CN102546396A - 电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法及其系统。将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息；通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。本发明能够实现站内交换机端口自动、动态配置，配置过程不需要人工参与，非常方便，并且准确性高，实现灵活配置。

Description

电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法及其系统

技术领域

本发明涉及电力系统自动化的技术领域，尤其涉及一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，以及一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统。

背景技术

电力设备远程监测系统中，远程监测诊断综合处理单元通过网络进行站内所有在线监测设备的数据采集、信息传递、控制命令等。根据对不同网络、不同信号的实时性、网络隔离和流量控制的要求，需要对网络进行VLAN划分及其优先级的设定。

而根据变电站的规模大小，往往要使用十几至数十台交换机来搭建网络的核心骨架。以往一般使用WEB或者CLI(Command-Line Interface，命令行界面)方式对所有的交换机逐一进行人工配置。并且对交换机配置前必须进行人工解读模型，然后需要逐个进行设置，工作量大，调试周期长，容易出错。其次，对于配置好的交换机，其端口都属于了固定的VLAN组，若在调试过程中插拔网线或光纤不注意，如插入了交换机的其他端口时，会导致网络结构的破坏，影响装置的正常运行。而且这类问题很难发现和定位，会大大增加工程实施、日常维护、系统升级的复杂性。更重要的是，一旦SCD中网络模型发生变化，必须对交换机重新配置，工作量相当大且容易出错，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够实现站内交换机端口自动配置的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法。通过调用综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件中通信模型部分的VLAN划分信息，对交换机进行自动配置，配置过程不需要人工参与，非常方便。

一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，包括以下步骤：将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息；通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

与现有技术相比较，本发明的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法中，将综合处理单元的SCD模型文件下载到交换机，通过解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息。通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备IP或MAC地址，根据所述VLAN划分信息，完成交换机端口的自动配置。整个过程不需要人工参与，能够大大加快电力设备远程监测系统中的站内交换机配置的效率，减少工作量，避免人工配置造成的各种错误发生。并且，因为交换机各个端口可以配置到不同的VLAN，而不是人工设定，所以配置方式比较灵活，在SCD中网络模型发生变化，必须对交换机重新配置时，只需从新执行一次本发明的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，用更新的SCD模型文件来重新自动配置即可。

本发明要解决的技术问题还在于提供一种能够实现站内交换机端口自动配置的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统。

一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，包括：

下载模块，用于将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；

解析模块，用于解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的通讯模型部分的VLAN划分信息；

地址获取模块，用于通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；

端口配置模块，用于根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

与现有技术相比较，本发明的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统中，所述下载模块将综合处理单元的SCD模型文件下载到交换机，所述解析模块通过解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息。所述地址获取模块通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备IP或MAC地址，然后由所述端口配置模块根据所述VLAN划分信息，完成交换机端口的自动配置。整个过程不需要人工参与，能够大大加快电力设备远程监测系统中的站内交换机配置的效率，减少工作量，避免人工配置造成的各种错误发生。并且，因为交换机各个端口可以配置到不同的VLAN，而不是人工设定，所以配置方式比较灵活，在SCD中网络模型发生变化，必须对交换机重新配置时，只需从新更新所述SCD模型文件，用更新的SCD模型文件来进行重新自动配置即可。

附图说明

图1是本发明电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法的流程示意图；

图2是本发明电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法的流程示意图。

所述电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法包括以下步骤：

S101，将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；

S102，解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息；

S103，通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；

S104，根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

本发明为电力设备远程监测诊断系统中使用的专业交换机设备提供自动配置的方法。因为电力设备远程监测诊断系统中综合处理单元的SCD模型文件规定了整个网络的所有拓扑结构以及各个虚拟子网络，所以本发明中将综合处理单元的SCD模型文件作为交换机配置信息的信息来源，交换机通过加载和解析SCD模型文件中网络模型部分，将SCD模型文件中相关的网络模型信息进行提取，并结合接入交换机端口的IED装置所对应的IP或MAC，实现对交换机的动态配置，以满足数字化变电站对网络通讯的要求。

优选地，对于上述步骤S101，在综合处理单元配置工具生成SCD模型文件后，可以通过IEC61850协议接口，或者专业的下载工具将所述SCD模型文件下载到交换机。

IEC61850是数字化变电站在变电站站内网络通信的一个重要以及常用标准，使用IEC61850协议接口下载所述SCD模型文件，无需再另外搭建其他的下载通道，比较方便。

在下载所述SCD模型文件到交换机之后，可先执行以下步骤：

比较下载的所述SCD模型文件的版本号是否与本地保存的SCD模型文件的版本号相同，如果相同，则放弃所述SCD模型文件，否则更新所述SCD模型文件；并且在完成交换机的各个端口分配之后，更新本地保存的版本号。

检测每次下载的SCD模型文件的版本号，可获知所述SCD模型文件的版本是否有更新，如果SCD模型文件的版本号与本地的版本号相同，则说明当前交换机端口已经按照之前下载的SCD模型文件自动配置过，并且所述SCD模型文件没有更新，则无需重新配置交换机端口。如果版本号更新，则说明SCD模型文件已经变化，需要重新配置。

通过上述对版本号的检测，保持所述SCD模型文件为最新版本，一旦所述综合处理单元中的SCD模型文件发生改变，就自动对交换机端口进行重新配置，符合更新的SCD模型文件中的VLAN定义。

在本实施方式中，可设定对所述SCD模型文件每隔预定周期即执行自动下载。

对于上述步骤S102，电力设备远程监测系统的综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件的通讯模型部分，包括电力系统站内的各个设备所在网络的VLAN划分以及划分的所述VLAN的优先级等信息。

通过解析所述SCD模型文件可以从中提取出VLAN划分信息，所述VLAN划分信息包括定义的各个VLAN的所有设备的IP或MAC地址信息。

同样，通过解析所述SCD模型文件也可以从中提取出所述VLAN的优先级信息。所述VLAN的优先级信息定义了各个VLAN的资源占用的优先级。

对于上述步骤S103，具体可通过以下手段实现：

获取所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的所有设备IP地址；

对获取的所述设备IP地址发送ARP请求，获取与所述交换机连接的设备对应的MAC地址；

查找所述交换机的各个端口分别连接的设备的IP或MAC地址。

进一步地，在获取与所述交换机连接的设备对应的MAC地址之后，可进一步建立所述交换机连接的设备的IP和MAC地址的对照表。

通过对所述VLAN划分信息中包含的所有设备的IP地址发送ARP请求，从而可快速、方便地获取所述对应的MAC地址，建立IP和MAC地址的对照表，从而可以知道哪些设备与本交换机连接，再通过进一步的查找，可获得每一端口所连接的设备的IP或MAC地址，从而建立交换机端口与其连接的设备的IP或MAC地址的一一对应关系。

其中，可通过下述方式查找所述交换机的各个端口连接的设备的IP或MAC地址：

查询所述交换机的各个端口的MAC地址表；

若所述端口的MAC地址表有内容，则获取所述端口所连接的设备的IP或MAC地址，或者进一步通过ARP协议获取IP地址；若所述端口的MAC地址表没有内容，或者有多个MAC地址，则跳过所述端口，查询下一端口的MAC地址表，直到所述交换机的所有端口都查询完毕。

对于上述步骤S104，通过对比步骤S103获得的交换机各个端口所连接的设备的IP或MAC地址，以及步骤S102中解析获得的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址，可以将所述交换机的各个端口分配到对应的VLAN。

在一个实施方式中，可以通过调用API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)来完成交换机的VLAN划分配置，从而实现交换机的自动配置。

并且，在配置交换机端口到各个VLAN时，可进一步执行判断，若所述VLAN中已经包含了所述端口，则不再执行加入所述端口的操作；若所述VLAN中未包含所述端口，则将所述端口分配到所述VLAN中。

在完成交换机自动配置后，可保存当前配置所利用的SCD模型文件的版本号。

作为一个优选实施方式，在步骤S102中解析所述SCD模型文件时，进一步获取所述SCD模型文件中的VLAN优先级；并且在步骤S104完成交换机的各个端口自动分配之后，进一步根据所述优先级设定交换机的各个端口的优先级，以完善交换机端口的配置信息。各交换机的各个端口可以根据所述VLAN优先级，进行通信资源的灵活调度。

请参阅图2，图2是本发明电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统的结构示意图。

所述电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统包括：

下载模块101，用于将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；

解析模块102，用于解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的通讯模型部分的VLAN划分信息；

地址获取模块103，用于通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；

端口配置模块104，用于根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

本发明的系统为电力设备远程监测诊断系统中使用的专业交换机设备提供自动配置。所述下载模块101和所述解析模块102通过加载并解析SCD模型文件，将SCD模型文件中相关的网络模型信息进行提取，所述端口配置模块104结合所述地址获取模块103获取的接入交换机端口的IED装置所对应的IP或MAC，实现对交换机的自动配置，以满足数字化变电站对网络通讯的要求。

优选地，所述下载模块101可以在综合处理单元配置工具生成SCD模型文件后，通过IEC61850协议接口，或者专业的下载工具将所述SCD模型文件下载到交换机。

IEC61850是数字化变电站在变电站站内网络通信的一个重要以及常用标准，所述下载模块101使用IEC61850协议接口下载所述SCD模型文件，无需再另外搭建其他的下载通道，比较方便。

本发明电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统可进一步包括更新模块，所述更新模块用于比较所述下载模块下载的所述SCD模型文件的版本号是否与本地保存的SCD模型文件的版本号相同，如果相同，则放弃所述SCD模型文件，否则更新所述SCD模型文件，并更新本地保存的版本号。

所述更新模块检测每次下载的SCD模型文件的版本号，可获知所述SCD模型文件的版本是否有更新。如果SCD模型文件的版本号与本地的版本号相同，则说明当前交换机端口已经按照之前下载的SCD模型文件自动配置过，并且所述SCD模型文件没有更新，因此无需重新配置交换机端口。如果版本号更新，则说明SCD模型文件已经变化，需要重新配置。

通过所述更新模块对版本号的检测，保持所述SCD模型文件为最新版本，一旦所述综合处理单元中的SCD模型文件发生改变，就自动对交换机端口进行重新配置，符合更新的SCD模型文件中的VLAN定义。

在本实施方式中，所述更新模块可设定对所述SCD模型文件每隔预定周期即执行自动下载。

对于所述解析模块102，电力设备远程监测系统的综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件的通讯模型部分，包括电力系统站内的各个设备所在网络的VLAN划分以及划分的所述VLAN的优先级等信息。

所述解析模块102解析所述SCD模型文件可以从中提取出VLAN划分信息，所述VLAN划分信息包括定义的各个VLAN的所有设备的IP或MAC地址信息。

同样，所述解析模块102通过解析所述SCD模型文件也可以从中提取出所述VLAN的优先级信息。所述VLAN的优先级信息定义了各个VLAN的资源占用的优先级。

在一个优选实施方式中，所述地址获取模块103包括以下几个子模块：

IP地址获取模块，用于获取所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP地址；

MAC地址获取模块，用于对所述IP地址获取模块获取的所述设备IP地址发送ARP请求，获取与交换机连接的设备对应的MAC地址；

以及，查找模块，用于查找所述交换机的各个端口分别连接的设备的IP或MAC地址。

其中，所述MAC地址获取模块在获取与所述交换机连接的设备对应的MAC地址之后，可进一步建立所述交换机连接的设备的IP和MAC地址的对照表。

通过所述MAC地址获取模块对所述VLAN划分信息中包含的所有设备的IP地址发送ARP请求，从而可快速、方便地获取所述对应的MAC地址，建立IP和MAC地址的对照表，从而可以知道哪些设备与本交换机连接，再通过所述查找模块查找获得每一端口所连接的设备的IP或MAC地址，从而建立交换机端口与其连接的设备的IP或MAC地址的一一对应关系。

进一步地，所述查找模块可包括轮询模块，用于查询所述交换机的各个端口的MAC地址表，若所述端口的MAC地址表有内容，则获取所述端口所连接的设备的IP或MAC地址，或者进一步通过ARP协议获取IP地址；若所述端口的MAC地址表没有内容，或者有多个MAC地址(表示为级联接口)，则跳过所述端口，查询下一端口的MAC地址表，直到所述交换机的所有端口都查询完毕。

所述端口配置模块104通过对比所述地址获取模块103获得的交换机各个端口所连接的设备的IP或MAC地址，以及所述解析模块102解析获得的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址，可以将所述交换机的各个端口分配到对应的VLAN。

在一个实施方式中，可以所述端口配置模块104可通过调用API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)来完成交换机的VLAN划分配置，从而实现交换机的自动配置。

并且，所述端口配置模块104在配置交换机端口到各个VLAN时，可进一步执行判断，若所述VLAN中已经包含了所述端口，则不再执行加入所述端口的操作；若所述VLAN中未包含所述端口，则将所述端口分配到所述VLAN中。

所述更新模块在完成交换机自动配置后，可保存当前配置所利用的SCD模型文件的版本号。

作为一个优选实施方式，本发明的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统进一步包括优先级模块，用于从所述解析模块解析的SCD模型文件中获取VLAN优先级信息，并根据所述VLAN优先级信息设定交换机的各个端口的优先级。以完善交换机端口的配置信息，各交换机的各个端口可以根据所述VLAN优先级，进行通信资源的灵活调度。

本发明的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法及其系统中，交换机通过加载和解析综合处理单元的SCD模型文件中网络模型部分进行网络配置，通过SCD模型解析出MMS和VLAN的网络特征信息，最终获得各VLAN中的MAC地址，实现动态配置站内交换机，适用于电力设备远程监测诊断系统中站内的交换机的配置。

通过本发明，VLAN中配置的交换机端口随着接入交换机端口的设备改变而改变。具体地，VLAN对应的端口配置表的建立是在查找端口接入设备的MAC地址基础之上的，因此可以随着设备插入端口的改变而改变VLAN的端口配置；其次，VLAN的配置不依赖于人工去WEB或CLI配置，而是由交换自身决策配置的，非常方便，并且准确性高，配置方式比较灵活。

本发明具有以下优点：

1.无需人工配置，避免人工配置错误，大大提高工程实施效率。

2.可以根据设备接入情况自动实现交换机端口的VLAN分配，避免了端口预分配带来的施工不便以及因为设备插错端口导致的设备无法正常运行。

3.由于该配置方法是一种动态的配置方案，在网络结构需要升级时，只需将新的SCD导入交换机，大大提升了网络升级的便利性和灵活性。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；

解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的VLAN划分信息；

通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；

根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

2.如权利要求1所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，其特征在于，将所述SCD模型文件下载到交换机之后，进一步执行以下步骤：

比较下载的所述SCD模型文件的版本号是否与本地保存的SCD模型文件的版本号相同，如果相同，则放弃所述SCD模型文件，否则更新所述SCD模型文件；

在完成交换机的各个端口分配之后，更新本地保存的版本号。

3.如权利要求1或者2所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，其特征在于，通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址的步骤包括：

获取所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的所有设备IP地址；

对获取的所述设备IP地址发送ARP请求，获取与所述交换机连接的设备对应的MAC地址；

查找所述交换机的各个端口分别连接的设备的IP或MAC地址。

4.如权利要求3所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，其特征在于，查找所述交换机的各个端口连接的设备的IP或MAC地址的步骤包括：

查询所述交换机的各个端口的MAC地址表；

若所述端口的MAC地址表有内容，则获取所述端口所连接的设备MAC地址，或者进一步通过ARP协议获取IP地址；若所述端口的MAC地址表没有内容或者有多个MAC地址，则跳过所述端口；查询下一端口的MAC地址表，直到所述交换机的所有端口都查询完毕。

5.如权利要求1或者2所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置方法，其特征在于，在解析所述SCD模型文件时，进一步获取所述SCD模型文件中的VLAN优先级信息；完成交换机的各个端口分配之后，进一步根据所述优先级信息设定交换机的各个端口的优先级。

6.一种电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，其特征在于包括：

下载模块，用于将综合处理单元配置工具生成的SCD模型文件下载到交换机；

解析模块，用于解析所述SCD模型文件，获取所述SCD模型文件中的通讯模型部分的VLAN划分信息；

地址获取模块，用于通过链路层协议识别交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址；

端口配置模块，用于根据所述交换机各个端口连接的设备的IP或MAC地址与所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP或MAC地址的对应关系，将交换机的各个端口分配到所述VLAN划分信息划分的VLAN。

7.如权利要求6所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，其特征在于，进一步包括更新模块，所述更新模块用于比较所述下载模块下载的所述SCD模型文件的版本号是否与本地保存的SCD模型文件的版本号相同，如果相同，则放弃所述SCD模型文件，否则更新所述SCD模型文件，并更新本地保存的版本号。

8.如权利要求6或者7所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，其特征在于，所述地址获取模块包括以下子模块：

IP地址获取模块，用于获取所述VLAN划分信息划分的各个VLAN包含的设备IP地址；

MAC地址获取模块，用于对所述IP地址获取模块获取的所述设备IP地址发送ARP请求，获取与交换机连接的设备对应的MAC地址；

查找模块，用于查找所述交换机的各个端口分别连接的设备的IP或MAC地址。

9.如权利要求8所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，其特征在于，所述查找模块包括：

轮询模块，用于查询所述交换机的各个端口的MAC地址表，若所述端口的MAC地址表有内容，则获取所述端口所连接的设备的IP或MAC地址，或者进一步通过ARP协议获取IP地址；若所述端口的MAC地址表没有内容，或者有多个MAC地址，则跳过所述端口，查询下一端口的MAC地址表，直到所述交换机的所有端口都查询完毕。

10.如权利要求6或者7所述的电力设备远程监测系统的站内交换机配置系统，其特征在于，进一步包括优先级模块，所述优先级模块用于从所述解析模块解析的SCD模型文件中获取VLAN优先级信息，并根据所述VLAN优先级信息设定交换机的各个端口的优先级。

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