CN103529779A - 基于iec61850协议的状态接入/远程控制设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于IEC61850协议的状态接入／远程控制设备的控制方法，包括：状态接入／远程控制设备读取各个被接入设备的目录数据、数据属性值信息；创建公共逻辑设备对象和与每个接入设备对应一致的逻辑设备对象；所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，从每个被接入设备读取其所对应的每个逻辑设备对象的目录数据、数据属性值信息，进行同步采集；或，接收来自远程操作站的远程操作及控制指令，所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，转发远程操作及控制指令到对应的被接入设备。克服了数据配置繁琐，以及由于数据模型不统一导致的系统资源消耗大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力通信控制领域，具体而言，涉及一种基于IEC61850协议的状态接入／远程控制设备的控制方法。
背景技术
在工业自动化测量监控系统中，存在大量的在线运行的监测设备、保护设备、计量设备和测量控制设备，为了对这些设备及其所对应的一次设备进行有效监控和管理，需要设计远动机、通信管理机、状态接入控制器、规约转换器、中继器、网关等，这里统称“状态接入／远程控制设备”，以方便将这些在线设备接入到系统中，实现远程监控。
现行的远动机、通信管理机、状态接入控制器、规约转换器、中继器、网关等接入及远动控制设备等状态接入／远程控制设备，存在的问题是：
不能兼具透明传输和数据集中控制的能力和优点。通常的网关和中继器仅仅是简单的转发，尽管有时具有数据透明传输功能，但无法实现被接入设备的分级诊断和数据集控能力；而目前采用的通信管理机和状态接入控制器以及远动机本质上是一种规约转换器，尽管具有被接入设备的分级诊断和数据集控能力，但被接入设备的 数据与提供给站端的数据需要复杂的配置和转换才能保持一致，这种配置和转换需要占用大量的系统资源，会产生如下诸多问题：
1运行配置繁琐，不能实现即插即用：由于设备运行依赖于模型文件的支持，每个设备在运行前需要大量的手工操作，通常在运行前需要手工配置源端数据模型与终端数据模型的映射。
2由于接入设备的模型文件经过配置得到，被接入设备的模型与站端获取的模型不能完全一致，从而不能真实准确反映在线运行情况：参见图1，远程工作站作为站端获取的数据没有有效措施来保证与被接入设备的数据为同一模型特征的数据。模型是设备工作过程中的数据模型和集合。
3由于被接入设备的模型与站端获取的模型不能完全一致，运行开销较大，影响接入能力：从被接入设备采集到的数据与提供给站端的数据通常是分开使用内存的，需要更多的内存空间，而且往往会由此导致数据不一致。
发明内容
本发明旨在提供一种基于IEC61850协议的状态接入／远程控制设备的控制方法，以解决先前同类产品配置繁琐、不能兼具数据及指令透明传输和远程数据集控的双重能力、占用系统资源大等问题。
在本发明的实施例中，提供了一种基于IEC61850协议的状态接入／远程控制设备的控制方法，包括：状态接入／远程控制设备读取各个被接入设备的目录数据、数据属性值信息；其中，所述数据属性值信息至少包含以下之一：状态值、测量值、控制值、配置值、描述值、设定值；创建公共逻辑设备对象和与每个接入设备对应一致的逻辑设备对象；其中，所述公共逻辑设备对象包括：所述状态接入／远程控制设备的属性信息；该属性信息包括所述状态接入／远程 控制设备的目录数据及数据属性值信息；每个所述逻辑设备对象包括：与其对应的被接入设备的属性信息；该属性信息包括与该被接入设备的目录数据、数据属性值一致的数据信息；所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，从每个被接入设备读取其所对应的每个逻辑设备对象的目录数据、数据属性值信息，进行同步采集；
接收远程操作站的数据采集及同步指令，将创建的所述公共逻辑设备对象的数据和从被接入设备同步采集得到的数据，以IEC61850通信协议发送至远程工作站；
或，
接收来自远程操作站的远程操作及控制指令，所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，转发远程操作及控制指令到对应的被接入设备。
优选地，还包括：预先在所述状态接入／远程控制设备上创建包含多个IP地址的列表；所述状态接入／远程控制设备按照所述列表中的地址，访问相应的各个设备，查询到符合IEC61850协议的所述被接入设备。
优选地，采用内存共享的存储机制存储从所述被接入设备读取的数据；在向所述远程工作站发送时，提取所述采用内存共享的存储机制存储的从所述被接入设备读取的数据，发送至所述远程工作站。
优选地，建立所述公共逻辑设备对象的过程中，还包括：根据所述读取过程创建的每个被接入设备的评价值信息和控制信息，以及所述状态接入／远程控制设备的诊断信息；
根据所述控制信息，控制每个被接入设备的开启、关闭、删除、和／或添加操作。
因为采用IEC61850标准自动获取数据目录的，并根据此数据目录设计了自动创建新的服务数据目录和以此目录提供IEC61850标准服务的过程，所以克服了数据配置繁琐，以及由于数据模型不统一导致的系统资源消耗大的问题，又由于不需要模型的转换，既可实现数据的集中同步采集和指令的透明传输，同时还可采用在同一个内存空间存储被接入设备的采集数据和服务数据，达到了被接入设备可即插即用、数据高度一致性的、远程测控功能强大等效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有的状态接入／远程控制设备采集被接入设备数据的示意图；
图2示出了本发明的实施例的流程图；
图3示出了本发明的实施例采集被接入设备数据的示意图；
图4示出了本发明的实施例创建公共逻辑对象和逻辑设备对象的流程图；
图5示出了一级状态控制器采集目录数据的示意图；
图6示出了采集目录数据的通信流程图；
图7示出了二级状态控制器采集目录数据的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。参见图2，本发明的实施例包括：
S11：状态接入／远程控制设备读取各个被接入设备的目录数据、数据属性值信息；
其中，所述数据属性值信息至少包含以下之一：状态值、测量值、控制值、配置值、描述值、设定值；
S12：创建公共逻辑设备对象和、与每个接入设备对应一致的逻辑设备对象；
其中，所述公共逻辑设备对象包括：所述状态接入／远程控制设备的属性信息；该属性信息包括所述状态接入／远程控制设备的目录数据，以及根据所述读取过程创建的每个被接入设备的评价值信息及其诊断信息；
每个所述逻辑设备对象包括：与其对应的被接入设备的属性信息；该属性信息包括与该被接入设备的目录数据、数据属性值信息一致的数据信息；
S13：所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，从每个被接入设备读取其所对应的每个逻辑设备对象的目录数据、数据属性值信息，进行同步采集；
从被接入设备读入并创建的所述同步采集数据被状态接入＼远程控制设备虚拟为自身的逻辑设备对象数据，该对象数据作为服务数据的一部分，对远程客户提供IEC61850标准的数据服务，远程客户看到的效果与直接同该被接入设备连接的效果一样。另一方面， 从被接入设备读入并创建的所述同步采集数据与其对应的服务数据是同一内存数据；
S14：接收远程操作站的数据采集及同步指令，将创建的所述公共逻辑设备对象的数据和从被接入设备同步采集得到的数据，以IEC61850通信协议发送至远程工作站；
或，
S15接收来自远程操作站的远程操作及控制指令，所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，转发远程操作及控制指令到对应的被接入设备。
公共逻辑设备对象和逻辑设备对象分别存储接入设备的目录数据、以及被接入设备的目录数据，从而可建立统一的符合IEC61850标准服务的数据采集和同步，以及转发远程工作站的指令，控制被接入设备。由于不需要模型的转换，既可实现数据的集中同步采集和指令的传输，同时还可采用在一个内存空间存储被接入设备的采集数据和服务数据。
还包括：采用内存共享的存储机制存储从所述被接入设备读取的数据；
在向所述远程工作站发送时，提取所述采用内存共享的存储机制存储的从所述被接入设备读取的数据，发送至所述远程工作站。
本发明的实施例因为采用IEC61850标准自动获取数据目录，并根据此数据目录设计了自动创建新的服务数据目录和以此目录提供IEC61850标准服务的过程，所以克服了数据配置繁琐，以及由于数据模型不统一导致的系统资源消耗大的问题，又由于不需要模型的转换，既可实现数据的集中同步采集和指令的透明传输，同时 还可采用在同一个内存空间存储被接入设备的采集数据和服务数据，达到了被接入设备可即插即用数据高度一致性、远程测控功能强大等效果。
下面通过详细的实例说明本发明的方法的应用，参见图3所示的本发明实施例中的系统架构示意图。图中本发明的接入控制器／远动机作为接入端，通过公共逻辑设备对象建立图中的管理对象域数据，即接入控制器自身的属性信息、每个被接入设备的评价值信息和诊断信息；通过每个逻辑设备对象建立对应的每个被接入设备的数据。
图3中建立公共逻辑设备对象和各个逻辑设备对象的过程如下，参见图4，包括：
S21：一级状态接入控制器(本实施例中其IP地址是172.16.0.125)启动时扫描其以太网网络可用网段的各个IP的102端口，为所有的102端口在工作的设备创建设备列表；
如本例中扫描得到的设备有172.16.0.48，172.16.0.49，172.16.0.50，......
S22：状态接入控制器按照IEC61850-7-2：2003的图5所示的相关服务对每个被接入设备发送读目录(GetDirectory及GetDefinition)请求。
S23：根据扫描到的设备创建各个逻辑设备对象；包括：
从IP地址为172.16.0.48的被接入设备读到并自动创建的逻辑设备对象是TESTAMONT；
从IP地址为172.16.0.49的被接入设备读到并自动创建的逻辑设备对象是TESTBMONT；
从IP地址为172.16.0.50的被接入设备读到并自动创建的逻辑设备对象是TESTCMONT；
S24：自动创建的公共管理逻辑设备对象CAC00LD0；
S25：不断的重复S23、S24，直到完成所有的如图6所示的控制器目录数据。同时，在读取的过程中，读取各个被接入设备的状态值和测控值数据。
还包括：根据所述读取过程创建的每个被接入设备的评价值信息、控制信息及所述状态接入控制器自身的诊断信息。
优选地，还包括：对于多个状态接入控制器，可以形成级联的结构，每级的状态接入控制器不但可以连接各个被接入设备，还可以连接下一级的状态接入控制器。对于这种情况，各级的状态接入控制器可分别建立控制目录数据。例如，图7所示的建立的二级状态接入控制器的目录数据。
S26：根据所述目录数据及其状态信息创建公共逻辑设备对象和与每个接入设备对应一致的逻辑设备对象；
创建的过程可参见图2所示的实施例的创建过程。
S27：按照IEC61850协议将所述采集的数据发送至远程工作站。
通过上述建立的公共逻辑设备对象以及逻辑设备对象，可实现以下功能：
A利用IEC61850的数据集、报告和日志的操作功能实现数据的采集，包括：每个被接入设备的每个逻辑设备对象的目录数据、数据属性值信息，并且在接入控制器内用同一套数据库表示，接入控制器的远程客户端看到的每个逻辑设备的效果与直接同被接入设备看到的效果相同。
数据集的服务及操作功能详见：IEC61850-7-2：2003的11.3节；
报告服务及操作功能详见：IEC61850-7-2：2003的14节；
B对于某个被接入设备的远动操作和控制功能，状态接入／远程控制设备将远端的客户操作直接转发到对应的被接入的智能设备，并将该被接入设备的反馈信息，转发到远端的客户。
远动操作和控制功能实现采用IEC61850-7-2：2003的17节的标准过程。当远端客户操作的对象是被接入的某个设备，状态接入／远程控制设备将该指令转发到这个被接入的设备，并将操作结果信息转发到远端客户。比如远程工作站想通过IP为172.16.0.125的状态接入控制器控制172.16.0.48的被接入设备的工作模式(该工作模式属于目录数据中的一部分，为一种控制值；可根据采集的对应的状态值调整该工作模式)时，远程工作站按照IEC61850-7-2：2003的17节的控制操作标准向IP为172.16.0.125状态接入控制器的发送针对逻辑设备为TESTAMONT的控制指令，该状态接入控制器会自动将该指令转发到IP为172.16.0.48的被接入设备上，并将172.16.0.48的反馈信息转发到远程工作站上。
由于状态接入／远程控制设备已经采集到目录数据、数据属性值，对于远程工作站这个两个对象的内容是透明的，远程工作站可直接使用、控制每个接入设备。
C对于多个被接入的智能设备的远动操作和控制功能，本发明通过支持创建数据集、多个数据读、多个数据写等功能实现。
比如：远程工作站希望一次性读取被接入设备IP为172.16.0.48，172.16.0.49，172.16.0.50，......等被接入设备的工作模式信息，可以向IP为172.16.0.125的状态控制器发送IEC61850-7-2：2003的11节规定的标准创建数据集请求，请求参数为IP为172.16.0.48，172.16.0.49，172.16.0.50，......等被接入设备的工作模式信息；
IP为172.16.0.125的状态控制器提供标准的数据集创建服务，之后远程工作站就可以通过读该创建的数据集功能一次性获取这些工作模式信息。
D状态接入／远程控制设备根据所述读取过程创建的每个被接入设备的评价值信息和控制信息，及所述状态接入／远程控制设备的诊断信息，控制每个被接入设备的启动、删除、停止、添加等操作。
评价值信息主要包括每个被接入设备的当前的性能状态等权值，状态接入／远程控制设备可根据权值以及诊断信息，按照相应设定的逻辑，通过控制信息控制每个被接入设备。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于IEC61850协议的状态接入／远程控制设备的控制方法，其特征在于，包括：
状态接入／远程控制设备读取各个被接入设备的目录数据、数据属性值信息；
其中，所述数据属性值信息至少包含以下之一：状态值、测量值、控制值、配置值、描述值、设定值；
创建公共逻辑设备对象和、与每个接入设备对应一致的逻辑设备对象；
其中，所述公共逻辑设备对象包括：所述状态接入／远程控制设备的属性信息；该属性信息包括所述状态接入／远程控制设备的目录数据及数据属性值；
每个所述逻辑设备对象包括：与其对应的被接入设备的属性信息；该属性信息包括与该被接入设备的目录数据、数据属性值信息一致的数据信息；
所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，从每个被接入设备读取其所对应的每个逻辑设备对象的目录数据、数据属性值信息，进行同步采集；
接收远程操作站的数据采集及同步指令，将创建的所述公共逻辑设备对象的数据和从被接入设备同步采集得到的数据，以IEC61850通信协议发送至远程工作站；
或，
接收来自远程操作站的远程操作及控制指令，所述状态接入／远程控制设备按照IEC61850通信协议，转发远程操作及控制指令到对应的被接入设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：预先在所述状态接入／远程控制设备上创建包含多个IP地址的列表；
所述状态接入／远程控制设备按照所述列表中的地址，访问相应的各个设备，查询到符合IEC61850协议的所述被接入设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：采用内存共享的存储机制存储从所述被接入设备读取的数据；
在向所述远程工作站发送时，提取所述采用内存共享的存储机制存储的从所述被接入设备读取的数据，发送至所述远程工作站。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述公共逻辑设备对象的过程中，还包括：根据所述读取过程创建的每个被接入设备的评价值信息和控制信息，以及所述状态接入／远程控制设备的诊断信息；
根据所述控制信息，控制每个被接入设备的开启、关闭、删除、和／或添加操作。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态接入＼远程控制设备将读取的所述被接入设备的目录数据、数据属性值信息虚拟为自身的所述逻辑设备对象的数据。
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