CN110300098A - 矿山电力数据通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山电力数据通信方法，包括：采集设备采集矿山电力数据，并通过预定规约的通信设备传输至DDS通信联合平台；所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约；所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。采用上述方案，可以实现整个电网调度平台的统一管理。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种矿山电力数据通信方法。
背景技术
矿山电力系统作为一主多从模式的分布式系统，其在转化升级的同时也引发了诸多问题。
电力系统的升级将会引入更多样的保护装置，然而各种保护装置的通讯规约不统一，导致了严重的异构性问题；并且保护装置完全封装，无法通过改变其硬件结构与软件程序的方式来整合系统。保护装置通信规约的不一致导致整个系统的通信复杂程度上升，仅实现单一综合保护装置的远程监控，无法实现整个电网调度平台的统一管理，因此，需要有更好通信技术来解决此问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种矿山电力数据通信方法，实现整个电网调度平台的统一管理。
技术方案：本发明实施例中提供一种矿山电力数据通信方法，包括：采集设备采集矿山电力数据，并通过预定规约的通信设备传输至DDS通信联合平台；所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约；所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。
具体的，所述预定规约为IEC 60870-103规约。
具体的，所述预定规约的通信设备包括：互感器板和ARM板，其中：
所述互感板，用于采集所述矿山电力数据后输出；
所述ARM板，用于接收所述互感板输出的所述矿山电力数据，并通过RS485通讯接口传输至DDS通信联合平台。
具体的，所述DDS通信联合平台由多台配置OpenDDS通信环境的计算机以联合连接的方式构建；所述联合连接的方式包括以下任一种：有线连接、无线连接。
具体的，为所述矿山电力数据设置IDL文件；调用TAO和OpenDDS的IDL编译器处理所述IDL文件，生成支持ProjectName功能的头文件、源文件、IDL文件。
具体的，DDS通信程序写入至上位机与下位机程序。
具体的，编写消息发布者；实现订阅者。
具体的，编译程序生成消息发布者、订阅者可执行的数据通信文件。
具体的，配置数据传输类型和DDS通信联合发现类型以启动RTPS的对等发现服务，使得发布者检测到订阅者；订阅者检测到发布者。
具体的，所述DDS通信联合平台中的计算机分别打开发布者窗口与订阅者窗口；输入DDS通信命令，Modbus通信规约的通信设备接收所述矿山电力数据。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
1、本发明通过DDS通信技术应用于不同通信规约之间的数据通信，解决了矿山电力系统的设备通信规约不统一带来的系统异构性问题；
2、本发明的DDS通信技术通过配置合适的服务质量策略，能满足系统在数据交互时的通信质量；
3、本发明通过将DDS的发布/订阅通信模型映射于矿山电力系统的一主多从模式，保证了数据传输时的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中基于计算机系统的DDS通信平台的系统组成图；
图2为本发明实施例中DDS解决系统异构性的流程图；
图3为本发明实施例中DDS通信技术的通信流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
针对现有技术缺陷，本发明提供一种矿山电力数据通信方法，具体步骤包括：采集设备采集矿山电力数据，并通过预定规约的通信设备传输至DDS通信联合平台；所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约；所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。
以下根据步骤顺序进行详细说明。
步骤1：采集设备采集矿山电力数据，并通过预定规约的通信设备传输至DDS通信联合平台。
本发明实施例中，所述预定规约可以为IEC 60870-103规约等其他规约，具体由实际应用场景确定。
本发明实施例中，预定规约的通信设备包括：互感器板和ARM板，其中：所述互感板，用于采集所述矿山电力数据后输出；所述ARM板，用于接收所述互感板输出的所述矿山电力数据，并通过RS485通讯接口传输至DDS通信联合平台。
在具体实施中，预定规约的通信设备，即电力数据发布平台：电力数据由信号采集设备经IEC 60870-103规约的通信设备传输至DDS通信联合平台。该电力数据发布平台主要包括两部分：互感器板、ARM板。互感器板采集实际的电力数据作为输入信号，经其自身处理后将输出信号传输至ARM开发板，该开发板经其RS485通讯接口实时发送，至DDS通信联合平台。电力数据订阅端可以接收由DDS联合通信平台传递来的电力数据至具有Modbus规约的通信设备，并显示电力数据的数值。
在具体实施中，电力数据可以为电气量。
参阅图1，其为本发明实施例中基于计算机系统的DDS通信平台的系统组成图。包括监控分站、保护器A和保护器B。
本发明实施例中，所述DDS通信联合平台由多台配置OpenDDS通信环境的计算机以联合连接的方式构建；所述联合连接的方式包括以下任一种：有线连接、无线连接。
在具体实施中，数据分发服务(data distribution service，DDS)是对象管理组织于2003年制定的一种高性能实时通信中间件技术，已为许多工业应用提供了可靠的解决方案。DDS通信中间件技术主要有两个特点：其一，以数据为中心的发布/订阅通信框架，监控分站负责发布数据，矿山保护装置只需简单地订阅数据，因此它非常适用于矿山电力系统的一主多从结构；其二，DDS采用不同通信规约统一转化为DDS规约的方式实现系统的通信，同时配置合适的服务质量策略，可以解决通信设备规约不统一带来的异构性问题。
在具体实施中，所述的OpenDDS是基于C++语言的数据分发服务规范的开源实现，应用在自适应通信环境(adaptive communication environment，ACE)，通过该环境保证跨平台操作和可移植性；同时OpenDDS利用了基于ACE基础的实现框架，并提供了接口定义语言(interface definition language，IDL)编译器等功能作为OpenDDS的信息仓库。
步骤2：所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约。
本发明实施例中，所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约，包括：为所述矿山电力数据设置IDL文件；调用TAO和OpenDDS的IDL编译器处理所述IDL文件，生成支持ProjectName功能的头文件、源文件、IDL文件。
在具体实施中，为实际电气量设置IDL文件，该文件可以命名：ProjectName.idl。DDS通行联合平台可以通过IDL定义来描述通信服务，无关于操作平台和编程语言。IDL定义的方法保证DDS支持多种操作系统。IDL语言支持多种数据格式，包括标量类型、字符串、序列、数据等以及其组合，提前定义数据类型，以便后期OpenDDS直接进行数据通信传输。
参阅图2，其为本发明实施例中DDS解决系统异构性的流程图。其中包括：设备A，即电力数据发布平台、DCPS发布者、DCPS订阅者、服务质量、传输层工厂、数据写入者、传输层和物理层。
本发明实施例中，DDS通信程序写入至上位机与下位机程序。
在具体实施中，本步骤可以将不同的通信规约统一转化为DDS规约。上位机上传IEC 60870-103通信规约的电气量数据至DDS通信平台，下位机接收DDS通信平台传输而来并转化为符合Modbus通信规约的数据至数码显示屏。上位机与下位机程序采用类处理的方法实现不同通信规约转为DDS规约。数据发布端和数据订阅端程序定义成合适的DDS类，上位机与下位机程序调用DDS类以实现电气量数据在DDS通信平台上的发送与接收。
步骤3：所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。
本发明实施例中，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：编写消息发布者；实现订阅者。
参阅图3，其为本发明实施例中DDS通信技术的通信流程图。其中包括：数据发布方(可以为电力数据发布平台)、数据分发服务通信平台(DDS通信联合平台)、数据订阅方(数据订阅端)。
在具体实施中，编写消息发布者(可以由DDS通信联合平台完成)包括初始化参与者、注册数据类型、创建主题、创建发布者、创建数据写入者、等待订阅者并发布数据样本；实现订阅者的过程相似于编写消息发布者，不同之处在于需要创建订阅者、创建数据读取者以及数据监听、订阅数据。
本发明实施例中，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：编译程序生成消息发布者、订阅者可执行的数据通信文件。
本发明实施例中，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：配置数据传输类型和DDS通信联合发现类型以启动RTPS的对等发现服务，使得发布者检测到订阅者；订阅者检测到发布者。
本发明实施例中，所述DDS通信联合平台中的计算机分别打开发布者窗口与订阅者窗口；输入DDS通信命令，Modbus通信规约的通信设备接收所述矿山电力数据。
在具体实施中，可以设置服务质量策略，可控制DDS程序中某些方面的通信质量。
在具体实施中，多台计算机分别打开发布者窗口与订阅者窗口，计算机间通过有线或无线的方式互联。输入DDS通信命令，Modbus通信规约的设备可成功接收由IEC60870-103通信规约的通信设备实时传递而来的矿山电力数据，即DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。
Claims (10)
1.一种矿山电力数据通信方法，其特征在于，包括：
采集设备采集矿山电力数据，并通过预定规约的通信设备传输至DDS通信联合平台；
所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约；
所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端。
2.根据权利要求1所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述预定规约为IEC60870-103规约。
3.根据权利要求1所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述预定规约的通信设备包括：互感器板和ARM板，其中：
所述互感板，用于采集所述矿山电力数据后输出；
所述ARM板，用于接收所述互感板输出的所述矿山电力数据，并通过RS485通讯接口传输至DDS通信联合平台。
4.根据权利要求1所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述DDS通信联合平台由多台配置OpenDDS通信环境的计算机以联合连接的方式构建；所述联合连接的方式包括以下任一种：有线连接、无线连接。
5.根据权利要求4所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约，包括：
为所述矿山电力数据设置IDL文件；
调用TAO和OpenDDS的IDL编译器处理所述IDL文件，生成支持ProjectName功能的头文件、源文件、IDL文件。
6.根据权利要求4所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述DDS通信联合平台将接收的所述电力数据转化为DDS规约，包括：
DDS通信程序写入至上位机与下位机程序。
7.根据权利要求4所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：
编写消息发布者；
实现订阅者。
8.根据权利要求7所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：
编译程序生成消息发布者、订阅者可执行的数据通信文件。
9.根据权利要求7所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，在所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端之前，包括：
配置数据传输类型和DDS通信联合发现类型以启动RTPS的对等发现服务，使得发布者检测到订阅者；订阅者检测到发布者。
10.根据权利要求7所述的矿山电力数据通信方法，其特征在于，所述DDS通信联合平台将转化后的电力数据传输至数据订阅端，包括：
所述DDS通信联合平台中的计算机分别打开发布者窗口与订阅者窗口；
输入DDS通信命令，Modbus通信规约的通信设备接收所述矿山电力数据。
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