CN100553195C - 自动化监控系统与保护设备间数据通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于水电厂自动化监控系统与保护设备间使用UDP与TCP相结合的数据通信方法，其实现分为初始化、信息交换、通信中断及恢复、最后结束程序。该方法通过保护设备平时向自动化监控系统发送TCP单向报文，自动化监控系统向保护设备发送UDP报文的方式来保证信息传输的及时性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及水电厂自动化监控系统的通信方法。具体地说本发明涉及水电厂自动化监控系统与保护设备间进行信息交换时，采用以太网UDP与TCP相结合的数据通信方法。属于电子信息通迅技术领域。
背景技术
在水电厂中，水电厂自动化监控系统通常与多个保护设备间采用以太网进行信息交换。如果只采用UDP方式，速度快，但是可靠性差，会丢失数据。如果只采用TCP方式，虽然可靠性得到了保证，但是速度慢，无法保证信息传输的及时性。如果合理采用UDP与TCP相结合，则可靠性和快速性都能得到保证。
目前水电厂自动化监控系统与保护设备间的网络通信有UDP和TCP两种方式。它们通过UDP报文或TCP报文进行信息交换，这些报文在网络正常的情况下，基本上能传输自动化监控系统与保护设备间的信息。但分别使用上述两种通信方式无法同时保证信息传输的可靠性和及时性，具体如下：
1、只采用UDP方式，速度快，但是可靠性差，会丢失数据。
水电厂自动化监控系统通常与多个保护设备间的进行信息交换，自动化监控系统采用UDP轮巡报文，当UDP报文丢失后，自动化监控系统无法自动重发，造成数据丢失。保护设备采用UDP单向报文，多个保护设备可能同时向自动化监控系统发送UDP报文，容易造成网络堵塞而使UDP报文丢失，致使交换数据丢失。当自动化监控系统向保护设备发送遥控UDP报文时，如果数据丢失，会造成无法在自动化系统中远方控制现场设备的严重后果。
2、只采用TCP方式，虽然可靠性得到了保证，但是速度慢，无法保证信息传输的及时性。
TCP方式中，保护设备与自动化监控系统在进行信息交换之前，首先要建立连接。保护设备向自动化监控系统发起连接之前，必须知道自动化监控系统是否在线。在正常连接状态下，如果不进行远方遥控，保护设备采用TCP单向报文，基本上能传输自动化监控系统与保护设备间的信息，这样信息传输的可靠性和及时性都能得到保证。但是，为了让保护设备获知自动化监控系统是否在线，自动化监控系统必须定时向保护设备发送TCP报文，因为TCP报文有重发机制，双向重发，容易造成网络堵塞。为防止网络堵塞，保护设备不能采用TCP单向报文，而必须采用自动化监控系统TCP发送轮巡报文，这样，就无法保证信息传输的及时性。
为了保护设备的信息能及时可靠的传输到自动化监控系统中，平时，保护设备向自动化监控系统方向最好采用TCP单向报文，自动化监控系统向保护设备最好采用UDP报文。当自动化监控系统与保护设备间采用以太网UDP与TCP相结合时，信息传输的可靠性和快速性都能得到保证，因此，自动化监控系统与保护设备间采用UDP与TCP相结合的数据通信方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于自动化监控系统与保护设备间采用UDP与TCP相结合的数据通信方法。该方法通过保护设备平时向自动化监控系统发送TCP单向报文，自动化监控系统向保护设备发送UDP报文的方式来保证信息传输的及时性和可靠性。
本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种自动化监控系统与保护设备间数据通信方法，其实现步骤如下：
1、初始化：初始化就是建立TCP连接，自动化监控系统主动发送包含标识自己节点名称的网络节点名的UDP报文；保护设备收到自动化监控系统的UDP报文后，会提取自动化监控系统端的IP地址然后向此地址的TCP端口发起连接；
2、信息交换：自动化监控系统与保护设备之间的信息交换有以下两种方式：a、发送/无回答：保护设备在正常连接的通道中，向自动化监控系统主动发送需循环发送的测量值或需主动发送的事件信息TCP报文，b、发送/确认：当自动化监控系统向保护设备发送控制命令、设置参数的TCP报文时，保护设备需向自动化监控系统发送确认TCP报文，在整个信息交换过程中，自动化监控系统都定时向保护设备发送含有时间信息的广播报文；
3、通信中断及恢复：通信中断只发生在自动化监控系统和保护设备之间的物理链路断开的情况；自动化监控系统定时检测客户端的TCP报文以检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，断开TCP链路连接；保护设备利用循环上送的TCP报文检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，中断与自动化监控系统的TCP连接；通信中断后重新建立连接过程与初始化过程相同；
4、结束：保护设备或自动化监控系统退出运行；保护设备退出运行，自动化监控系统断开TCP链路连接，停止向保护设备发送控制命令TCP报文；自动化监控系统退出运行，保护设备停止向自动化监控系统发送循环及自发TCP报文。
有益效果：
本发明所述方法的最大特点是在水电厂自动化监控系统与保护设备之间的通信中使用UDP与TCP相结合，通过保护设备平时向自动化监控系统发送TCP单向报文，自动化监控系统向保护设备发送UDP报文的方式来保证信息传输的及时性和可靠性。同时，信息传输的可靠性提高了整个水电厂自动化系统运行的安全性。
附图说明
图1为本发明自动化监控系统与保护设备间数据通信方法的初始化过程图；
图2为本发明自动化监控系统与保护设备间数据通信方法的信息交换过程图；
图3为本发明自动化监控系统与保护设备间数据通信方法通信中断过程图；
具体实施方式：
如图1-3所示的本发明一种基于水电厂自动化监控系统与保护设备间使用UDP与TCP相结合的数据通信方法，其实现步骤如下：
1、初始化：初始化就是建立TCP连接，自动化监控系统主动发送包含标识自己节点名称的网络节点名的UDP报文；保护设备收到自动化监控系统的UDP报文后，会提取自动化监控系统端的IP地址然后向此地址的TCP端口发起连接；
2、信息交换：自动化监控系统与保护设备之间的信息交换有以下两种方式：a、发送/无回答：保护设备在正常连接的通道中，向自动化监控系统主动发送需循环发送的测量值或需主动发送的事件信息TCP报文，b、发送/确认：当自动化监控系统向保护设备发送控制命令、设置参数的TCP报文时，保护设备需向自动化监控系统发送确认TCP报文，在整个信息交换过程中，自动化监控系统都定时向保护设备发送含有时间信息的广播报文；
3、通信中断及恢复：通信中断只发生在自动化监控系统和保护设备之间的物理链路断开的情况；自动化监控系统定时检测客户端的TCP报文以检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，断开TCP链路连接；保护设备利用循环上送的TCP报文检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，中断与自动化监控系统的TCP连接；通信中断后重新建立连接过程与初始化过程相同；
4、结束：保护设备或自动化监控系统退出运行；保护设备退出运行，自动化监控系统断开TCP链路连接，停止向保护设备发送控制命令TCP报文；自动化监控系统退出运行，保护设备停止向自动化监控系统发送循环及自发TCP报文。
实施例1为水电厂自动化监控系统与3台线路保护设备间的通信，通信信息为：遥测量，遥信量和遥控量。自动化监控系统起动后就定时向3台线路保护设备发送UDP报文，在线的线路保护设备向自动化监控系统发起连接。在正常连接状态下，在线的线路保护设备定时向自动化监控系统发送所有遥测量和遥信量TCP报文，自动发送变化遥测量和遥信量TCP报文。在需要遥控时，自动化监控系统向在线的线路保护设备中的某一台发送遥控命令TCP报文，收到遥控令的设备向自动化监控系统发送确认信息TCP报文。这样，自动化监控系统不需向3台线路保护设备发送轮巡的TCP或UDP报文，减少了网络通信信息量；同时，只要遥测量和遥信量有变化，线路保护设备就自动发送，提高了信息传输的及时性。
本实施例不以任何方式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所形成的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1、一种自动化监控系统与保护设备间的数据通信方法，其实现步骤如下：
(1)初始化：初始化就是建立TCP连接，自动化监控系统主动发送包含标识自己节点名称的网络节点名的UDP报文；保护设备收到自动化监控系统的UDP报文后，会提取自动化监控系统端的IP地址然后向此地址的TCP端口发起连接；
(2)信息交换：自动化监控系统与保护设备之间的信息交换有以下两种方式：a、发送/无回答：保护设备在正常连接的通道中，向自动化监控系统主动发送需循环发送的测量值或需主动发送的事件信息TCP报文，b、发送/确认：当自动化监控系统向保护设备发送控制命令、设置参数的TCP报文时，保护设备需向自动化监控系统发送确认TCP报文，在整个信息交换过程中，自动化监控系统都定时向保护设备发送含有时间信息的广播报文；
(3)通信中断及恢复：通信中断只发生在自动化监控系统和保护设备之间的物理链路断开的情况；自动化监控系统定时检测客户端的TCP报文以检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，断开TCP链路连接；保护设备利用循环上送的TCP报文检查通信链路，如果通信链路不存在，则判断为通信中断，中断与自动化监控系统的TCP连接；通信中断后重新建立连接过程与初始化过程相同；
(4)结束：保护设备或自动化监控系统退出运行；保护设备退出运行，自动化监控系统断开TCP链路连接，停止向保护设备发送控制命令TCP报文；自动化监控系统退出运行，保护设备停止向自动化监控系统发送循环及自发TCP报文。
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