CN107819611A - 基于iec61850多服务端仿真的客户端测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，1、导入SCD模型完成PC平台仿真；2、解析SCD文件组成CID模型文件；3、将CID模型文件作为61850 IED配置参数，启动多个服务端进程；4、启动内部事项队列循环进行数据和指令处理；5、服务端进程解析客户端请求报文，对61850客户端进行肯定、否定测试及数据风暴实验；6、测试完成后点击退出按钮结束测试。本发明通过计算机模拟多个变电站设备，根据不同模型完成不同功能，灵活性高；根据需要设置通信交互过程中的异常，满足对61850客户端规约一致性测试，可完整模拟整个变电站设备；利用计算机高性能优点进行变电站信息风暴实验；可在设备没有全部到位的情况下完成变电站SCADA系统的安装、调试。

Description

基于IEC61850多服务端仿真的客户端测试方法
技术领域
本发明属于智能变电站技术领域，具体涉及一种基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法。
背景技术
随着智能变电站的发展，IEC 61850协议得到广泛的应用。IEC 61850协议是面向连接的应用层通信协议，其中智能变电站的各个测控、保护装置是通信过程中的服务端，而变电站的后台管理系统和通信网管机等系统、设备就是客户端。为了对这些不同的客户端系统、设备进行IEC 61850通信规约测试，通常使用数个不同的测控、保护装置搭建一个临时的变电站模型。但由于这个临时的变电站模型规模较小、而且不具备发送指定异常通信回复的测试功能，使得整个测试过程无法覆盖所有的测试用例，测试有效性达不到预期的要求。
另外，在变电站建设过程中需要对变电站后台管理系统进行现场调试，但由于建设初期某些设备不能全部及时到位，使得调试工作无法并行进行，对工期带来不利的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明通过导入整个变电站所有设备的SCD模型文件，完成对多个IEC 61850服务端的仿真，并根据需要进行通信交互过程中的异常现象模拟，完成对IEC 61850客户端的肯定、否定测试。
目前变电站保护、测控装置都是通过加载CID模型文件完成服务端的启动的，SCD模型是整个变电站所有的CID模型文件的集合。另外，保护、测控装置运行的服务端都运行在装置上，虽然有些厂家将模拟的Serevr运行于PC上用于服务端的开发、调试，但仅限于单服务端，通过导入SCD模型文件模拟全站的装置并进行统一设置管理而开展测试工作的，本发明尚属首例。
本发明所采用的技术方案如下：
基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，包括一个管理进程和多个服务端进程，执行以下步骤：
步骤1、启动管理进程，导入需要模拟调试的变电站的SCD模型文件，完成对变电站IED(即保护、测控装置)的PC平台仿真，即：将在装置上运行的61850服务端运行于PC平台上；
步骤2、管理进程解析SCD模型文件，包括：分解Communication标签的内容、解析IED标签的内容、解析DataTypeTemplates标签的内容，组成CID模型文件；
步骤3、将步骤2所述的CID模型文件作为61850服务端配置参数，启动多个服务端进程；
步骤4、管理进程启动内部事项队列循环，处理界面事项以及内部通信事项，接收界面用户指令、控制界面显示；接收并分析IED通信端口数据、向IED发送控制指令；
步骤5、各个服务端进程建立端口通信缓冲，解析接收到的客户端请求报文，完成对61850客户端的肯定、否定测试，以及数据风暴实验；
步骤6、测试完成后，在管理进程界面点击退出按钮，管理进程自动逐个关闭启动的服务端进程。
优选地，步骤2所述的解析SCD模型文件的具体步骤如下：
2.1、分解Communication标签的内容，将MMS子网配置下的ConnectedAP标签拆解为各个IED的配置，并记录该标签属性iedName为各IED的名称、apName为各IED的启动点；
2.2、解析IED标签的内容，将每个IED标签分解为一个装置的配置，结合步骤2.1中分解的Communication标签的内容，组成一个标准装置CID配置项；
2.3、解析DataTypeTemplates标签的内容，为每个CID配置项配置数据类型。
优选地，步骤3所述的启动多个服务端进程的具体步骤如下：
3.1、管理进程配置一个私有的UPD通信端口号并为每个服务端进程配置一个通信标识号；
3.2、启动的服务端进程通过127.0.0.1本机地址、私有端口号和通信标识号与管理进程建立UDP通信，通信的标识号为每个服务端进程的专用设备标识号。
优选地，步骤5所述的对IEC 61850客户端的肯定、否定测试的具体步骤如下：
5.1、在管理进程界面选择某个服务端进程，选择VMD显示操作，显示该服务端进程的VMD目录数据界面，通过VMD界面的右键菜单设置测试项操作，包括：数据集、报告、定值、取代、遥控、日志和文件操作；
5.2、该服务端进程存储步骤5.1设置的测试参数，并检查所有的客户端请求报文，然后按照参数的设置进行相应的服务响应处理，包括肯定测试和否定测试；
5.3、通过对该服务端进程的VMD数据修改、直接设置该服务端进程的内存数据，可模拟IED数据采集过程；利用数据联动功能，将客户端执行遥控操作成功后的被遥控开关自动设置成正确的状态。
优选地，步骤5.2所述的肯定测试包括正确的IEC 61850服务响应；否定测试的类型包括：拒绝响应、延迟响应和给定错误类型号的错误响应。错误响应又根据不同的请求有众多类型，如：值越限、数据类型错误和数据逻辑错误等情况。
优选地，步骤5所述的数据风暴实验的具体步骤如下：
通过启动定时模块快速修改服务端进程的VMD数据，修改数据的方式可采用随机设置方式、或者通过comtrade格式录播文件导入方式；
通过多个服务端进程定时按照预先设置的comtrade格式录播文件设置服务器VMD数据变化，模拟变电站的某种数据场景完成数据风暴实验。
管理进程主要是对服务端进程进行管理，如：服务器参数配置、服务器启动、停止，VMD显示等，而具体的测试设置及操作都在各个服务器的VMD界面上进行操作，不仅包括否定测试，同时包括肯定测试，如：设置正确的值就是肯定测试，设置错误的值就是否定测试。
本发明完成否定测试的步骤是：1、截获对方请求；2、设置异常现象；3、给予异常回复。
本发明的有益效果：
1、通过计算机模拟多个变电站设备，完全摆脱设备的异常情况；
2、根据不同的模型完成不同的功能，具有较高的灵活性；
3、可根据需要设置通信交互过程中的异常，突破了实际装置无法进行否定测试的局限；
4、模拟设备的数量仅受限于计算机的性能，并支持多计算机联网，可完整模拟整个变电站的设备；
5、能够利用计算机高性能的优点进行变电站信息风暴实验；
6、在变电站建设初期使用本发明可模拟整个变电站的设备，可在设备没有全部到位的情况下完成变电站SCADA系统的安装、调试工作。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是管理进程的界面示意图；
图3是一个服务端进程的VMD数据示意图。
具体实施方式
本发明包括一个管理进程和多个服务端进程。下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，包括以下步骤：
步骤1、启动管理进程，管理进程的界面如图2所示，图中的服务器-X即代表一个服务端进程；导入需要模拟调试的变电站的SCD模型文件，完成对变电站IED的PC平台仿真。
步骤2、管理进程解析SCD模型文件，包括：分解Communication标签的内容(即：通信设置)、解析IED标签的内容(即：设备设置)、解析DataTypeTemplates标签的内容(即：数据模板)，组成CID模型文件。具体步骤如下：
2.1、分解Communication标签的内容，将MMS子网配置下的ConnectedAP标签拆解为各个IED的配置，并记录该标签属性iedName为各IED的名称、apName为各IED的启动点；
2.2、解析IED标签的内容，将每个IED标签分解为一个装置的配置，结合步骤2.2中分解的Communication标签的内容，组成一个IED装置CID配置项；
2.3、解析DataTypeTemplates标签的内容，为每个CID配置项配置数据类型。
步骤3、将步骤2所述的CID模型文件作为61850服务端配置参数，启动多个服务端进程。具体步骤如下：
3.1、管理进程配置一个私有的UPD通信端口号并为每个服务端进程配置一个通信标识号；
3.2、启动的服务端进程通过127.0.0.1本机地址、私有端口号和通信标识号与管理进程建立UDP通信，通信的标识号为每个服务端进程的专用设备标识号。
步骤4、管理进程启动内部事项队列循环，处理界面事项以及内部通信事项，接收界面用户指令、控制界面显示；接收并分析IED通信端口数据、向IED发送控制指令。
步骤5、各个服务端进程建立端口通信缓冲，解析接收到的客户端请求报文，完成对IEC 61850客户端的肯定、否定测试，以及数据风暴实验。
步骤5所述的对IEC 61850客户端的肯定、否定测试的具体步骤如下：
5.1、在管理进程界面选择某个服务端进程，选择VMD显示操作，显示该服务端进程的VMD目录数据界面，通过VMD界面的右键菜单设置测试项操作，包括：数据集、报告、定值、取代、遥控、日志和文件操作；服务端进程的VMD数据界面如图3所示，图中的服务器-1即代表服务端进程1；
5.2、该服务端进程存储步骤5.1设置的测试参数，并检查所有的客户端请求报文，然后按照参数的设置进行相应的服务响应处理，包括肯定测试和否定测试；
5.3、通过对该服务端进程的VMD数据修改、直接设置该服务端进程的内存数据，可模拟IED数据采集过程；利用数据联动功能，将客户端执行遥控操作成功后的被遥控开关自动设置成正确的状态。
步骤5所述的数据风暴实验的具体步骤如下：
通过启动定时模块(该定时模块可根据发送速率调整其时间触发间隔)快速修改服务端进程的VMD数据，修改数据的方式采用随机设置方式(即在一定范围内生成随机数进行设置)、或者通过comtrade格式录播文件导入方式；
通过多个服务端进程定时按照预先设置的comtrade格式录播文件设置服务器VMD数据变化，模拟变电站的某种数据场景完成数据风暴实验。可模拟变电站的某种数据场景，如：倒闸操作场景或故障场景等。
步骤6、测试完成后，在管理进程界面点击退出按钮，管理进程自动逐个关闭启动的服务端进程，最后退出管理进程。

Claims (6)

1.基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，包括一个管理进程和多个IED服务端进程，执行以下步骤：
步骤1、启动管理进程，导入需要模拟调试的变电站的SCD模型文件，完成对变电站IED的PC平台仿真；
步骤2、管理进程解析SCD模型文件，包括：分解Communication标签的内容、解析IED标签的内容、解析DataTypeTemplates标签的内容，组成CID模型文件；
步骤3、将步骤2所述的CID模型文件作为IEC 61850IED服务端配置参数，启动多个IED服务端进程；
步骤4、管理进程启动内部事项队列循环，处理界面事项以及内部通信事项，接收界面用户指令、控制界面显示；接收并分析服务端进程的通信端口数据、向服务端进程发送控制指令；
步骤5、各个IED服务端进程建立端口通信缓冲，解析接收到的客户端请求报文，完成对IEC 61850客户端的肯定、否定测试，以及数据风暴实验；
步骤6、测试完成后，在管理进程界面点击退出按钮，管理进程自动逐个关闭启动的IED服务端进程。
2.根据权利要求1所述的基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，步骤2所述的解析SCD模型文件的具体步骤如下：
2.1、分解Communication标签的内容，将MMS子网配置下的ConnectedAP标签拆解为各个IED的配置，并记录该标签属性iedName为各IED的名称、apName为各IED的启动点；
2.2、解析IED标签的内容，将每个IED标签分解为一个装置的配置，结合步骤2.1中分解的Communication标签的内容，组成一个标准IED装置CID配置项；
2.3、解析DataTypeTemplates标签的内容，为每个CID配置项配置数据类型。
3.根据权利要求1所述的基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，步骤3所述的启动多个服务端进程的具体步骤如下：
3.1、管理进程配置一个私有的UPD通信端口号并为每个服务端进程配置一个通信标识号；
3.2、启动的服务端进程通过127.0.0.1本机地址、私有端口号和通信标识号与管理进程建立UDP通信，通信的标识号为每个服务端进程的专用设备标识号。
4.根据权利要求1－3任一项所述的基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，步骤5所述的对IEC 61850客户端的肯定、否定测试的具体步骤如下：
5.1、在管理进程界面选择某个服务端进程，选择VMD显示操作，显示该服务端进程的VMD目录数据界面，通过VMD界面的右键菜单设置测试项操作，包括：数据集、报告、定值、取代、遥控、日志和文件操作；
5.2、该服务端进程存储步骤5.1设置的测试参数，并检查所有的客户端请求报文，然后按照参数的设置进行相应的服务响应处理，包括肯定测试和否定测试；
5.3、通过对该服务端进程的VMD数据修改、直接设置该服务端进程的内存数据，可模拟IED数据采集过程；利用数据联动功能，将客户端执行遥控操作成功后的被遥控开关自动设置成正确的状态。
5.根据权利要求4所述的基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，步骤5.2所述的肯定测试包括正确的IEC 61850服务响应；否定测试的类型包括：拒绝响应、延迟响应和给定错误类型号的错误响应。
6.根据权利要求1－3任一项所述的基于IEC 61850多服务端仿真的客户端测试方法，其特征在于，步骤5所述的数据风暴实验的具体步骤如下：
通过启动定时模块快速修改服务端进程的VMD数据，修改数据的方式采用随机设置方式、或者通过comtrade格式录播文件导入方式；
通过多个服务端进程定时按照预先设置的comtrade格式录播文件设置服务端VMD数据变化，模拟变电站的某种数据场景完成数据风暴实验。
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