CN111049742A - 支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置及其控制方法 - Google Patents

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胡绍谦
尤小明
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Abstract

本发明公开一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置，包括电源模块、CPU模块、存储模块、交换控制芯片组、第一收发端口、第二收发端口和至少一个镜像端口，第一收发端口和交换控制芯片组之间串接第一常开继电器，第二收发端口和交换控制芯片组之间串接第二常开继电器，第一、第二收发端口之间串接常闭继电器。本发明还公开装置的控制方法，装置失电或故障时，第一、第二常开继电器打开，常闭继电器闭合，实现装置自动旁路功能；装置正常运行时，第一、第二常开继电器闭合，常闭继电器打开，实现第一、第二收发端口通讯功能和镜像端口报文输出功能。此种技术方案实现了装置失电或故障自动旁路，设计固定镜像口，做到使用时免配置。

Description

支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置及其控制方法
技术领域
本发明属于变电站网络通信监控技术领域，特别涉及一种支持自动旁路功能的远动通道(即远动机至调度主站的报文传输通道)报文镜像装置及其控制方法。
背景技术
在变电站中，站内的保护、测控等设备通过站内网络将信息发至远动机，远动机再将这些数据以网络通讯方式经由调度数据网发给调度主站，其组网方式如图1所示。因为常常需要分析远动机与调度主站之间的远动通道通讯情况和传输报文的正确性，因此站内会部署报文监视设备来采集远动通道的报文。远动机与调度主站采用TCP通讯(如IEC60870-5-104协议)同主站交互数据，因此如果需要对这些通讯数据进行采集，必须通过报文镜像装置来将远动机和调度主站间的远动通道交互数据通过镜像端口镜像给报文监视设备。
目前做法是在远动通道加装一台通用工业级交换机，当作报文镜像装置使用，通过交换机的端口镜像功能将远动机和调度主站的通讯报文镜像到交换机的某个端口，传输给报文监视设备。但这种应用方式存在以下不足：1)当远动通道加装的交换机故障时，远动机与调度主站通讯会中断，由于远动通道数据非常重要，通讯中断时调度主站失去了对变电站的监控能力，这种情况影响很严重；2)交换机端口镜像功能需要使用时通过专业方法配置，有一定的工作量，而且对操作人员有专业水平要求。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置及其控制方法，实现了装置失电或故障自动旁路，设计固定镜像口，做到使用时免配置。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置，包括电源模块、CPU模块、存储模块、交换控制芯片组、第一收发端口、第二收发端口和至少一个镜像端口，第一收发端口和交换控制芯片组之间串接第一常开继电器，第二收发端口和交换控制芯片组之间串接第二常开继电器，第一、第二收发端口之间串接常闭继电器；
其中，电源模块负责为整个装置供电；CPU模块负责装置信息管理和交换控制芯片组控制；存储模块负责存储装置程序文件；交换控制芯片组负责各端口之间报文转发；第一、第二常开继电器及常闭继电器负责通过分合实现装置旁路功能；第一、第二收发端口之间实现互相转发报文，连接远动通道两端通讯设备；镜像端口用于输出第一、第二收发端口的所有报文给报文监视设备。
上述交换控制芯片组采用FPGA芯片加PHY芯片实现，或采用交换芯片加PHY芯片实现，或采用集成PHY芯片功能的交换芯片实现。
上述第一、第二收发端口、镜像端口均采用RJ45电口以太网接口，各继电器与上述端口和交换控制芯片组间均采用8根信号线连接。
上述第一、第二收发端口及镜像端口均具备连接状态指示灯和收发状态指示灯，用于查看相应端口连接状态和收发状态。
上述装置具备运行指示灯和故障指示灯，用于查看装置工作状态。
上述电源模块支持直接接入交流或直流88-264伏电源供电。
如前所述的一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置的控制方法，包括：
装置失电或故障时，第一、第二常开继电器打开，常闭继电器闭合，第一、第二收发端口之间通过常闭继电器物理连通，同时第一、第二收发端口与交换控制芯片组断开，实现装置自动旁路功能；
装置正常运行时，第一、第二常开继电器闭合，常闭继电器打开，交换控制芯片组负责第一、第二收发端口之间的报文转发，同时将第一、第二收发端口发出的报文复制到镜像端口发出，实现第一、第二收发端口通讯功能和镜像端口报文输出功能。
采用上述方案后，本发明通过交换控制芯片组控制两个端口之间报文转发，同时将两个端口的报文转发给镜像端口，用于连接报文监视设备；两个通讯端口和交换控制芯片组之间各串接一组常开继电器，两个通讯端口之间串接一组常闭继电器，实现装置失电和故障时自动旁路功能；装置正常运行时，通过控制继电器的分合，取消旁路功能，实现装置报文转发和镜像功能。本发明实现了装置失电或故障自动旁路，保证了远动通道不因报文镜像设备失电或故障而中断连接，挺高了通讯可靠性；设计固定镜像口，实现了使用时免配置，降低了对使用人员的专业水平要求，应用简单，即插即用。
附图说明
图1是远动通道报文镜像装置应用场景示意图；
图2是本发明远动通道报文镜像装置模块结构示意图。
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。
如图2所示，本发明提供一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置，包括电源模块、CPU模块、存储模块、交换控制芯片组、端口1、端口2、镜像端口，端口1和交换控制芯片组之间串接一组常开继电器①，端口2和交换控制芯片组之间串接一组常开继电器②，端口1和端口2之间串接一组常闭继电器③。
其中，电源模块负责整个装置的供电；CPU模块负责装置信息管理和交换控制芯片组控制；存储模块负责存储装置程序文件；交换控制芯片组负责各端口之间报文转发；继电器负责通过分合实现装置旁路功能；端口1和端口2之间可互相转发报文，连接远动通道两端通讯设备；镜像端口输出端口1和端口2的所有报文给报文监视设备。
装置失电或故障时，常开继电器①和②打开，常闭继电器③闭合，端口1和端口2之间通过继电器组物理连通，同时端口1和端口2与交换控制芯片组断开，实现装置自动旁路功能。
装置正常运行时，常开继电器①和②闭合，常闭继电器③打开，交换控制芯片组负责端口1和端口2间的报文转发，同时将端口1和端口2发出的报文复制到镜像端口发出，实现两个端口通讯功能和镜像端口报文输出功能。
上述装置中，交换控制芯片组可采用FPGA芯片加PHY芯片实现；交换控制芯片组也可采用交换芯片加PHY芯片实现或集成PHY芯片功能的交换芯片实现，固定开启交换芯片的端口镜像功能并固定配置交换芯片端口镜像参数。
上述装置中，端口1、端口2、镜像端口均采用RJ45电口以太网接口，支持100Mbps和1000Mbps通讯速率自适应，各继电器与上述端口和交换控制芯片组间均采用8根信号线连接。
上述装置中，镜像端口只能输出报文，不能输入报文，保证端口1和端口2所连接的远动通道不会受到镜像端口连接设备的干扰。
上述装置中，装置每个端口均具备连接状态指示灯和收发状态指示灯，用于查看端口连接状态和收发状态；装置具备运行指示灯和故障指示灯，用于查看装置工作状态。
上述装置中，装置电源支持直接接入交流或直流88-264伏电源供电；装置支持采用外接电源适配器提供的直流5伏或直流12伏供电。
上述装置中，装置可扩展多个镜像端口，用于备用或者连接多套报文监视设备，各镜像端口输出报文相同，不能输入报文。
上述装置中，装置外壳设置手动旁路按钮，可以触发手动旁路按钮开启旁路功能或取消旁路功能。
上述装置中，装置在旁路状态和非旁路状态之间切换时，①②③三组继电器同时动作，保证在切换过程中端口1和端口2间的通讯不中断。
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 (7)

1.一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置，其特征在于：包括电源模块、CPU模块、存储模块、交换控制芯片组、第一收发端口、第二收发端口和至少一个镜像端口，第一收发端口和交换控制芯片组之间串接第一常开继电器，第二收发端口和交换控制芯片组之间串接第二常开继电器，第一、第二收发端口之间串接常闭继电器；
其中，电源模块负责为整个装置供电；CPU模块负责装置信息管理和交换控制芯片组控制；存储模块负责存储装置程序文件；交换控制芯片组负责各端口之间报文转发；第一、第二常开继电器及常闭继电器负责通过分合实现装置旁路功能；第一、第二收发端口之间实现互相转发报文，连接远动通道两端通讯设备；镜像端口用于输出第一、第二收发端口的所有报文给报文监视设备。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述交换控制芯片组采用FPGA芯片加PHY芯片实现，或采用交换芯片加PHY芯片实现，或采用集成PHY芯片功能的交换芯片实现。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一、第二收发端口、镜像端口均采用RJ45电口以太网接口，各继电器与上述端口和交换控制芯片组间均采用8根信号线连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一、第二收发端口及镜像端口均具备连接状态指示灯和收发状态指示灯，用于查看相应端口连接状态和收发状态。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置具备运行指示灯和故障指示灯，用于查看装置工作状态。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电源模块支持直接接入交流或直流88-264伏电源供电。
7.如权利要求1所述的一种支持自动旁路功能的远动通道报文镜像装置的控制方法，其特征在于：
装置失电或故障时，第一、第二常开继电器打开，常闭继电器闭合，第一、第二收发端口之间通过常闭继电器物理连通，同时第一、第二收发端口与交换控制芯片组断开，实现装置自动旁路功能；
装置正常运行时，第一、第二常开继电器闭合，常闭继电器打开，交换控制芯片组负责第一、第二收发端口之间的报文转发，同时将第一、第二收发端口发出的报文复制到镜像端口发出，实现第一、第二收发端口通讯功能和镜像端口报文输出功能。
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