淺析ZFP—DC匯集器的研究與應用

摘 要：ZFP-DC系列匯集器在TRMS系統中主要是負責接收現場各自動化設備采集的遙測值和遙信狀態等信息，并進行分類和向主站傳輸等工作；同時轉達監控中心對現場設備的各種參數設置和控制命令。具有強大的通信處理能力和現場監控能力，還具有實時性強、可靠性高、安裝簡易方便的特點。

關鍵詞：TRMS；ZFP-DC；匯集器

1 研究背景

ZFP-DC系列匯集器是針對變電站自動運行監測和企業電能動態管理系統（即TRMS系統）的通訊要求而開發的一種具有通信及規約轉換功能的裝置。用于解決用戶電力信息采集裝置不同廠家、不同接口、不同規約的產品之間相互通訊，可以實現變電站運行監測系統和電能管理系統內的各種現場智能設備和遠方監控后臺之間以串口、以太網、無線等多種方式的通信互聯。

2 匯集器概述

匯集器是系統數據信息交換的橋梁，在數據采集傳輸中起到通信樞紐的作用。

3 匯集器功能特點

3.1 多通訊口集成

ZFP-DC系列匯集器具有3個標準RS485接口、1個調試串口和1個以太網口。RS485接口用于與現場的智能監控設備通訊。在變電站自動運行和負荷動態監控系統中，2個RS485個接口分別連接TRMS系統的eTP-Ⅱ采集器和控制器，預留一個接口與其他智能設備的通訊。

3.2 支持多種協議轉換

ZFP-DC系列匯集器支持多種協議轉換，包括：

DL/T 645-2007 多功能電能表通信協議

IEC60870-5-101規約

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、光纖、GPRS多種通訊方式與上級監控平臺通訊，可根據現場實際情況來選擇。

與現場智能設備的通訊。ZFP-DC系列可支持485方式和無線ZIGBEE兩種與現場采集器或其它智能設備交互。

3.4 遠程維護功能

通信端口參數遠程設置，采用遠程連接協議工具Putty。可方便的設置主站地址、端口和傳輸協議等。

程序支持遠程升級，可進行二次開發。

4 匯集器主要技術參數

4.1 運行環境參數

室內環境溫度：-25℃～+55℃；

相對濕度： 5%～95%；

大氣壓力：70kpa～106kpa；

工作電源：24VDC

4.2 安全性能

電氣絕緣

標準暫缺。

機械性能：頻率為2～9Hz，振幅為0.3mm及頻率為9～500Hz，振幅為1m/S2的振動。

電磁兼容：靜電放電抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、工頻磁場抗擾度等符合GB/T 15153.1-1998中的相關規定。

外殼防護等級：符合GB/T 4208-1993規定的IP20的要求。

4.3 產品配置

操作系統： LINUX-2.6操作系統

主板：嵌入式工控主板

CPU：200MHz主頻

存儲設備：64～256MB NandFlash，2～8MB DataFlash

內存：64M SDRAM

通信接口：

1個網口，標準10M/100M網絡接口

4個串口，其中1路調試，3個數據通信串口

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，應綜合考慮與上、下級通訊方式的選擇、通訊距離、性能要求等因素。

5.1 采用485方式與下級采集器連接

一個匯集器最多可連接3個采集器RS485總線網絡，其中每個485總線網絡能夠通過屏蔽雙絞線掛接25只采集器，即最大支持100條線路的數據采集。總線通訊距離宜控制在100米內。

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方式與下級采集器連接

一個匯集器可連接1個ZIGBEE網絡，能夠支持10只采集器，即20條線路。通訊距離宜控制45米內，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，現場AC220V可經過AD模塊轉換后給匯集器供電。

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，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，匯集器天線可以通過預留的孔延伸到箱體外以保證接收信號的強度要求。

6.3 通訊線的敷設

各個采集器安裝完成后，通訊線需要跨柜體、跨柜組之間進行敷設，通訊電纜的敷設應以沿柜體內部線槽、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穿PVC管并用固定件以水平或垂直方向固定，所有轉彎處都應用轉角連接頭連接牢固。

如果現場使用以太網方式與主站通訊，將網線插入對應的以太網口。

7 典型應用

匯集器在用戶變電站自動運行監測和企業電能動態管理系統中的典型應用見圖所示。匯集器將采集器（或者其它智能儀表）采集的電力運行數據和開關狀態上傳至監控主站，同時將主站的控制指令下達至控制器等執行機構。

ZFP-D系列匯集器典型應用示意圖

8 結束語

ZFP-DC系列匯集器強大的通信處理能力和現場監控能力，實現了變電站運行監測系統和電能管理系統內的各種現場智能設備和遠方監控后臺之間的通信互聯，安裝簡易、實時性強、可靠性高。

參考文獻

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