一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，包括一個數據處理單元；所述數據處理單元包括第一接口電路、第一FPGA芯片、微處理器芯片和存儲器芯片，第一接口電路包括十六個LC光纖接口，十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，當將LC光纖接口配置成千兆后，可用于與具有千兆光纖接口的接口電路相連通信，實現擴展；第一接口電路的數據傳輸端通過第一FPGA芯片與微處理器芯片相連，微處理器芯片的數據傳輸端還與存儲器芯片相連。本實用新型專利技術減少了裝置的硬件器件，降低了裝置的成本。

Extensible three layer network message recording and analyzing device for intelligent substation

The utility model discloses an intelligent substation can be extended to the three layer network message recording and analysis device, including a data processing unit; the data processing unit includes a first interface circuit, the first FPGA chip, microprocessor chip and memory chip, the first interface circuit comprises sixteen LC optical fiber interface, sixteen LC optical fiber interface fast / Gigabit configuration, when the LC fiber interface configured to Gigabit, can be used to connect and communicate, and interface circuit with Gigabit fiber interface to achieve the expansion of data transmission; the first interface circuit is connected with the end of the first FPGA chip microprocessor chip through the data transmission end of the microprocessor chip is connected with the memory chip. The utility model reduces the hardware component of the device and reduces the cost of the device.

【技術實現步驟摘要】
一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置
本技術屬于電力自動化
，具體涉及一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置。
技術介紹
隨著基于IEC61850規約的智能變電站普及，站內三層網絡(站控層、間隔層、過程層)中的大量報文需要分析和記錄，因此報文記錄及分析裝置就變成了站內調試和運行過程中不可或缺的裝置。當前國內的智能變電站普遍存在不同地區、不同時期、不同電壓等級設計差異比較大的情況，從而表現出光纖接入的數目差異很大，固定數目采集口的裝置很難滿足這種差異化的需求。在配置多臺裝置時，出現大量多余光口閑置，CPU模件和存儲模件工作能力不飽和等低接入效率的現象，造成的硬件資源的浪費，工程成本的提高。且對于三層網隔離、多小室布置下，無法實現分散采集、集中處理。
技術實現思路
針對上述問題，本技術提出一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，該裝置由一個數據處理單元或者一個數據處理單元和至少一個擴展單元組成，擴展單元和數據處理單元通過千兆光纖直接相連，相互配合完成不同場景下報文的采集、分析和存儲。實現上述技術目的，達到上述技術效果，本技術通過以下技術方案實現：一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，包括一個數據處理單元；所述數據處理單元包括第一接口電路、第一FPGA芯片、微處理器芯片和存儲器芯片，第一接口電路包括十六個LC光纖接口，十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，十六個LC光纖接口均可直接用于采集網絡報文，或者將LC光纖接口配置成千兆后，可用于與具有千兆光纖接口的接口電路通信，實現擴展；第一接口電路的數據傳輸端通過第一FPGA芯片與微處理器芯片相連，微處理器芯片的數據傳輸端還與存儲器芯片相連。作為優選方案，所述的一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，還包括至少一個擴展單元，所述擴展單元包括第二FPGA芯片和第二接口電路，第二接口電路具有七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口，第二接口電路的七個百兆光纖接口用于采集數據，一個千兆光纖接口用于與第一接口電路中被配置成千兆的LC光纖接口相連，第二FPGA芯片的數據傳輸端與第二接口電路的數據傳輸端相連，用于與七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口通信。作為優選方案，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為1。作為優選方案，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為2。作為優選方案，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為3。作為優選方案，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為4。作為優選方案，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為5。作為優選方案，所述第二接口電路中的千兆光纖接口用于將擴展單元中的數據匯聚后上傳至第一接口電路中的千兆光纖接口，還用于作為時鐘同步的對時口，與第一接口電路中的千兆光纖接口連接，實現對時。本技術的有益效果：本技術的數據處理單元和擴展單元為不對稱設計，數據處理單元負責報文的采集、分析和存儲，擴展單元負責報文的采集和轉發，實際應用中根據需要采集的報文路數，只配置一個數據處理單元和若干臺擴展單元，從而適應了不同規模的工程應用需求，也減少了裝置的硬件器件，降低了裝置的成本。并且在三層網隔離、多小室布置時，實現分布式系統架構，達到全站報文分散采集、集中處理，進一步降低成本。附圖說明圖1為本技術一種實施例的硬件結構示意圖；圖2為本技術一種實施例的工作數據流程圖；圖3為本技術一種實施例的時間同步示意圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。下面結合附圖對本技術的應用原理作詳細的描述。如圖1所示，一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，包括一個數據處理單元；所述數據處理單元包括第一接口電路、第一FPGA芯片、微處理器芯片和存儲器芯片，第一接口電路包括十六個LC光纖接口，十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，十六個LC光纖接口均可直接用于采集網絡報文，或者將LC光纖接口配置成千兆后，可用于與具有千兆光纖接口的接口電路相連通信，實現擴展；第一接口電路的數據傳輸端通過第一FPGA芯片與微處理器芯片相連，微處理器芯片的數據傳輸端還與存儲器芯片相連。在本技術中十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，這些采集口均可直接用于采集網絡報文；配置成千兆后，也可用于與第二接口電路中的千兆光纖接口相連，在本技術的優選實施例中，其余的15個LC光纖接口中，可以是全部是千兆光纖接口或者全部是百兆光纖接口，也可以是部分LC光纖接口為千兆光纖接口或者百兆光纖接口，具體分配由實際需求決定。所述的一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，還包括至少一個擴展單元，所述擴展單元包括第二FPGA芯片和第二接口電路，第二接口電路具有七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口，第二接口電路的七個百兆光纖接口用于采集數據，一個千兆光纖接口用于與第一接口電路中被配置成千兆的LC光纖接口相連，第二FPGA芯片的數據傳輸端與第二接口電路的數據傳輸端相連，用于與七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口通信。在本實施例中，所述第二接口電路中的千兆光纖接口用于將擴展單元中的數據匯聚后上傳至第一接口電路中的千兆光纖接口，還用于作為時鐘同步的對時口，與第一接口電路中的千兆光纖接口連接，實現對時；第一接口電路中的LC光纖接口也可直接用于采集網絡報文。本技術的配置原則如下：光口數量配置情況<＝16一臺數據處理單元<＝22一臺數據處理單元+一臺擴展單元<＝28一臺數據處理單元+二臺擴展單元<＝34一臺數據處理單元+三臺擴展單元<＝40一臺數據處理單元+四臺擴展單元<＝46一臺數據處理單元+五臺擴展單元即：在本專利技術的一種實施例中，當所需光口數量小于或者等于16個時，所述數據處理單元的個數為1，由于光口夠用，所以不需要擴展單元。當所需光口數量小于或者等于22個時，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為1。當所需光口數量小于或者等于28個時，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為2。當所需光口數量小于或者等于34個時，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為3。當所需光口數量小于或者等于40個時，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為4。當所需光口數量小于或者等于46個時，所述數據處理單元的個數為1，擴展單元的個數為5。本技術中的擴展單元上送報文給數據處理單元時，是通過自定義規約打包后分批上送的。擴展單元中不配置微處理器芯片和存儲器芯片，僅配置第二FPGA芯片用于報文接收時打上接收時間戳、報文的打包上傳以及PTP時鐘同步。實施例一圖1是本技術的硬件示意圖，如圖1所示，該裝置包括一個數據處理單元加上若干擴展單元，數據處理單元為高度2U的機箱設計，包括16個LC類型的采集口，每個口的百兆/千兆可配置，每個口配置成千兆后均可以通過千兆光纖接入到擴展單元的數據上送口(即第二接口電路中的千兆光纖接口)。擴展單元采用高度1U的機箱設計，包括8個LC類型的采集口，其中7個為百兆千兆光纖接口(用于采集數據)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，其特征在于：包括一個數據處理單元；所述數據處理單元包括第一接口電路、第一FPGA芯片、微處理器芯片和存儲器芯片，第一接口電路包括十六個LC光纖接口，十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，十六個LC光纖接口均可直接用于采集網絡報文，或者將LC光纖接口配置成千兆后，可用于與具有千兆光纖接口的接口電路通信，實現擴展；第一接口電路的數據傳輸端通過第一FPGA芯片與微處理器芯片相連，微處理器芯片的數據傳輸端還與存儲器芯片相連。

【技術特征摘要】
1.一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，其特征在于：包括一個數據處理單元；所述數據處理單元包括第一接口電路、第一FPGA芯片、微處理器芯片和存儲器芯片，第一接口電路包括十六個LC光纖接口，十六個LC光纖接口均為百兆/千兆可配置，十六個LC光纖接口均可直接用于采集網絡報文，或者將LC光纖接口配置成千兆后，可用于與具有千兆光纖接口的接口電路通信，實現擴展；第一接口電路的數據傳輸端通過第一FPGA芯片與微處理器芯片相連，微處理器芯片的數據傳輸端還與存儲器芯片相連。2.根據權利要求1所述的一種可擴展的智能變電站三層網絡報文記錄分析裝置，其特征在于：還包括至少一個擴展單元，所述擴展單元包括第二FPGA芯片和第二接口電路，第二接口電路具有七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口，第二接口電路的七個百兆光纖接口用于采集數據，一個千兆光纖接口用于與第一接口電路中被配置成千兆的LC光纖接口相連，第二FPGA芯片的數據傳輸端與第二接口電路的數據傳輸端相連，用于與七個百兆光纖接口和一個千兆光纖接口通信。3.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陶亮，江曉亮，
申請(專利權)人：南京國電南自電網自動化有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32