基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置及系统，该装置包括采集模块和嵌入式主机；所述采集模块用于采集各个待测点的电能数据，并传输至嵌入式主机；所述嵌入式主机与所述采集模块连接，用于对接收到的电能数据进行电能质量的计算与分析。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案，基于EtherCAT技术构架，不仅扩展性高，可以根据要测量的节点数量与待测信号量，自由组装测量模块，增强了装置的灵活性，而且通信速度快，可以通过通信将全部测量信号量交由嵌入式主机进行电能质量分析计算，而减少了计算模块的数量，还可以通过以太网与上位机监控系统进行通信，可以方便与上位机进行数据交互，进行显示与记录。

Distributed Power Quality Monitoring Device and System Based on EtherCAT

The embodiment of the utility model discloses a distributed power quality monitoring device and system based on EtherCAT, which includes a acquisition module and an embedded host computer; the acquisition module is used to collect the electric energy data of each test point and transmit it to the embedded host computer; the embedded host computer is connected with the acquisition module for power quality of the received electric energy data. Computation and analysis. The technical scheme provided by the embodiment of the utility model, based on the technical framework of EtherCAT, not only has high expansibility, but also can freely assemble measurement modules according to the number of nodes to be measured and the signal to be measured, which enhances the flexibility of the device, and has fast communication speed. By means of communication, all the measured signals can be transferred to the embedded host computer for power quality analysis and calculation, thereby reducing the calculation. The number of computing modules can also communicate with the host computer monitoring system through ethernet, which can facilitate data interaction with the host computer and display and record.

【技术实现步骤摘要】
基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置及系统
本技术实施例涉及电能质量监测
，尤其涉及一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置。
技术介绍
现代电力系统对电能质量的要求越来越高，而分布式电源、非线性负荷等大量接入会引入大量谐波，降低电网电能质量，对供电可靠性造成负面影响。对此，国家陆续出台了相应标准和法规，对电能质量提出一定的要求。现有的电能质量监测装置，如功率分析仪，多为本地监测，当监测节点较多时，需要配置大量设备，且需要额外增加通信单元，将数据上传、存储。
技术实现思路
本技术提供一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本技术提供以下的技术方案：第一方面，本技术实施例提供一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，该装置包括采集模块和嵌入式主机；所述采集模块用于采集各个待测点的电能数据，并传输至嵌入式主机；所述嵌入式主机与所述采集模块连接，用于对接收到的电能数据进行电能质量的计算与分析。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，所述采集模块包括一个直接采集模块和多个就地采集模块，其中：所述直接采集模块设置在距离嵌入式主机的近端，通过差分信号与嵌入式主机连接；每个所述就地采集模块设置在距离嵌入式主机的远端，通过以太网与嵌入式主机连接。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，所述直接采集模块包括多个IO模块，每个所述IO模块对应采集一个待测点的电能数据。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，就地采集模块包括多个IO模块和耦合器，其中：所述耦合器通过差分信号与IO模块连接，连接结构为单线性拓扑结构；每个所述IO模块对应采集一个待测点的电能数据。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，每个所述IO模块之间通过差分信号连接，连接结构为单线性拓扑结构。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，所述IO模块为电压测量模块或电流测量模块或功率测量模块。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，IO模块采用链式传输方式将电能数据传输至嵌入式主机。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置中，还包括以太网交换机；所述以太网交换机通过以太网一端与嵌入式主机连接，另一端与就地采集模块中的耦合器连接。相应地，本技术实施例还提供一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测系统，包括上位机监控系统，以及上述第一方面所述的基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置。进一步地，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测系统中，所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置与上位机监控系统采用相同的通信格式。本技术实施例提供的一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置及系统，基于EtherCAT技术构架，不仅扩展性高，可以根据要测量的节点数量与待测信号量，自由组装测量模块，增强了装置的灵活性，而且通信速度快，可以通过通信将全部测量信号量交由嵌入式主机(EPC)进行电能质量分析计算，而减少了计算模块的数量，还可以通过以太网与上位机监控系统进行通信，可以方便与上位机进行数据交互，进行显示与记录。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本技术实施例一提供的一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置的结构示意图；图2是本技术实施例一提供的嵌入式主机对采集到的数据进行分析计算的流程图；图3是本技术实施例二提供的一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测系统的结构示意图；图4是本技术实施例二提供的另一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测系统的结构示意图。附图标记：直接采集模块11，就地采集模块12，嵌入式主机20；IO模块30，耦合器40，以太网交换机50；基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置60，上位机监控系统70，协议转换模块80。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本技术实施例一提供的一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供的基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，为了解决分布式电能质量监测的要求，增加监测的灵活性和准确性，并方便测量结果的记录与监控，通过结合EtherCAT技术(以太网控制自动化技术)的高通信速度、高扩展性的特点，设计了如下装置：所述基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，包括采集模块10和嵌入式主机20；所述采集模块10用于采集各个待测点的电能数据，并传输至嵌入式主机20；所述嵌入式主机20与所述采集模块10连接，用于对接收到的电能数据进行电能质量的计算与分析。其中，所述采集模块10包括一个直接采集模块11和多个就地采集模块12，其中：所述直接采集模块11设置在距离嵌入式主机20(EPC)的近端，每个所述就地采集模块12设置在距离嵌入式主机20的远端。直接采集模块11与就地采集模块12都包含多个IO模块30，每个所述IO模块30对应采集一个待测点的电能数据。具体设置时，其个数与种类可以根据被测对象的情况自行灵活选择搭配，IO模块30可以是电压测量模块、电流测量模块、功率测量模块等。需要说明的是，直接采集模块11与就地采集模块12的区别在于：就地采集模块12通过以太网与嵌入式主机20连接，直接采集模块11则不通过以太网，而是直接通过差分信号与嵌入式主机20连接。每个所述IO模块30之间通过差分信号连接，连接结构为单线性拓扑结构。由于IO模块30引出端子长度有限，最大测量长度在10m内，因此直接采集模块11仅能采集嵌入式主机20设备附近的待测点处的数据，而为了实现分布式监测的功能，需要通过以太网连接远端就地采集模块12的IO模块30，实现对嵌入式主机20设备远处待测点电能数据的采集。当待测点分布较分散时，根据待测点位置划分为多个就地采集模块12，每个就地采集模块12对应采集一个待测点的电能数据。具体的，就地采集模块12需要通过以太网交换机50与嵌入式主机20连接，而如果引入交换机，则就地采集模块12需要接入耦合器40实现信号转换，因此每个所述就地采集模块12还包括一个包括耦合器40，所述耦合器40通过差分信号与第一个IO模块30连接，连接结构为单线性拓扑结构；进一步具体的，嵌入式主机20通过网线与以太网交换机50相连，网线长度可以达数千米，基本满足各类测量需求，同时以太网交换机50同样通过网线与耦合器40相连。嵌入式主机20接收数据时，下发请求命令，按照顺序依次收集全部IO模块30所采集的数据信息，数据帧的传输过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，其特征在于，包括采集模块和嵌入式主机；所述采集模块用于采集各个待测点的电能数据，并传输至嵌入式主机；所述嵌入式主机与所述采集模块连接，用于对接收到的电能数据进行电能质量的计算与分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，其特征在于，包括采集模块和嵌入式主机；所述采集模块用于采集各个待测点的电能数据，并传输至嵌入式主机；所述嵌入式主机与所述采集模块连接，用于对接收到的电能数据进行电能质量的计算与分析。2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，其特征在于，所述采集模块包括一个直接采集模块和多个就地采集模块，其中：所述直接采集模块设置在距离嵌入式主机的近端，通过差分信号与嵌入式主机连接；每个所述就地采集模块设置在距离嵌入式主机的远端，通过以太网与嵌入式主机连接。3.根据权利要求2所述的基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，其特征在于，所述直接采集模块包括多个IO模块，每个所述IO模块对应采集一个待测点的电能数据。4.根据权利要求2所述的基于EtherCAT的分布式电能质量监测装置，其特征在于，就地采集模块包括多个IO模块和耦合器，其中：所述耦合器通过差分信号与IO模块连接，连接结构为单线性拓扑结构；每个所述IO模块对应采集一个待测点的电能数据。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍辉，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44