CN105049432B - 基于实时数据总线的以太网与2m复接通道的协议转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，包括以下步骤：IEC103协议收发模块的控制决策信息发送给信息汇总分发模块；控制决策信息依次经过规约转换模块、HDLC协议收发模块后传输给稳控执行站；HDLC协议收发模块还将状态信息依次传输至规约转换模块、信息汇总分发模块后，由IEC103议收发模块传输给调度端决策服务器。本发明在状态信息传输中，通过采用总线非实时传输，解决了稳控系统大容量数据传输与实时数据总线带宽限制的矛盾。在控制策略传输中，采用了数据块传输功能，提高了实时数据总线数据传输的效率以及实时数据总线使用的灵活性。

Description

基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法

技术领域

本发明属于电力系统在线预决策稳定控制领域，涉及基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法。

背景技术

电网安全稳定控制系统(简称稳控系统)是防止发生大面积停电和电网崩溃的主要技术手段。而在线预决策稳控系统，可灵活的适应系统运行方式的改变以及系统发展变化，并以最小的控制代价换取最大的电网运行效益。

调度端决策服务器主要安装于大型工控机或计算机服务器中，其对外通信主要是以太网接口，在线决策系统需要从稳控执行站中取得必要的系统运行数据，并刷新装置中的在线策略表。传统的通信方案中，通常利用电力调度数据网以网络103协议来传输在线策略表以及相关控制命令至稳控执行站，再由稳控执行站将接收到的以太网协议信息解析成控制策略信息；将自身采集的系统运行数据信息转换成以太网协议信息上送。这种做法不仅需要同时对多个稳控执行站进行大量改造工作，同时可靠性较低的以太网信息直接影响了稳控装置的动作逻辑，给稳控系统的安全稳定运行造成了隐患。并且由于以太网长距离传输过程中，通信的实时性、可靠性均难以满足稳控系统的要求。

发明内容

本发明的目的是：提出基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，进而实现调度端决策服务器与稳控执行站之间的信息交换。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，其特征在于包括以下步骤：

将IEC103协议收发模块、信息汇总分发模块、规约转换模块和HDLC协议收发模块分别与实时数据总线连接，以实现实时数据总线与各模块之间的双向的信息共享，并且传输控制策略和状态信息；

所述IEC103协议收发模块通过以太网与调度端决策服务器之间进行通信，并将调度端决策服务器发送的控制决策信息通过实时数据总线发送给信息汇总分发模块；

信息汇总分发模块对所述控制决策信息传输至规约转换模块；

规约转换模块将所述控制策略信息转换为常规稳控系统通用的HDLC协议信息后发送给HDLC协议收发模块；

HDLC协议收发模块通过2M复接通道实现同时与多个稳控执行站间的点对点通信，并将控制策略信息传输给稳控执行站；

所述HDLC协议收发模块还通过2M复接通道将稳控执行站发送的状态信息传输至规约转换模块；

由规约转换模块将所述状态信息转换为通用IEC103协议，然后发送给信息汇总分发模块；

所述状态信息经过信息汇总分发模块进行汇总处理后，由IEC103议收发模块通过以太网将所述状态信息传输给调度端决策服务器。

作为本发明进一步改进的技术方案，采用总线非实时模式传输状态信息：由HDLC协议收发模块将接收到的各稳控执行站的状态信息以每1毫秒传输一次的传输速率按队列依次进入实时数据总线的缓冲区，待全部状态信息准备就绪后，以每20毫秒传输一次的传输速率，以非实时的方式将缓冲区内全部状态信息一次性发送给规约转换模块。

作为本发明进一步改进的技术方案，采用数据块传输功能传输控制策略信息；所述实时数据总线仅提供传输的数据块的首地址和数据块的带宽定义；所述数据块中的具体内容由应用程序自行约定，然后按照总线控制程序提供的总线接口对数据块进行封装，形成数据包；通过连接数据包的首地址至实时数据总线接口，实现数据块的整体打包传输。

作为本发明进一步改进的技术方案，在控制策略信息传输过程中，在需要传输的数据块内容中增设控制标志、后续帧标志、数据编号标志；

当控制标志位为1时，将当前需要发送的数据块编号清零；

当控制标志位为2时，表示数据块已经组包完毕可以下发；

当后续帧标志为1时表示实时数据总线尚有后续帧需要传输；

当后续帧标志为0时，表示无后续帧传输；

当数据编号发生变化时，判断为有新的有效数据块需要传输。

本基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，配合图1所示，本发明提出的通信系统主要包括IEC103协议收发模块，信息汇总、分发模块，规约转换模块，HDLC协议收发模块，以上模块均通过相同的实时数据总线实现双向的信息共享，主要传输控制策略和状态信息。由IEC103协议收发模块与调度端决策服务器之间通过以太网进行通信，然后由信息汇总、分发模块对决策服务器以及稳控执行站的数据信息进行汇总分发，通过系统内实时数据总线传输至规约转换模块。在控制策略传输中，规约转换模块将决策服务器发送的信息转换为常规稳控系统通用的HDLC协议信息，以2M复接通道实现同时与多个稳控执行站间的点对点通信；在状态信息传输中，规约转换模块将稳控执行站发送的信息转换为通用IEC103协议，通过以太网通道实现与决策服务器通信。

特别是在传输稳控系统遥信、遥测等状态信息时，由于信息传输量远大于总线传输带宽，且状态信息传输对实时性要求不高，本方案采用总线非实时传输此类信息。首先由HDLC协议收发模块将接收到的各稳控执行站信息，以固定的较高的传输速率按队列依次进入实时数据总线缓冲区，待全部数据准备就绪后，以固定的较低的传输速率，以非实时的方式将缓冲区内全部数据一次性发送给规约转换模块。在满足网络传输速率要求的同时，解决了稳控系统大容量数据传输与实时数据总线带宽限制的矛盾。

尤其是在控制策略传输中，采用了数据块传输功能，实时数据总线仅提供传输数据块首地址，传输数据块带宽定义，数据块中传输的具体内容由应用程序自行约定，然后按照总线程序提供的总线接口进行封装，通过连接数据包首地址至实时数据总线接口，实现整体打包传输。总线控制程序不需要再做数据合并、拆分处理，读、写总线数据速度更高。在控制策略传输中，增设了传输命令标志，策略编号等辅助信息,利用这些辅助信息，应用程序处理控制策略数据相对灵活。同时本机制可以允许应用层增加数据求和校验，增加数据传输的可靠性。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：提供一种方法，将决策服务器发送的网络103协议信息转换、扩展为多个通信方向上常规稳控系统通用的HDLC协议信息，最大限度保持了调度端决策服务器与稳控执行站的既有架构，使系统结构更简洁，功能划分更清晰。在传输状态信息时，通过非实时传输机制解决了稳控系统大容量数据传输与实时数据总线带宽限制的矛盾。利用数据块传输机制，总线控制程序不需要再做数据合并、拆分处理，读、写总线数据速度更高。利用控制标志、后续帧标志、数据编号标志等辅助信息，应用程序处理控制策略数据相对灵活。

附图说明

图1是基于实时数据总线的以太网与2M复接通道协议转换的数据流程图；

图2是实时数据总线传输数据区划分表1。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

实施例1

参见图1，本基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，包括以下步骤：

将IEC103协议收发模块、信息汇总分发模块、规约转换模块和HDLC协议收发模块分别与实时数据总线连接，以实现实时数据总线与各模块之间的双向的信息共享，并且传输控制策略和状态信息；

所述IEC103协议收发模块通过以太网与调度端决策服务器之间进行通信，并将调度端决策服务器发送的控制决策信息通过实时数据总线发送给信息汇总分发模块；

信息汇总分发模块对所述控制决策信息传输至规约转换模块；

规约转换模块将所述控制策略信息转换为常规稳控系统通用的HDLC协议信息后发送给HDLC协议收发模块；

HDLC协议收发模块通过2M复接通道实现同时与多个稳控执行站间的点对点通信，并将控制策略信息传输给稳控执行站；

所述HDLC协议收发模块还通过2M复接通道将稳控执行站发送的状态信息传输至规约转换模块；

由规约转换模块将所述状态信息转换为通用IEC103协议，然后发送给信息汇总分发模块；

所述状态信息经过信息汇总分发模块进行汇总处理后，由IEC103议收发模块通过以太网将所述状态信息传输给调度端决策服务器。

作为优选方案，采用总线非实时模式传输状态信息：由HDLC协议收发模块将接收到的各稳控执行站的状态信息以每1毫秒传输一次的传输速率按队列依次进入实时数据总线的缓冲区，待全部状态信息准备就绪后，以每20毫秒传输一次的传输速率，以非实时的方式将缓冲区内全部状态信息一次性发送给规约转换模块。采用数据块传输功能传输控制策略信息；所述实时数据总线仅提供传输的数据块的首地址和数据块的带宽定义；所述数据块中的具体内容由应用程序自行约定，然后按照总线控制程序提供的总线接口对数据块进行封装，形成数据包；通过连接数据包的首地址至实时数据总线接口，实现数据块的整体打包传输。在控制策略信息传输过程中，在需要传输的数据块内容中增设控制标志、后续帧标志、数据编号标志；

当控制标志位为1时，将当前需要发送的数据块编号清零；

当控制标志位为2时，表示数据块已经组包完毕可以下发；

当后续帧标志为1时表示实时数据总线尚有后续帧需要传输；

当后续帧标志为0时，表示无后续帧传输；

当数据编号发生变化时，判断为有新的有效数据块需要传输。

本基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，如图1所示，本发明提出的通信系统，首先利用其中IEC103协议通信收发模块与决策服务器之间建立以太网通信链路，接收决策服务器下发的控制策略等信息，然后经由系统内实时数据总线传输至规约转换模块，再利用其中的HDLC协议通信收发模块以点对点的2M复接通道分发至各稳控执行站。

同样的，利用其中HDLC协议通信收发模块与若干稳控执行站之间建立2M复接通道链路，接收稳控执行站上送的各站点实测电力系统运行状态，然后经由系统内实时数据总线传输至规约转换模块，将经过规约转换后的信息用以太网上送至调度端决策服务器。

在经由系统内实时数据总线传输稳控系统遥信、遥测等状态信息时，由于稳控系统需要传输的信息量远大于总线传输带宽，且其所传输的状态信息传输对实时性要求不高，可以通过采用总线非实时传输，在满足系统传输速率要求的同时，解决了稳控系统大容量数据传输与实时数据总线带宽限制的矛盾。

如表1所示，在控制策略传输中，采用了数据块传输功能，由应用程序自行约定数据块中传输内容，总线控制程序不需要再做数据合并、拆分处理，仅提供给应用程序通用的接口首地址；通用的数据长度配置参数。读、写总线数据速度更高。同时增设了控制标志、后续帧标志、数据编号标志。当控制标志位为1时，将对应的数据编号清零；当控制标志位为2时，表示数据已经组包完毕可以下发。当后续帧标志为1时表示实时数据总线尚有后续帧需要传输；当后续帧标志为0时，表示无后续帧传输。当数据编号发生变化时，判断为有新的有效数据。利用这些辅助信息，本发明可以实现在数据传输的灵活控制，提高了传输效率和可靠性。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，其特征在于包括以下步骤：

将IEC103协议收发模块、信息汇总分发模块、规约转换模块和HDLC协议收发模块分别与实时数据总线连接，以实现实时数据总线与各模块之间的双向的信息共享，并且传输控制策略和状态信息；

所述IEC103协议收发模块通过以太网与调度端决策服务器之间进行通信，并将调度端决策服务器发送的控制策略和状态信息通过实时数据总线发送给信息汇总分发模块；

信息汇总分发模块对所述控制策略和状态信息传输至规约转换模块；

规约转换模块将所述控制策略信息转换为常规稳控系统通用的HDLC协议信息后发送给HDLC协议收发模块；

HDLC协议收发模块通过2M复接通道实现同时与多个稳控执行站间的点对点通信，并将控制策略信息传输给稳控执行站；

所述HDLC协议收发模块还通过2M复接通道将稳控执行站发送的状态信息传输至规约转换模块；

由规约转换模块将所述状态信息转换为通用IEC103协议，然后发送给信息汇总分发模块；

所述状态信息经过信息汇总分发模块进行汇总处理后，由IEC103议收发模块通过以太网将所述状态信息传输给调度端决策服务器。

2.如权利要求1所述的基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，其特征在于采用总线非实时模式传输状态信息：由HDLC协议收发模块将接收到的各稳控执行站的状态信息以每1毫秒传输一次的传输速率按队列依次进入实时数据总线的缓冲区，待全部状态信息准备就绪后，以每20毫秒传输一次的传输速率，以非实时的方式将缓冲区内全部状态信息一次性发送给规约转换模块。

3.如权利要求1所述的基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，其特征在于：采用数据块传输功能传输控制策略信息；所述实时数据总线仅提供传输的数据块的首地址和数据块的带宽定义；所述数据块中的具体内容由应用程序自行约定，然后按照总线控制程序提供的总线接口对数据块进行封装，形成数据包；通过连接数据包的首地址至实时数据总线接口，实现数据块的整体打包传输。

4.如权利要求3所述的基于实时数据总线的以太网与2M复接通道的协议转换方法，其特征在于：在控制策略信息传输过程中，在需要传输的数据块内容中增设控制标志、后续帧标志、数据编号标志；

当控制标志位为1时，将当前需要发送的数据块编号清零；

当控制标志位为2时，表示数据块已经组包完毕可以下发；

当后续帧标志为1时表示实时数据总线尚有后续帧需要传输；

当后续帧标志为0时，表示无后续帧传输；

当数据编号发生变化时，判断为有新的有效数据块需要传输。