CN104270273A - 一种自配置通讯管理机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自配置通讯管理机，属于继电保护通讯技术领域。本发明的通讯管理机包括主控模块、存储单元、端口检测模块和规约转换模块，端口检测模块检测各接入设备端口信息，并将检测到的端口信息传输给主控模块；主控模块建立接入设备的完整配置表并存储到存储单元，在通讯过程中调用配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号；规约转换模块接收调用信号，并按照主控命令调用规约转换模块将规约转换为合适的规约类型，从而实现不同规约设备之间的通信。本发明通过对规约的解析，比对，自动配置需要的转换规约，最终达到接入设备信息自适应，并形成配置表供上级设备对点使用，处理效率得到了有效提高。

Description

一种自配置通讯管理机

技术领域

本发明涉及一种自配置通讯管理机，属于继电保护通讯技术领域。

背景技术

变电站中存在多种通讯方式，如RS485/232、CAN、ETH等，通常主站通过交换机与ETH端口设备通讯，通过通讯管理机与RS485/232、CAN设备通讯，如图1所示。现有通讯管理机通过调试人员的配置工作后，对设备端口和协议进行转换，往往存在工作量大、不可靠的因素，且通讯管理机损坏后，更换新的通讯管理机依然需要专业人员配置才能工作。

例如，专利号为201220694670.4的专利文件公开了一种网络通讯管理机，如图2所示，该通讯管理机包括冗余双机系统、规约转换电路、人机接口和一个以上通信接口；所述冗余双机系统分别与所述规约转换电路、所述人机接口和各个所述通信接口连接。其中规约转换电路为转换IEC60870-5-101规约、IEC60870-5-102规约、IEC60870-5-103规约、IEC60870-5-104规约、CDT92规约、MODBUS规约、IEC61850规约和IEC61970规约的电路。还包括存储设备和或供电设备和或执行机构；所述冗余双机系统分别与所述存储设备、所述供电设备和所述执行机构连接。执行机构为继电器，该方案仅仅提出一种硬件集成方案，实现各种规约及端口的接入，并通过内部集成的规约进行协议转换。但端口及规约不能自适应，需要再次人工配置后才能生效。存在使用不方便、更换不便利的缺点。

申请号为201210206412.1的申请文件公开了一种自适应多协议的转换器，如图3所示，包括主控制器，外接主控制器的CAN收发电路、RS232接口电路、RS485接口电路及以太网收发电路。通过RS232、RS485、CAN、以太网四种接口方式，满足多协议转换器的通用性和可重用性。阐述了硬件复用的实现方式，硬件复用，规约自动检测，rs485、CAN、ETH等各种信号均可以相互通讯。在协议转换方面：协议检测并转换采用轮询法和速率估算法，在这个多协议转换器上，任何一路通信接口都可以作为输入或输出，实现任意两种或多种协议间的相互转换，这部分工作主要是有软件设计部分实现的。该方案中端口信息无存储机制，每次链路建立均需要重新匹配，在资源紧张情况下，实时性不能很好保证。在电力系统以可靠性为首要需求的场合，不适用。无信息处理单元，仅仅是数据转发设备，不能有效处理数据，无优先级，系统效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种自配置通讯管理机，以解决现有通讯管理机所存在的工作量大、效率低以及不可靠的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种自配置通讯管理机，该通讯管理机包括主控模块、存储单元、端口检测模块和规约转换模块，所述端口检测模块的输出端与主控模块的输入端相连，所述主控模块的输出端与规约转换模块相连，所述存储单元与主控模块连接；

所述端口检测模块用于检测各接入设备端口信息，包括设备的地址及通讯协议类型，并将检测到的端口信息传输给主控模块；

所述主控模块用于根据端口检测模块检测到的接入设备信息建立接入设备的完整配置表，在通讯过程中调用配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号；

所述存储单元用于存储各接入设备端口信息和配置表信息；

所述规约转换模块用于接收主控模块下达的包含具体规约转换类型的调用信号，并按照主控命令调用规约转换模块将规约转换为合适的规约类型。

所述当接入设备变动时，该通讯管理机启动初始化进程，所述端口检测模块对各端口进行扫描，以确定端口检测模块能够实时检测各端口接入设备信息端口的信息。

所述初始化进程采用问答式规约进行初始化过程，即端口检测模块对各端口循环播放总召报文，当适合此协议的设备通过端口接入通讯管理机时，接入设备回复总召信息，并响应上送至端口检测模块，端口检测模块接收到接入设备信息时，上送主控模块处理，更新并存储端口配置表。

所述初始化进程采用主动上送式规约初始化过程，即接入设备主动上送信息，端口检测模块检测其报文，识别其类型，并上送至主控模块处理，更新并存储端口配置表。

所述当端口对应的设备移除时，所述主控模块删除配置表中的相应端口的对应设备信息。

所述配置表可通过上位机导入到主控模块中。

本发明的有益效果是：本发明的通讯管理机包括主控模块、存储单元、端口检测模块和规约转换模块，端口检测模块检测各接入设备端口信息，并将检测到的端口信息传输给主控模块；主控模块建立接入设备的完整配置表并存储到存储单元，在通讯过程中调用配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号；规约转换模块接收主控模块下达的包含具体规约转换类型的调用信号，并按照主控命令调用规约转换模块将规约转换为合适的规约类型，从而实现不同规约设备之间的通信。本发明通过对规约的解析，比对，自动配置需要的转换规约，最终达到接入设备信息自适应，并形成配置表供上级设备对点使用，处理效率得到了有效提高。

附图说明

图1是通讯管理机应用示意图；

图2是一种网络通讯管理机结构框图；

图3是一种自适应多协议转换器模块示意图；

图4是本发明自配置通讯管理机的架构示意图；

图5是本发明自配置通讯管理机通讯过程示意图；

图6是问答式规约模块信息初始化过程示意图；

图7是主动上送式模块信息初始化过程示意图；

图8是本发明实施例中自配置通讯管理机结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图4所示，本发明的自配置通讯管理机包括主控模块、存储单元、端口检测模块、规约转换模块和存储单元，端口检测模块用于检测各接入设备端口信息，包括端口电平和数据特征，端口检测模块的输出端与主控模块的输入端相连，将检测到的端口信息传输给主控模块，主控模块根据端口检测模块检测到的端口电平判断出端口类型，再根据数据特征，检测出各端口的通信规约，根据各端口的类型和通讯规约建立接入设备的完整配置表，主控模块的输出端与存储单元连接，存储单元用于存储各端口的详细信息和配置表信息，主控模块的输出端与规约转换模块连接，主控模块调用配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号，规约转换模块按照主控命令调用规约转换模块将规约转换为合适的规约类型。

下面以装置1向装置n发送数据为例来说明本发明自配置通讯管理机的通讯过程，如图5所示，其具体工作过程如下：

1.装置1、装置n分别通过端口1和n接入通讯管理机，端口检测模块检测端口1和n接入设备的信息。

2.端口检测模块将各端口的装置信息上送给主控模块，主控模块比对其电平及规约信号后，判断出其类型，刷新端口配置表，将端口的具体信息实例化，并存储在存储单元内。

3.主控模块调用存储单元内的配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号。

4.规约转换模块按照主控模块的主控命令调用规约转换模块将规约转换为装置n适用的规约。

5.将转换后的规约报文下达至装置n，从而实现装置1向装置n发送数据。

当装置变动时，需启动初始化进程，对各端口进行扫描，以确定端口检测模块能够实时检测各端口接入设备的端口信息，并定时采用循环方式播放各种总召协议，以确定各端口装置的在线情况，以便及时更新配置表。该初始化进行可采用问答式，也可以采用主动上送式。其中问答式的规约协议初始化过程如图6所示，端口检测模块对各端口循环播放总召报文，当适合此协议的装置通过端口接入通讯管理机时，装置回复总召信息，并响应，上送模块数据，端口检测模块接收到装置信息时，上送主控模块处理，更新并存储端口配置表。主动上送式的初始化过程如图7所示，端口接入装置主动上送信息，端口检测模块检测到其报文，识别其类型，其后上送主控模块进行处理，更新并存储端口配置表。

本发明通过对规约的解析，比对，自动配置需要的转换规约，最终达到接入设备信息自适应，并形成配置表供上级设备对点使用，也可以考虑在监控层面的上位机上面通过导入配置信息自动完成信息布点。

实施例

下面将本发明的自配置通讯管理机接入到通讯设备中，本实施例中自配置通讯管理机与各端口接入设备的连接如图8所示，其接入端口装置的硬件信息如表1所示。

通讯管理机端口	接口电平及协议	设备
			管理机1口	RS485/IEC103	设备1
管理机2口	RS232/IEC101	设备2
			管理机3口	CAN	设备3
管理机4口	ETH/104	设备4
			上送口	ETH/IEC61850	监控主机

RS485、RS232及can复用同一类型端口，当接入设备后，通过轮询机制通讯管理机与该端口通讯，当确定规约及通讯参数后，固化此端口参数。上位机为监控单元等类似设备，在变电站应用中，需要对全站进行数据的采集和显示，上位机接入端口在通讯管理机定义为主端口，一般采用ETH接口，实施例以ETH端口实例，不排除其他端口的可能性，其他端口类型采用本专利方法依然可以实现。各设备与上送口间自识别并固化其相互间的通讯协议，在上送口视角，其余各口均为ETH端口。

链路建立过程：1.对103等问答式规约，通过轮询制，识别设备并读取配置，2.主动循环式规约，通过比对上送信息，识别设备并读取配置。设备信息登录主站：通过配置表，在通讯管理机内部建立虚拟的设备，对监控主站进行配置。并固化链路信息。该通讯管理机对设备初始化后，生成的配置单如表2所示。

表2

通讯管理机端口	固化转换协议	映射的端口
			管理机1口	IEC103——IEC61850	ETH-1
管理机2口	IEC101——IEC61850	ETH-2
			管理机3口	CAN——IEC61850	ETH-3
管理机4口	104——IEC61850	ETH-4
			上送口	ETH/IEC61850

信息被固化到智能通讯管理机中，各设备可快速实现协议的转换，其链路是过程简单，数据传输迅速，链路异常时候，检测装置的在线情况，再重新更新信息配置表。

本发明与现有技术相比，其优势包括以下几点。一是设备能够自动添加，设备接入本发明的通讯管理机后，能够自动识别并更新配置信息，完成设备的更新工作，无需手动进行配置调整。二是端口能够自动识别，接入端口的信息通过预设的端口接入信息，检测电平及信号码型，分辨出对应的规约，并解析转换为通用规约。三是规约能够自动转换，继电保护协议较为固定，通过预设的规约格式，通讯管理机是实现常用规约的自动转换，无需手动配置。四是通用性强，本发明的自配置通讯管理机独立性强，不依赖配置文件实现其功能，当需要替换现场设备时，仅仅需要用同样型号的产品更换即可，无需再进行具体的配置工作。

Claims (6)

1.一种自配置通讯管理机，其特征在于，该通讯管理机包括主控模块、存储单元、端口检测模块和规约转换模块，所述端口检测模块的输出端与主控模块的输入端相连，所述主控模块的输出端与规约转换模块相连，所述存储单元与主控模块连接；

所述端口检测模块用于检测各接入设备端口信息，包括设备的地址及通讯协议类型，并将检测到的端口信息传输给主控模块；

所述主控模块用于根据端口检测模块检测到的接入设备信息建立接入设备的完整配置表，在通讯过程中调用配置表并向规约转换模块下达包含具体规约转换类型的调用信号；

所述存储单元用于存储各接入设备端口信息和配置表信息；

所述规约转换模块用于接收主控模块下达的包含具体规约转换类型的调用信号，并按照主控命令调用规约转换模块将规约转换为合适的规约类型。

2.根据权利要求1所述的自配置通讯管理机，其特征在于，所述当接入设备变动时，该通讯管理机启动初始化进程，所述端口检测模块对各端口进行扫描，以确定端口检测模块能够实时检测各端口接入设备信息端口的信息。

3.根据权利要求2所述的自配置通讯管理机，其特征在于，所述初始化进程采用问答式规约进行初始化过程，即端口检测模块对各端口循环播放总召报文，当适合此协议的设备通过端口接入通讯管理机时，接入设备回复总召信息，并响应上送至端口检测模块，端口检测模块接收到接入设备信息时，上送主控模块处理，更新并存储端口配置表。

4.根据权利要求2所述的自配置通讯管理机，其特征在于，所述初始化进程采用主动上送式规约初始化过程，即接入设备主动上送信息，端口检测模块检测其报文，识别其类型，并上送至主控模块处理，更新并存储端口配置表。

5.根据权利要求3或4所述的自配置通讯管理机，其特征在于，所述当端口对应的设备移除时，所述主控模块删除配置表中的相应端口的对应设备信息。

6.根据权利要求1所述的自配置通讯管理机，其特征在于，所述配置表可通过上位机导入到主控模块中。