CN104113541A - 一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统 - Google Patents

Abstract

一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，该配置方便且容易；集成多种常见的电力专用计算机网络通讯协议于一体；可自动适应设备所支持的通讯规约并识别设备类型及其所具有的功能；能同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换；具有故障自动报警及重启自恢复到正常运行状态的能力。本发明系统运行前，提供友好的问答式人机界面向导，引导最终用户方便且容易地对装置进行配置；装置系统的专用守护程序监控其规约通讯及解析转换核心程序的运行，在核心程序产生故障崩溃后，不需要任何人工干预，即可自主向运维人员报警，并在短时间内自动重启并恢复核心程序到正常运行状态。

Description

一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统

技术领域

本发明涉及一种在电力系统自动化、信息化领域所使用的，电力专用计算机网络通讯协议（规约）采集、解析翻译及转换发送装置系统。

背景技术

当前，电力自动化、电子及计算机网络通讯技术迅猛发展，各种电力自动化设备层出不穷，并已在电力系统的各领域开始广泛应用，不同厂家、支持不同类型通讯规约的设备之间，需要互联互通、协同工作的情形因此日渐增多。

在解决此类问题时，对于一般的规约转换装置系统：在运行前，只能由研发商的专门技术人员进行配置，对最终用户的友好度低，除非对其进行专门培训，否则用户几乎不能自行实施；在运行中，往往只针对特定的某种源规约到某种目标规约进行转换，集成能力差、功能单一，类似子站设备的规约自适应和功能自识别之类的高级应用缺乏；自身的安全防护性不强，万一运行故障，常常需要运维人员人工主动干预，进行错误排查及设备程序重启恢复，装置系统缺乏自主报警及自动恢复运行的能力。

发明内容

为了克服现有的一般规约转换装置系统不易配置，集成能力差，功能单一，高级应用、自主报警及自我恢复能力缺乏这一系列的不足，本发明提供一种经过改进完善的规约转换装置系统。该系统：提供友好的问答式人机界面向导，面向最终用户的可配置性强、配置方便且容易；集成多种常见的电力专用计算机网络通讯规约于一体，运行前，不需预先配置具体规约类型，只要启动并与子站设备连接，即可自动适应设备所支持的通讯规约，进而自动识别设备类型及其所具有的功能；运行中，能同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换；具有专门开发设计的守护程序，用于监控规约通讯及解析转换核心程序的运行，万一核心程序产生故障崩溃，不需要任何人工干预，守护程序即可自主向运维人员的手机发送报警音信，并在短时间内自动控制核心程序，将其重启并恢复到正常运行状态。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：配置方便容易；集成多种常见的电力专用计算机网络通讯协议（规约）于一体；可自动适应设备所支持的通讯规约并识别设备类型及其所具有的功能；能同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换；具有故障自动报警及重启自恢复到正常运行状态的能力。

本发明系统配置采用问答式人机界面向导对话框。

本发明采用规约库模块形式集成多种常见的电力专用计算机网络通讯协议（规约）。

本发明使用对预置规约库中各规约握手报文的遍历发送扫描判断方法来自探测及适应子站设备所支持的规约。

本发明基于对预置的各类子站设备参数模型的匹配方式来自动识别子站设备类型及其所具有的功能。

本发明对多个转换任务同时建立并运行各自独立的线程专门负责。

本发明利用GSM/GPRS、3G无线通信模块及专用的程序守护核心程序的运行。

本发明的具体内容为：

一.  面向最终用户配置方便且容易, 可配置性强

对配置问题，通过实现友好的问答式人机界面向导，循序渐进，一步一步地直观地提示用户各种可用配置选项，指导用户进行系统的配置，并在最终向导结束时，根据用户的选择自动生成配置文件，从而对用户屏蔽了复杂的配置文件语法及书写规则，使得用户能够方便容易地进行投运前配置，增强了系统面向最终用户的可配置性。

二．自适应子站设备所支持的通讯规约

预先不需要了解子站设备所支持的规约，直接将子站设备按其所具有的硬件端口采用相应的连接方式与装置连接后，装置系统依据端口类型使用对应的传输方式连接子站设备，向子站设备遍历发送系统中预置规约库所支持的所有规约的握手报文，从而根据子站设备的响应情况，识别出子站设备所支持的规约集，并随之自动使用该集合中的相应规约与子站实现自适应通讯。

三．基于规约的子站设备功能自识别

装置系统中预先设置输入并存储多种按相关国际国内标准定义好的常用子站设备参数模型，用于描述子站设备所具有的能力。在子站设备与装置连接后，装置系统自动遍历其中预置存储的设备参数模型，并利用从中读取的参数信息通过上述规约自适应功能与子站进行通讯，将获取的子站参数实际值与各模型中的预置值进行匹配，从而检测识别继而最终获知子站设备所具有的功能。

四．同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换

装置系统采用面向对象的思想设计及开发，模块化及抽象程度高，各种功能均实现为独立的类，各类间耦合度低的同时也保证了对外接口的相互兼容。因此，对于从一种源规约向一种目标规约的转换任务，采用的是新建独立的线程，并在其中创建具有相应功能的类实例协同工作的方式来完成。这样，对于多个转换任务，同时建立并开启运行各自独立的线程专门负责，就能实现同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换。

五．基于GSM/GPRS、3G无线通信模块的规约通讯事故报警

特别是在无人值守的变电站中，当装置系统运行过程中检测到规约通讯事故（与预置的事故模式匹配）时，利用GSM/GPRS、3G无线通信模块，将事故信息以短信、电话播放录音的形式通知在远方的运维人员。

六．核心程序崩溃后的自我恢复

装置系统中专门开发设计的守护程序会以一个时间间隔定时检查操作系统中的任务进程列表，查找判断其中是否有系统核心程序所对应的进程。如果找不到，就可以断定当前核心程序已经故障崩溃，此时，守护程序就会主动控制核心程序对应进程的重启，并加载其上次使用的通讯配置及状态等文件，从而实现装置系统中核心程序的自动重启并恢复正常运行。

本发明提出的规约转换装置系统，其有益效果是: 系统运行前，提供友好的问答式人机界面向导，引导最终用户方便且容易地对装置进行配置；装置只要上电启动并与子站设备连接，系统即可自动适应设备所支持的通讯规约，进而自动识别设备类型及其所具有的功能；装置系统运行中，能同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换；装置系统的专用守护程序监控其规约通讯及解析转换核心程序的运行，在核心程序产生故障崩溃后，不需要任何人工干预，即可自主向运维人员报警，并在短时间内自动重启并恢复核心程序到正常运行状态。

    下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

附图说明

图1是同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换的原理图；

图2是整套装置系统的软硬件架构层次图；

图3是整套装置系统的一个硬件应用部署场景的简示图。

具体实施方式

人机界面向导可以采用既能跨平台又有较好用户体验的图形用户界面库来实现。

子站对某种规约的握手报文返回应答报文，如对104规约的STARTDT返回STARTDTACT，则认为子站支持该规约。另外，在遍历发送各规约握手报文时，如果识别出子站支持某规约后，还不能停止遍历过程，而应该继续直到遍历发送完所有剩下的握手报文后才能停止，这样，对于支持多种规约的子站，才不至于漏识别其所支持的某些规约。

子站设备参数模型的描述可以采用多种形式，如纯文本形式的自定义格式配置文件或者类似XML等的标准形式。

在图1中，各个转换任务线程独立将输入规约转换装置系统的某类型源规约报文数据经由规约数据采集模块采集接收，然后送往规约解析模块，再由规约解析模块和规约适配模块互相合作，在与各规约库模块的交互及支持下，解析并按要求转换，最后经由规约输出模块输出为转换后的目标规约报文送出。

报警信息的内容是预先配置的各种文字和声音数据，如当装置在运行过程中检测到某个从子站设备采集的参数如电流Ia等超过预先设定的阈值Ia_max，即与预置的事故模式表达式Ia>Ia_max匹配时，则向运维人员发送相应的文字信息数据或音频话音数据。

检查装置系统核心程序对应进程是否存在的时间间隔一般取百毫秒量级比较合适，这样，既不至于检查得过于频繁而导致耗费过多的系统资源（特别是在嵌入式设备上），也不会由于检查得太慢而导致影响装置运行故障的及时发现。

在图2中，装置系统的硬件可以选择常见的各种工控机及服务器等，在其上安装如Windows或Linux等流行操作系统后，配置好网络模型接口，再部署安装装置系统的相应核心及守护软件程序即可。

在附图3中，简要地展示了一个部署场景，其中使用了一台装置系统连接n个不同的子站，与这些子站使用相应规约通讯，采集这些子站上送的各种数据，并进行相应地解析、转换汇总后，输出给目标应用系统。

Claims (7)

1.一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：配置方便且容易；集成多种常见的电力专用计算机网络通讯协议于一体；可自动适应设备所支持的通讯规约并识别设备类型及其所具有的功能；能同时支持多种源规约向多种目标规约的映射转换；具有故障自动报警及重启自恢复到正常运行状态的能力。

2.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：系统的配置采用问答式人机界面向导对话框。

3.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：采用规约库模块形式集成多种常见的电力专用计算机网络通讯协议。

4.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：使用对预置规约库中各规约握手报文的遍历发送扫描判断方法来自动探测及适应子站设备所支持的规约。

5.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：基于对预置的各类子站设备参数模型的匹配方式来自动识别子站设备类型及其所具有的功能。

6.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：对多个转换任务同时建立并运行各自独立的线程专门负责。

7.根据权利要求1所述的一种电力通讯规约转换一体化集成装置系统，其特征是：利用GSM/GPRS、3G无线通信模块及专用的程序守护核心程序的运行。