CN102646112A

CN102646112A - 一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法

Info

Publication number: CN102646112A
Application number: CN2012100366786A
Authority: CN
Inventors: 陈宏君; 冯亚东; 刘克金; 周强; 曹冬明; 曹卫国; 王俊生; 周磊
Original assignee: NR Electric Co Ltd; NR Engineering Co Ltd
Current assignee: NR Electric Co Ltd; NR Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明公开一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，在装置能量描述文件中，有若干个逻辑设备，每个逻辑设备下有若干个逻辑节点，每个逻辑节点有若干个数据成员；步骤是：将可视化程序按照功能划分为若干应用，每个应用管理若干页面，将逻辑设备映射为若干应用的集合，通过符号设置一个逻辑设备可管理的应用名列表；为事件、遥信、遥测、遥控、遥调及定值的可视化建模；装置能力描述文件的自动形成过程。此方法可为应用人员屏蔽复杂的专业术语，以图形化的方式直观地进行模型配置，减轻配置的工作量，并和应用程序进行自动关联，自动形成装置能力描述文件，保证配置的正确性。

Description

一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法

技术领域

本发明属于直流保护控制领域，具体涉及装置能力描述的可视化建模方法。

背景技术

直流控制保护系统除了包括控制、保护、监视三大功能外，还包括整个系统的组态、通信维护等工作。在当前直流控制系统中，往往还是采用专用或自定义的通信协议来实现与运行人员控制系统通信，这种状况主要存在以下问题：1)直流控制保护主机的信息需要经过远动与远方调度连接，远方调度往往采用标准的IEC60870-5-103或IEC60870-5-101规约，在转换环节时侯，需要人工进行信息的配置以及对点等操作，不利于工程实施；2)换流站中往往还存在交流的控制保护设备，可能与专用通讯协议不兼容，这些设备接入运行人员控制系统时，需要进行规约转换的工作。这些问题造成了整个自动化监控系统内部条块分割，信息共享困难，尤其给用户带来后续维护的巨大负担。而传统的101/103规约由于规约本身不够详细完善，以及实施初期一致性测试方面控制不严，导致实际实施中也存在兼容性的问题。

IEC61850是为了实现不同厂家的设备达到信息共享，使变电站自动化系统成为开放的系统，相互之间满足互操作性，由国际电工委员会制定的变电站内通信网络和系统的一个标准体系。IEC61850标准的内容不仅涵盖了监控层、控制保护层、I/O层的通信协议，而且涵盖了数据和装置的建模、工程集成和实施的方法、一致性要求和测试等内容，因此能够非常有效地指导控制保护系统的工程实施。IEC61850已经在电力系统的数字化变电站发挥重大作用，并方便了实现不同装置、后台的信息交互。

基于UAPC平台的PCS-9550直流控制保护系统首次创造性地将适用于交流保护的IEC61850标准引入到直流控制保护领域。IEC61850要求每个装置有能力描述文件，在模型文件里定义智能装置的逻辑设备、逻辑节点、数据集、报告控制块、数据模型等内容。以往在交流保护的模型文件是人工书写或通过专业化工具配置形成的。人工书写要求开发人员深度掌握XML格式，而大部分应用开发人员只熟悉事件描述配置，在配置时经常出现格式错误，耗费很大时间和精力。而专业化的工具受限于XML格式和kama标准，一台装置的模型文件需要人工集中输入上千个变量名，经常造成配置的变量地址信息和应用程序脱节不对应，带来很大的校对工作量。

基于上述分析，本发明人针对现有的可视化建模方法进行深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，其可为应用人员屏蔽复杂的专业术语，以图形化的方式直观地进行模型配置，减轻配置的工作量，并和应用程序进行自动关联，自动形成装置能力描述文件，保证配置的正确性。

本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是：

一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，在装置能量描述文件中，有若干个逻辑设备，每个逻辑设备下有若干个逻辑节点，每个逻辑节点有若干个数据成员；包括如下步骤：

(1)进行数据模型和应用场景的关联映射；

将直流工程装置的可视化程序按照功能划分为若干应用，每个应用管理若干页面，将逻辑设备映射为若干应用的集合，通过符号设置一个逻辑设备可管理的应用名列表，则该逻辑设备自动管理应用内各个配置符号对应的逻辑节点；创建了逻辑节点LnClass类型和标题的映射表，创建了结构体DOType类型和事件的映射表，建立了IEC61850数据模型和应用场景描述的映射表；

(2)设计单点触发事件、双点触发事件、遥信、遥测、遥控、遥调和定值的可视化图形符号，并定义了符号的数据属性，用可视化图形符号实现装置能力描述文件建模；

(3)自动形成符合IEC61850规范的装置能力描述文件；

读取可视化程序页面文件，生成代码，形成可视化图形符号对应的程序变量；依次提取各种建模符号的配置信息，自动将变量填入到数据成员的短地址属性字段，确保建模文件中的变量和源程序一致。

上述步骤(1)中，对直流应用进行建模，创建逻辑节点LnClass数据表，将逻辑节点对应的类名和主标题描述进行关联；创建结构体DoType数据表，将数据成员的名字和事件描述进行关联；数据表预先定义并存储到数据库中。

上述步骤(1)还包括如下步骤：

1)预先定义字符串描述和装置能力描述数据模型的映射关系，存储到数据表中；连接数据库，读取逻辑节点、数据成员数据表配置，形成主标题、事件描述表；

2)创建逻辑设备符号块，设置逻辑设备信息，设置逻辑设备管理的应用程序列表；

3)在程序页面中创建事件、四遥、定值符号块，通过连接线将程序变量连接到符号的输入点，进行程序变量和配置关联；双击事件符号块，在弹出的界面中选择事件的主标题、描述、状态，并设置冗余属性和消抖时间，就完成了事件的建模过程。

上述步骤(2)中，定值的建模过程是：通过定值组管理定值，一个定值组符号形成一个LN实例，1个变量形成1个DO实例，定值组内的所有变量形成的DO实例组成LN成员数据。

上述步骤(3)中，装置能力描述文件的形成步骤如下：

3.1)汇总逻辑设备设置符号块，形成逻辑设备列表；

3.2)根据逻辑设备管理的应用列表，依次扫描各个应用下的可视化页面，收集事件、四遥、定值建模符号块；

3.3)根据建模符号块设置的主标题描述，从数据库中获取对应的LN类型、LN编号；根据符号块设置的事件描述，从数据库中获取对应的DO实例名、LN编号。将具有相同LN编号的DO组织成一个LN，实现LN模型和数据模板的动态创建。将符号输入点对应的程序变量填充到DO下的成员短地址字段；

3.4)形成数据集：触发事件变量组成告警数据集，遥信变量组成状态数据集，遥调变量组成模拟量数据集，定值组成设置数据集；

3.5)形成报告块：由告警数据集、状态数据集、模拟量数据集分别创建不同的报告块。

采用上述方案后，本发明的有益效果如下：

(1)对装置能力描述建模进行了图形化表示，通过直观的图形化符号建立了应用程序和模型文件之间的映射桥梁，应用程序人员只需通过绘制连接线就可以将变量名和模型中的短地址对应，通过选择设置事件描述就可以实现逻辑节点的DO配置；

(2)可视化配置和自动建模方案，实现了应用程序和模型文件的完全信息同步，加快了装置和后台之间的信息交互调试过程，减轻了应用程序开发人员的工作量。

附图说明

图1是本发明中逻辑设备配置符号块的示意图；

图2是本发明中单点触发事件符号块的示意图；

图3是本发明中双点触发事件符号块的示意图；

图4是本发明中遥信符号块的示意图；

图5是本发明中遥测符号块的示意图；

图6是本发明中遥控符号块的示意图；

图7是本发明中遥调符号块的示意图；

图8是可视化编程和建模页面示例图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种直流保护控制装置能量描述文件的可视化建模方法，包括如下步骤：

(1)进行数据模型和应用场景的关联映射。

在装置能量描述文件中，有若干个逻辑设备LDevice，每个LDevice下有若干个逻辑节点LN，每个逻辑节点有若干个数据成员DO。将直流工程装置的可视化程序按照功能划分为若干应用，每个应用管理若干页面，将逻辑设备映射为若干应用的集合，通过符号设置一个逻辑设备可管理的应用名列表，则该逻辑设备自动管理应用内各个配置符号对应的逻辑节点。

对直流应用进行建模，创建LN数据表，将LN对应的类名lnClass和主标题描述进行关联；创建DO数据表，将DO的名字和事件描述进行关联；数据表存储到数据库中。LN数据表的结构如表1所示，包括LN类名、中文描述、英文描述、序号。

表1

LN数据表示例如表2，可灵活扩充新的LN类型。用户只需选择适合的描述来创建模型，不需要关注具体的逻辑节点类名。

表2

DO数据表结构如表3，包括所属的LN序号、预定义的DO名、中文描述和英文描述。

表3

DO数据表示例如表4，可增加新的事件、四遥信息描述。用户只需选择合适的事件描述和程序变量关联。

表4

序号

名字

中文描述

英文描述

LnNo	DOName	DescCn	DescEn
				1	EmerFault	紧急故障％s	Emergency Fault％s
2	YXWAW1Q1IND	遥信：WAW1Q1IND	YXWAW1Q1IND
				3	YKWAW1Q1	遥控：WAW1Q1	YKWAW1Q1

通过归纳直流应用的逻辑节点类型、事件类型，形成数据库表，应用人员只需在可视化界面上选择标题和描述，不需要关注IEC61850的术语。

具体操作时，可依照如下步骤：

1)连接数据库，读取LN、DO数据表配置，形成主标题、事件描述表；

2)创建逻辑设备符号块，如图1所示，设置逻辑设备信息，设置逻辑设备管理的应用程序列表；

在图1中，定义了逻辑设备名为“MAINCPU”，描述为“主机设备”，管理了6个应用：COMMAPP～OLLAPP，表示这6个应用所属的可视化页面内各个配置符号的LN归属于MAINCPU管理。

3)在程序页面中创建事件、四遥、定值等符号块，通过连接线将程序变量连接到符号的输入点，进行程序变量和配置关联；双击事件符号块，在弹出的界面中选择事件的主标题、描述、状态，并设置冗余属性和消抖时间，就完成了事件的建模过程，用户不需要直接操作专业的LN、DO模型。符号的图形如图2至图7所示。图8显示了在可视化编程过程中进行装置能力描述建模的程序页面，在可视化编程的过程中，可以无缝地进行建模，将程序变量连接到建模符号。

(2)为事件、四遥及定值的可视化建模。

1)事件建模过程：事件分为单点触发事件和双点触发事件。

1.1)单点触发事件建模

单点触发事件的数据模型如表5：

表5

对于输入，除了触发条件信号必须连接设置外，其它连接点可不设置。

1.2)双点触发事件建模

双点触发事件的数据模型如表6：

表6

对于输入，除0了两个触发条件信号必须设置外，其它输入连接点可不设置。

2)四遥建模过程：四遥包括遥信、遥测、遥控和遥调。

2.1)遥信

遥信的数据模型如表7：

表7

2.2)遥测

遥测的数据模型如表8：

表8

2.3)遥控

遥控的数据模型如表9：

表9

2.4)遥调

遥调的数据模型如表10：

表10

3)定值建模过程

通过定值组管理定值，一个定值组符号形成一个LN实例，1个变量形成1个DO实例，定值组内的所有变量形成的DO实例组成LN成员数据，如表11所示。

表11

(3)装置能力描述文件的自动形成过程。

读取可视化程序页面文件，生成代码，形成每条连接线上的变量。依次提取各种建模相关的符号信息，将连接线上的变量填入到DO的短地址属性字段，确保建模文件中的变量和源程序一致。装置能力描述文件的形成步骤如下：

3.1)汇总逻辑设备设置符号块，形成逻辑设备列表；

3.2)根据逻辑设备管理的应用列表，依次扫描各个应用下的可视化页面，收集事件、四遥、定值等建模符号块；

3.4)形成数据集：触发事件变量组成datasetAlarm告警数据集，遥信变量组成datasetDin状态数据集，遥调变量组成datasetAin模拟量数据集，定值组成dsSetting数据集；

3.5)形成报告块：由datasetAlarm创建brcbAlarm报告块，由datasetDin创建urcbDin报告块，由datasetAin创建urcbAin报告块。

具体操作时，可在装置节点右键选择“生成代码”，同步生成程序代码和装置能力描述文件。事件、四遥、定值的数据类型定义如下：

1)单点事件对应的DO类型定义为NRR_DC_SPS_3F，其数据成员定义如下：

2)双点触发事件对应的DO类型定义为NRR_DC_DPS_3F，其数据成员定义如下：

3)遥信对应的DO类型定义为NRR_DC_SPS，其数据成员定义如下：

4)遥测对应的DO类型定义为NRR_DC_MV，其数据成员定义如下：

5)遥控对应的DO类型定义为NRR_DC_DPC，其数据成员定义如下：

6)遥调对应的DO类型定义为NRR_DC_APC，其数据成员定义如下：

7)定值的数据类型分为布尔型、整型定值、浮点型，其DO类型依次为NRR_DC_SPG、NRR_DC_ING、NRR_DC_ASG。

布尔型定值数据类型定义：

整型定值数据类型定义：

浮点型定值数据类型定义：

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims

1.一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，在装置能量描述文件中，有若干个逻辑设备，每个逻辑设备下有若干个逻辑节点，每个逻辑节点有若干个数据成员；其特征在于包括如下步骤：

（1）进行数据模型和应用场景的关联映射；

（2）设计单点触发事件、双点触发事件、遥信、遥测、遥控、遥调和定值的可视化图形符号，并定义了符号的数据属性，用可视化图形符号实现装置能力描述文件建模；

（3）自动形成符合IEC61850规范的装置能力描述文件；

2.如权利要求1所述的一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，其特征在于所述步骤（1）中，对直流应用进行建模，创建逻辑节点LnClass数据表，将逻辑节点对应的类名和主标题描述进行关联；创建结构体DoType数据表，将数据成员的名字和事件描述进行关联；数据表预先定义并存储到数据库中。

3.如权利要求1所述的一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，其特征在于所述步骤（1）还包括如下步骤：

1）预先定义字符串描述和装置能力描述数据模型的映射关系，存储到数据表中；连接数据库，读取逻辑节点、数据成员数据表配置，形成主标题、事件描述表；

2）创建逻辑设备符号块，设置逻辑设备信息，设置逻辑设备管理的应用程序列表；

3）在程序页面中创建事件、四遥、定值符号块，通过连接线将程序变量连接到符号的输入点，进行程序变量和配置关联；双击事件符号块，在弹出的界面中选择事件的主标题、描述、状态，并设置冗余属性和消抖时间，就完成了事件的建模过程。

4.如权利要求1所述的一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，其特征在于所述步骤（2）中，定值的建模过程是：通过定值组管理定值，一个定值组符号形成一个逻辑节点实例，1个变量形成1个数据成员实例，定值组内的所有变量形成的数据成员实例组成逻辑节点成员数据。

5.如权利要求1所述的一种直流保护控制装置能力描述文件的可视化建模方法，其特征在于所述步骤（3）中，装置能力描述文件的形成步骤如下：

3.1）汇总逻辑设备设置符号块，形成逻辑设备列表；

3.2）根据逻辑设备管理的应用列表，依次扫描各个应用下的可视化页面，收集事件、四遥、定值建模符号块；

3.3）根据建模符号块设置的主标题描述，从数据库中获取对应的逻辑节点类型、逻辑节点编号；根据符号块设置的事件描述，从数据库中获取对应的数据成员实例名、逻辑节点编号；将具有相同逻辑节点编号的数据成员组织成一个逻辑节点，实现逻辑节点模型和数据模板的动态创建；将符号输入点对应的程序变量填充到数据成员下的成员短地址字段；

3.4）形成数据集：触发事件变量组成告警数据集，遥信变量组成状态数据集，遥调变量组成模拟量数据集，定值组成设置数据集；

3.5）形成报告块：由告警数据集、状态数据集、模拟量数据集分别创建不同的报告块。