現(xiàn)場(chǎng)的智能監(jiān)控設(shè)備通訊。在變電站自動(dòng)運(yùn)行和負(fù)荷動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，2個(gè)RS485個(gè)接口分別連接TRMS系統(tǒng)的eTP-Ⅱ采集器和控制器，預(yù)留一個(gè)接口與其他智能設(shè)備的通訊。

3.2 支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換

ZFP-DC系列匯集器支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換，包括：

DL/T 645-2007 多功能電能表通信協(xié)議

IEC60870-5-101規(guī)約

MODBUS-RTU等。

3.3 多種通訊方式

與主站的通訊。ZFP-DC系列匯集器支持以太網(wǎng)、光纖、GPRS多種通訊方式與上級(jí)監(jiān)控平臺(tái)通訊，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)選擇。

與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的通訊。ZFP-DC系列可支持485方式和無(wú)線ZIGBEE兩種與現(xiàn)場(chǎng)采集器或其它智能設(shè)備交互。

3.4 遠(yuǎn)程維護(hù)功能

通信端口參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置，采用遠(yuǎn)程連接協(xié)議工具Putty。可方便的設(shè)置主站地址、端口和傳輸協(xié)議等。

程序支持遠(yuǎn)程升級(jí)，可進(jìn)行二次開發(fā)。

4 匯集器主要技術(shù)參數(shù)

4.1 運(yùn)行環(huán)境參數(shù)

室內(nèi)環(huán)境溫度：-25℃～+55℃；

相對(duì)濕度： 5%～95%；

大氣壓力：70kpa～106kpa；

工作電源：24VDC

4.2 安全性能

電氣絕緣

標(biāo)準(zhǔn)暫缺。

機(jī)械性能：頻率為2～9Hz，振幅為0.3mm及頻率為9～500Hz，振幅為1m/S2的振動(dòng)。

電磁兼容：靜電放電抗擾度、射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、工頻磁場(chǎng)抗擾度等符合GB/T 15153.1-1998中的相關(guān)規(guī)定。

外殼防護(hù)等級(jí)：符合GB/T 4208-1993規(guī)定的IP20的要求。

4.3 產(chǎn)品配置

操作系統(tǒng)： LINUX-2.6操作系統(tǒng)

主板：嵌入式工控主板

CPU：200MHz主頻

存儲(chǔ)設(shè)備：64～256MB NandFlash，2～8MB DataFlash

內(nèi)存：64M SDRAM

通信接口：

1個(gè)網(wǎng)口，標(biāo)準(zhǔn)10M/100M網(wǎng)絡(luò)接口

4個(gè)串口，其中1路調(diào)試，3個(gè)數(shù)據(jù)通信串口

GPRS模塊（可選配）。

ZIGBEE模塊（可選配）。

5 匯集器配置原則

在選用匯集器時(shí)，應(yīng)綜合考慮與上、下級(jí)通訊方式的選擇、通訊距離、性能要求等因素。

5.1 采用485方式與下級(jí)采集器連接

一個(gè)匯集器最多可連接3個(gè)采集器RS485總線網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)485總線網(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)屏蔽雙絞線掛接25只采集器，即最大支持100條線路的數(shù)據(jù)采集。總線通訊距離宜控制在100米內(nèi)。

采用485通訊方式，每條線路的采集性能在1秒左右。

5.2 采用ZIGBEE方式與下級(jí)采集器連接

一個(gè)匯集器可連接1個(gè)ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)，能夠支持10只采集器，即20條線路。通訊距離宜控制45米內(nèi)，并盡量避開障礙物。

6 安裝方法

6.1 匯集器的工作電源

匯集器的工作電源為DC24V，現(xiàn)場(chǎng)AC220V可經(jīng)過(guò)AD模塊轉(zhuǎn)換后給匯集器供電。

6.2 匯集器控制箱的安裝

匯集器一般放置在匯集器控制箱內(nèi)，一般用膨脹螺絲打孔固定在配電房的墻面上，AD模塊電源和匯集器放置在箱體內(nèi)，匯集器天線可以通過(guò)預(yù)留的孔延伸到箱體外以保證接收信號(hào)的強(qiáng)度要求。

6.3 通訊線的敷設(shè)

各個(gè)采集器安裝完成后，通訊線需要跨柜體、跨柜組之間進(jìn)行敷設(shè)，通訊電纜的敷設(shè)應(yīng)以沿柜體內(nèi)部線槽、柜體間連接空隙、電纜溝體、橋架等原有通道為原則。由溝體、橋架至匯集器控制箱部分應(yīng)穿PVC管并用固定件以水平或垂直方向固定，所有轉(zhuǎn)彎處都應(yīng)用轉(zhuǎn)角連接頭連接牢固。

如果現(xiàn)場(chǎng)使用以太網(wǎng)方式與主站通訊，將網(wǎng)線插入對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)口。

7 典型應(yīng)用

匯集器在用戶變電站自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和企業(yè)電能動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)中的典型應(yīng)用見圖所示。匯集器將采集器（或者其它智能儀表）采集的電力運(yùn)行數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài)上傳至監(jiān)控主站，同時(shí)將主站的控制指令下達(dá)至控制器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

ZFP-D系列匯集器典型應(yīng)用示意圖

8 結(jié)束語(yǔ)

ZFP-DC系列匯集器強(qiáng)大的通信處理能力和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控能力，實(shí)現(xiàn)了變電站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電能管理系統(tǒng)內(nèi)的各種現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和遠(yuǎn)方監(jiān)控后臺(tái)之間的通信互聯(lián)，安裝簡(jiǎn)易、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高。

參考文獻(xiàn)

[1]李祥珍.面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2010（8）：41-45.

[2]黃益莊.智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2012-03-01.

[3][美] Mihail Hristov Antchev著.劉自發(fā)譯.智能電網(wǎng)之能量轉(zhuǎn)換、效率提升與分配技術(shù)[M].人民郵電出版社，2012-01-01.