CN104897997A - 一种数字化电能计量通信模拟装置 - Google Patents
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Abstract
一种数字化电能计量通信模拟装置，包括：光网口、电网口、第一解析模块、第二解析模块、同步动态随机存储器SDRAM、数字信号处理器DSP、人机接口；所述光网口与所述第一解析模块相连，所述第一解析模块与所述数字信号处理器DSP相连，所述电网口与所述第二解析模块相连，所述第二解析模块与所述数字信号处理器DSP和所述同步动态随机存储器SDRAM相连，所述数字信号处理器DSP通过串行通用总线与所述人机接口相连，所述数字信号处理器DSP还与所述同步动态随机存储器SDRAM相连。本发明模拟了数字化电能计量装置通信规约报文的接收和发送，相比于数字化电能计量装置结构简单、成本低，可以接收IEC61850-9-2LE报文，测试IEC61850-9-2LE报文离散度和完整性，还可以接收和发送IEC61850-8-1报文，并对接收的IEC61850-8-1报文进行验证。
Description
技术领域
本发明属于变电站自动化通信领域，尤其涉及一种数字化电能计量通信模拟装置。
背景技术
目前，智能变电站数字化电能计量装置的应用越来越广泛。与传统电能计量装置相比，数字化电能计量装置的工作原理发生了显著变化，尤其是通信接口和通信规约采用了IEC61850标准。
数字化电能计量装置通信规约测试装置是检测数字化电能计量装置通信是否正常的有效手段。目前，数字化电能计量装置通信规约测试装置一般采用IEC61850-10标准推荐的测试方案。
然而，如何评价数字化电能计量通信规约测试装置的性能呢？目前，国内外尚无开展相关研究的报道。本发明针对数字化电能计量通信规约测试装置的性能评价缺少有效的手段问题，设计了一种数字化电能通信模拟装置，旨在解决数字化电能计量通信规约测试装置实际性能评价的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数字化电能计量通信模拟装置，该模拟装置可以测试数字化电能计量通信规约测试装置的实际性能。
本发明的技术问题通过如下技术方案解决：一种数字化电能计量通信模拟装置，包括：
人机接口：通过串行通信接口与数字信号处理器DSP通过串行通用总线连接，用于显示IEC61850-9-2LE报文的离散度和完整性和显示IEC61850-8-1报文，还用于设置数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型；
光网口：用于连接数字化电能计量通信规约测试装置，以便接收数字化电能计量通信规约测试装置输出的基于IEC61850-9-2LE报文的光信号，并将光信号转换为电信号；
电网口：用于连接数字化电能计量通信规约测试装置，以便接收或发送基于IEC61850-8-1报文的电信号；
第一解析模块：连接光网口和数字化信号处理器DSP，用于对光网口输出的电信号中的IEC61850-9-2LE报文进行解析，并将解析后的基于IEC61850-9-2LE报文的数字信号发送到数字信号处理器DSP；
第二解析模块：与电网口、同步动态随机存储器SDRAM和数字化信号处理器DSP分别相连，对电网口输出的电信号中的IEC61850-8-1报文进行解析，将解析后的基于IEC61850-8-1报文的数字信号发送到数字信号处理器DSP，在数字化信号处理器DSP的控制下读取同步动态随机存储器SDRAM中的信息模型，编码后发送基于IEC61850-8-1报文的电信号到电网口；
数字信号处理器DSP：与人机接口、第一解析模块、第二解析模块、同步动态随机存储器SDRAM分别相连，计算IEC61850-9-2LE报文的离散度和完整性，将基于IEC61850-9-2LE报文和IEC61850-8-1报文的相关数字信号发送到人机接口显示，将人机接口设置的数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型写入同步动态随机存储器SDRAM中，控制第二解析模块读取同步动态随机存储器SDRAM中的信息模型；
同步动态随机存储器SDRAM：与数字信号处理器DSP和第二解析模块相连，用于存储数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型。
所述第一、第二解析模块都由现场可编程门阵列FPGA构成。
所述人机接口为工控机。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明模拟装置模拟了数字化电能计量装置通信规约报文的接收和发送，相比于数字化电能计量装置结构简单、成本低，可以接收IEC61850-9-2LE报文，测试IEC61850-9-2LE报文离散度和完整性，还可以接收和发送IEC61850-8-1报文， 并对接收的IEC61850-8-1报文进行验证；本发明采用高性能的现场可编程门阵列FPGA对IEC61850-9-2LE报文和IEC61850-8-1报文进行解码和译码，由于现场可编程门阵列FPGA采用并行处理方式，速度快，几乎无延时，显著提高了装置的性能。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的组成原理框图。
具体实施方式
图1为本发明较佳实施例的组成原理框图，如图1所述，本发明的数字化电能计量通信模拟装置包括光网口、电网口、现场可编程门阵列FPGA1、现场可编程门阵列FPGA2、同步动态随机存储器SDRAM、数字信号处理器DSP、人机接口即工控机。光网口与FPGA1单向通信，FPGA1与DSP单向通信。电网口与FPGA2双向通信，FPGA2与DSP进行双向通信，FPGA2与同步随机存储器SDRAM单向通信。数字信号处理器DSP与人机接口双向通信。
人机接口：人机接口采用思泰基的 LX-801A工控机，采用工业上广泛使用的Windows7嵌入式操作系统，具有人机交互功能。人机接口通过串行通信接口与数字信号处理器DSP通过串行通用总线连接。用于显示IEC61850-9-2LE报文的离散度和完整性，还用于设置数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型和IEC61850-8-1报文的显示。
数字信号处理器DSP：采用ADI公司的ADSP-BF609高性能DSP，具有强大的处理能力。ADSP-BF609是 Blackfin双核处理器，工作频率高达1GHz，采用ADI/INTEL微信号架构（MSA）。完成与人机接口之间的通讯，接收FPGA1解析后的IEC61850-9-2LE报文，计算报文的离散度和完整性，把计算结果发送到人机接口显示。接收FPGA2解析后的IEC61850-8-1报文，并发送到人机接口显示。把数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型存储在同步动态随机存储器SDRAM中，并控制FPGA2读取SDRAM中的信息模型。
现场可编程门阵列FPGA1：采用ACTEL公司的高性能FPGA，连接光网口和数字化信号处理器（DSP）。对光网口传递的基于IEC61850-9-2LE的电信号进行解析，并将解析后的IEC61850-9-2LE报文发送给数字信号处理器DSP。
现场可编程门阵列FPGA2：采用ACTEL公司的高性能FPGA，与电网口和数字化信号处理器DSP进行双向通信。与同步动态随机存储器SDRAM进行单向通信。对电网口传递的基于IEC61850-8-1报文的电信号进行解析，并将解析后的IEC61850-8-1报文发送给数字信号处理器DSP，还用于读取SDRAM中的信息模型，编码后发送基于IEC61850-8-1报文的电信号到电网口。
同步动态随机存储器SDRAM：采用64MB的SDRAM芯片 MT48LC32M16A2TG。用于存储数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型。电网口：外部与电能计量通信规约测试装置进行双向通信，通信的内容是IEC61850-8-1报文，通信的载体是电信号。内部与现场可编程门阵列FPGA2双向通信。
光网口：采用AVAGO集团的AFBR5803的光网口，外部与数字化电能计量通信规约测试装置连接，接收数字化电能计量通信规约测试装置输出的基于IEC61850-9-2LE的光信号，转换光信号为电信号。内部与现场可编程门阵列FPGA1连接，发送电信号给现场可编程门阵列FPGA1。
本发明的具体实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种数字化电能计量通信模拟装置，其特征在于，包括：
人机接口：通过串行通信接口与数字信号处理器DSP通过串行通用总线连接，用于显示IEC61850-9-2LE报文的离散度和完整性和显示IEC61850-8-1报文，还用于设置数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型；
光网口：用于连接数字化电能计量通信规约测试装置，以便接收数字化电能计量通信规约测试装置输出的基于IEC61850-9-2LE报文的光信号，并将光信号转换为电信号；
电网口：用于连接数字化电能计量通信规约测试装置，以便接收或发送基于IEC61850-8-1报文的电信号；
第一解析模块：连接光网口和数字化信号处理器DSP，用于对光网口输出的电信号中的IEC61850-9-2LE报文进行解析，并将解析后的基于IEC61850-9-2LE报文的数字信号发送到数字信号处理器DSP；
第二解析模块：与电网口、同步动态随机存储器SDRAM和数字化信号处理器DSP分别相连，对电网口输出的电信号中的IEC61850-8-1报文进行解析，将解析后的基于IEC61850-8-1报文的数字信号发送到数字信号处理器DSP，在数字化信号处理器DSP的控制下读取同步动态随机存储器SDRAM中的信息模型，编码后发送基于IEC61850-8-1报文的电信号到电网口；
数字信号处理器DSP：与人机接口、第一解析模块、第二解析模块、同步动态随机存储器SDRAM分别相连，计算IEC61850-9-2LE报文的离散度和完整性，将基于IEC61850-9-2LE报文和IEC61850-8-1报文的相关数字信号发送到人机接口显示，将人机接口设置的数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型写入同步动态随机存储器SDRAM中，控制第二解析模块读取同步动态随机存储器SDRAM中的信息模型；
同步动态随机存储器SDRAM：与数字信号处理器DSP和第二解析模块相连，用于存储数字化电能计量装置的信息模型和ACSI服务模型。
2.根据权利要求1所述的数字化电能计量通信模拟装置，其特征在于，所述第一、第二解析模块都由现场可编程门阵列FPGA构成。
3.根据权利要求1或2所述的数字化电能计量通信模拟装置，其特征在于，所述人机接口为工控机。
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