CN104102510A - 一种用于iec61850网络处理器芯片的集成配置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，包括SCL配置模块、程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块、配置校验模块、程序和文件下载模块以及图形化人机交互界面模块；配置校验模块通过SCL配置模块与图形化人机交互界面模块双向连接，程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块以及程序和文件下载模块与图形化人机交互界面模块双向连接。本发明通过提供友好的人机交互界面，实现简单、快速、便捷的配置文件生成和维护、功能定制、信号关联、硬件配置，以及配置文件和应用程序下载等功能，实现对IEC61850网络处理芯片的一体化集成配置。

Description

一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统
技术领域
本发明涉及一种配置系统，具体涉及一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统。
背景技术
随着数字化变电站和智能变电站的发展建设，大量基于IEC61850标准的IED(IntelligentElectronic Device，智能电子设备)被应用到变电站自动化系统中。目前大多数生产厂商研发的智能设备都是采用工控机的方式来实现对IEC61850标准的支持，限制了IED使用的自由度和灵活性，二次装置功耗的较高，而且软件环境受工控机性能的影响比较严重，从而增大了二次装置的稳定性控制难度。
装置单片化，可以减小芯片组合带来的累计误差，降低芯片间的串扰，避免了走线的电磁干扰，能够提高电力设备的可靠性；同时可以提高电力设备的运算及接口速度，提升通信协议以及接口兼容性，使之更易扩展。智能设备的体积缩小，便于实现设备的就地化设置，降低成本。
IEC61850制定颁布以来，国内外电力企业陆续开发了各自的系统配置工具、IED配置工具，实现变电站内系统通信的配置功能。IEC61850标准内容相当庞大，与以往使用的标准也有较大差异，并且标准中不可避免的出现前后不一致和模糊的地方，导致不同使用者理解和解释上的差异，开发的配置工具也需要逐步改进调整和完善。IEC61850第二版的适用范围有所扩充，配置工具涵盖的范围相应需要扩充。
智能化变电站与传统变电站的区别之一是要求组态非常灵活，这也使得智能设备的配置更加繁琐和复杂。一些生产厂家开发有一些辅助配置的软件系统，但是功能比较单一且不同类型设备的配置工具专用性强，缺少多功能集成配置工具。
IEC61850网络处理器芯片适应方向广泛、功能丰富，但同时也增加了芯片的维护难度。如何根据不同的应用目标和需求，转化复杂的程序逻辑、庞大的软件库、繁琐的维护步骤为简单、便捷、流畅的集成配置过程，成为需要重点考虑的方向。现有人工配置或者工具配置操作步骤繁琐、专业性强，不足以满足网络处理器芯片的推广应用需要，有必要提供一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，提高产品的灵活和适应性，降低操作难度，提高工作效率。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，解决了现有配置工具功能单一、结构分散、操作人员专业性依赖强等问题。采用统一系统满足程序优化剪裁、IEC61850配置文件维护、硬件配置、程序版本管理和配置文件校验等多种运行和维护需求。通过提供友好的人机交互界面，实现简单、快速、便捷的配置文件生成和维护、功能定制、信号关联、硬件配置，以及配置文件和应用程序下载等功能，实现对IEC61850网络处理芯片的一体化集成配置。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，所述系统包括SCL配置模块、程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块、配置校验模块、程序和文件下载模块以及图形化人机交互界面模块；所述配置校验模块通过SCL配置模块与图形化人机交互界面模块双向连接，所述程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块以及程序和文件下载模块与图形化人机交互界面模块双向连接。
所述配置校验模块导入IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件、用户数据映射文件、IEC61850标准规则文件和用户数据规则文件，根据IEC61850标准规则文件对IEC61850标准配置文件进行校验，并根据用户数据规则文件对GOOSE配置文件和用户数据映射文件进行校验，校验正确后传递给SCL配置模块进行配置并传递给图形化人机交互界面模块显示和处理，处理后的文件由图形化人机交互界面模块以文件形式按类型和时间分别保存到指定的本地路径。
IEC61850标准配置文件包括ICD配置文件、CID配置文件、SCD配置文件和IID配置文件。
所述配置校验模块在导入配置文件后和导出配置文件前自动调用，或通过图形化人机交互界面块在配置SCL文件时手动调用；所述SCL文件包括IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件和用户数据映射文件。
所述SCL配置模块包括ICD/CID配置模块、GOOSE配置模块和映射文件配置模块；
所述ICD/CID配置模块输入SCD配置文件和IID配置文件，输出ICD配置文件和CID配置文件；所述GOOSE配置模块输入IEC61850标准配置文件，提取GOOSE控制块、目的地址和APPID，分别配置发布和订阅信息，输出GOOSE配置文件；所述映射文件配置模块输出用户数据映射文件。
所述ICD配置文件的命名后缀为.icd，所述CID配置文件的命名后缀为.cid，所述GOOSE配置文件的缺省文件名为gseIOMap.xml，所述用户数据映射文件的缺省文件名为localIOMap.xml。
所述程序剪裁规则文件和程序功能控制文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序功能剪裁配置模块，程序功能剪裁配置模块根据程序剪裁规则文件对程序功能控制文件进行增加或删除处理后，得到程序文件，再将程序文件传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
所述程序剪裁规则文件的缺省文件名为chip_software.xsd，所述程序功能控制文件的缺省文件名为SWapp.xml。
芯片应用规则文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给芯片应用功能配置模块，芯片应用功能配置模块根据芯片应用规则文件对芯片应用功能配置文件进行增加、删除或修改处理后，再传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
芯片应用功能包括芯片输入输出数据参数、网络和串口设置、启动运行模式以及版本信息；所述芯片应用规则文件的缺省文件名为chip_private.xsd，所述芯片应用功能配置文件的缺省文件名为pteParm.xml。
所述图形化人机交互界面模块将程序文件传递给代码校验模块进行校验，并将程序和功能库及校验过程产生的日志文件保存在指定的本地路径；代码校验模块在程序和功能库下载之前自动调用，用以验证程序版本信息和校验码。
程序文件、IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序和文件下载模块，所述程序和文件下载模块根据预先配置的芯片维护端口设备信息，设置下载和上载的硬件端口参数，并自动检查与芯片连接是否正常，连接正常后自动将上述程序文件和配置文件下载到芯片，或通过程序和文件下载模块上载程序文件和配置文件，并传递给图形化人机交互界面保存到指定的本地路径。
所述程序和文件下载模块自动保存程序文件的版本信息，包括程序文件的名称、修改时间、大小和版本号，并通过串口和网络相结合的方式，实现一键式下载和上载。
所述图形化人机交互界面模块提供用户交互界面，采用向导式设计，用户根据提示信息完成对配置文件的维护和保存；且通过用户操作自动调用相应的模块，执行相应的操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用多功能模块的集成配置方式，实现从程序优化裁减到配置文件编辑、校验和代码下载的一体化配置。实现IEC61850标准文件、GOOSE配置文件、用户数据映射文件的全方位配置，兼容程序代码维护和下载功能，配置文件校验功能可以有效避免由于配置问题导致程序异常，提高芯片运行稳定性。从而有效增加网络处理器芯片的灵活性，减少配置维护工作量，简化配置维护过程，提高网络处理器芯片的应用效率。
附图说明
图1是本发明实施例中用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统结构框图；
图2是本发明实施例中用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统的配置流程；
图3是本发明实施例中配置文件和规则文件示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明采用配置文件和规则文件相结合的方式，配置文件控制芯片的模型创建、数据关联、程序运行控制、软件代码优化、下载参数配置，规则文件用于校验配置文件的正确性和合法性。
如图1，本发明提供一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，所述系统包括SCL配置模块、程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块、配置校验模块、程序和文件下载模块以及图形化人机交互界面模块；所述配置校验模块通过SCL配置模块与图形化人机交互界面模块双向连接，所述程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块以及程序和文件下载模块与图形化人机交互界面模块双向连接。
所述配置校验模块导入IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件、用户数据映射文件、IEC61850标准规则文件和用户数据规则文件，根据IEC61850标准规则文件对IEC61850标准配置文件进行校验，并根据用户数据规则文件对GOOSE配置文件和用户数据映射文件进行校验，校验正确后传递给SCL配置模块进行配置并传递给图形化人机交互界面模块显示和处理，处理后的文件由图形化人机交互界面模块以文件形式按类型和时间分别保存到指定的本地路径。
IEC61850标准配置文件包括ICD(IED Configuration Description，智能电子设备配置描述)配置文件、CID(Configured IED Description，智能电子设备实例描述)配置文件、SCD(Substation Configuration Description，变电站配置描述)配置文件和IID(Instantiated IEDDescription，实例化IED描述)配置文件。
所述配置校验模块在导入配置文件后和导出配置文件前自动调用，或通过图形化人机交互界面块在配置SCL文件时手动调用；所述SCL文件包括IEC61850标准配置文件、GOOSE(Generic Object Oriented Substation Events，通用面向对象变电站事件)配置文件和用户数据映射文件。
所述SCL配置模块包括ICD/CID配置模块、GOOSE配置模块和映射文件配置模块；
所述ICD/CID配置模块输入SCD配置文件和IID配置文件，输出ICD配置文件和CID配置文件；所述GOOSE配置模块输入IEC61850标准配置文件，提取GOOSE控制块、目的地址和APPID，分别配置发布和订阅信息，输出GOOSE配置文件；所述映射文件配置模块输出用户数据映射文件。
所述ICD配置文件的命名后缀为.icd，所述CID配置文件的命名后缀为.cid，所述GOOSE配置文件的缺省文件名为gseIOMap.xml，所述用户数据映射文件的缺省文件名为localIOMap.xml。
所述程序剪裁规则文件和程序功能控制文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序功能剪裁配置模块，程序功能剪裁配置模块根据程序剪裁规则文件对程序功能控制文件进行增加或删除处理后，得到程序文件，再将程序文件传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
所述程序剪裁规则文件的缺省文件名为chip_software.xsd，所述程序功能控制文件的缺省文件名为SWapp.xml。
芯片应用规则文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给芯片应用功能配置模块，芯片应用功能配置模块根据芯片应用规则文件对芯片应用功能配置文件进行增加、删除或修改处理后，再传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
芯片应用功能包括芯片输入输出数据参数、网络和串口设置、启动运行模式以及版本信息；所述芯片应用规则文件的缺省文件名为chip_private.xsd，所述芯片应用功能配置文件的缺省文件名为pteParm.xml。
所述图形化人机交互界面模块将程序文件传递给代码校验模块进行校验，并将程序和功能库及校验过程产生的日志文件保存在指定的本地路径；代码校验模块在程序和功能库下载之前自动调用，用以验证程序版本信息和校验码。
程序文件、IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序和文件下载模块，所述程序和文件下载模块根据预先配置的芯片维护端口设备信息，设置下载和上载的硬件端口参数，并自动检查与芯片连接是否正常，连接正常后自动将上述程序文件和配置文件下载到芯片，或通过程序和文件下载模块上载程序文件和配置文件，并传递给图形化人机交互界面保存到指定的本地路径。
所述程序和文件下载模块自动保存程序文件的版本信息，包括程序文件的名称、修改时间、大小和版本号，并通过串口和网络相结合的方式，实现一键式下载和上载。
所述图形化人机交互界面模块提供用户交互界面，采用向导式设计，用户根据提示信息完成对配置文件的维护和保存；且通过用户操作自动调用相应的模块，执行相应的操作。
集成配置系统的配置流程见图2，具体步骤如下：
步骤一、通过图形化人机交互界面模块导入SCD/IID配置文件或者新建ICD/CID配置文件，自动调用配置校验模块对导入配置文件进行校验，编辑生成芯片的ICD/CID配置文件，自动调用配置校验模块对映射文件进行校验。
步骤二、以ICD/CID配置文件为基础，根据用户数据规则文件，自动调用配置校验模块对用户数据映射文件进行校验。
步骤三、以ICD/CID配置文件为基础，生成芯片用户数据映射文件，自动调用配置校验模块对映射文件进行校验。
步骤四、通过图形化人机交互界面模块导入已存在的芯片应用功能配置文件或者新建芯片应用功能配置文件，自动调用校验模块导入文件进行校验，对配置文件进行修改保存，对保存文件进行校验。
步骤五、通过图形化人机交互界面模块导入已存在的芯片应用功能控制文件或者新建芯片应用功能控制文件，自动调用校验模块导入文件进行校验，对配置文件进行修改保存。
步骤六、对配置文件和软件代码的版本信息进行校验，根据配置的下载参数，下载程序和配置文件到芯片指定路径。
校验模块对配置文件的校验可以通过图形化人机交互界面模块手动调用，或者在配置文件导入后或者导出前由各功能模块自动调用。如图3所示，校验用规则文件包括IEC61850标准的SCL.xsd和针对网络处理器芯片定义的自定义规则文件chip_*.xsd。所有下载到芯片的配置文件必须先要通过规则文件的校验。对网络处理器芯片的应用功能控制，应用功能剪裁、软件库的选择和优化、软件运行模式设置等均通过程序功能控制文件SWapp.xml实现，并也需要通过程序裁剪规则文件chip_software.xsd的校验。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述系统包括SCL配置模块、程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块、配置校验模块、程序和文件下载模块以及图形化人机交互界面模块；所述配置校验模块通过SCL配置模块与图形化人机交互界面模块双向连接，所述程序功能剪裁配置模块、芯片应用功能配置模块、代码校验模块以及程序和文件下载模块与图形化人机交互界面模块双向连接。
2.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述配置校验模块导入IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件、用户数据映射文件、IEC61850标准规则文件和用户数据规则文件，根据IEC61850标准规则文件对IEC61850标准配置文件进行校验，并根据用户数据规则文件对GOOSE配置文件和用户数据映射文件进行校验，校验正确后传递给SCL配置模块进行配置并传递给图形化人机交互界面模块显示和处理，处理后的文件由图形化人机交互界面模块以文件形式按类型和时间分别保存到指定的本地路径。
3.根据权利要求2所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：IEC61850标准配置文件包括ICD配置文件、CID配置文件、SCD配置文件和IID配置文件。
4.根据权利要求2所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述配置校验模块在导入配置文件后和导出配置文件前自动调用，或通过图形化人机交互界面块在配置SCL文件时手动调用；所述SCL文件包括IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件和用户数据映射文件。
5.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述SCL配置模块包括ICD/CID配置模块、GOOSE配置模块和映射文件配置模块；
所述ICD/CID配置模块输入SCD配置文件和IID配置文件，输出ICD配置文件和CID配置文件；所述GOOSE配置模块输入IEC61850标准配置文件，提取GOOSE控制块、目的地址和APPID，分别配置发布和订阅信息，输出GOOSE配置文件；所述映射文件配置模块输出用户数据映射文件。
6.根据权利要求5所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述ICD配置文件的命名后缀为.icd，所述CID配置文件的命名后缀为.cid，所述GOOSE配置文件的缺省文件名为gseIOMap.xml，所述用户数据映射文件的缺省文件名为localIOMap.xml。
7.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述程序剪裁规则文件和程序功能控制文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序功能剪裁配置模块，程序功能剪裁配置模块根据程序剪裁规则文件对程序功能控制文件进行增加或删除处理后，得到程序文件，再将程序文件传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
8.根据权利要求7所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述程序剪裁规则文件的缺省文件名为chip_software.xsd，所述程序功能控制文件的缺省文件名为SWapp.xml。
9.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：芯片应用规则文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给芯片应用功能配置模块，芯片应用功能配置模块根据芯片应用规则文件对芯片应用功能配置文件进行增加、删除或修改处理后，再传递给图形化人机交互界面模块保存到指定的本地路径。
10.根据权利要求9所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：芯片应用功能包括芯片输入输出数据参数、网络和串口设置、启动运行模式以及版本信息；所述芯片应用规则文件的缺省文件名为chip_private.xsd，所述芯片应用功能配置文件的缺省文件名为pteParm.xml。
11.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述图形化人机交互界面模块将程序文件传递给代码校验模块进行校验，并将程序和功能库及校验过程产生的日志文件保存在指定的本地路径；代码校验模块在程序和功能库下载之前自动调用，用以验证程序版本信息和校验码。
12.根据权利要求1所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：程序文件、IEC61850标准配置文件、GOOSE配置文件和芯片应用功能配置文件通过图形化人机交互界面模块传递给程序和文件下载模块，所述程序和文件下载模块根据预先配置的芯片维护端口设备信息，设置下载和上载的硬件端口参数，并自动检查与芯片连接是否正常，连接正常后自动将上述程序文件和配置文件下载到芯片，或通过程序和文件下载模块上载程序文件和配置文件，并传递给图形化人机交互界面保存到指定的本地路径。
13.根据权利要求12所述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述程序和文件下载模块自动保存程序文件的版本信息，包括程序文件的名称、修改时间、大小和版本号，并通过串口和网络相结合的方式，实现一键式下载和上载。
14.根据权利要求1述的用于IEC61850网络处理器芯片的集成配置系统，其特征在于：所述图形化人机交互界面模块提供用户交互界面，采用向导式设计，用户根据提示信息完成对配置文件的维护和保存；且通过用户操作自动调用相应的模块，执行相应的操作。
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