适用于安全稳定控制系统的通讯调试方法、调试仪及系统
技术领域
本发明涉及电力系统装置调试技术领域,具体涉及一种适用于安全稳定控制系统的通讯调试方法、调试仪及系统。
背景技术
安全稳定控制系统是当系统出现紧急状态后,通过执行各种紧急控制措施,使系统恢复到正常运行状态下的控制系统,是保证电网安全稳定运行的重要防线。
目前安全稳定控制系统各装置之间常用的通讯功能基于HDLC的通信规约,有效数据带宽512kbit/s,经1B4B编码后2M端口发送速率为2.048kbit/s。在现场调试过程中,2M通道中的原始数据在未经解码之前是无法通过抓包工具查看,难以确定通道中数据的正确性。
随着安全稳定控制系统功能的拓展,安全稳定控制系统装置与直流控保系统装置以及风机、光伏的逆变器控制系统也需要进行通讯,同时随着技术的发展,无线通讯技术也逐渐应用于安全稳定控制系统。按照目前主流直流控保及逆变器生产厂家的产品,主要通讯协议为FT3和UDP/IP协议,基于无线通讯的安全稳定控制装置也多采用UDP/IP协议。
考虑到安全稳定控制系统装置功能的广域性以及工程布局的特殊性,同一个被测对象可能支持多种通讯协议且与多个控制对象进行通讯,工程装置布局距离较远,需要多个环节进行配合,增加了工程调试难度。此时需要一个行之有效的测试手段来同时支持2M、FT3、UDP/IP协议,减少调试配合环节,提高调试效率。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种适用于安全稳定控制系统的通讯调试方法、调试仪及系统,以解决目前安全稳定控制系统装置通讯联合调试时距离较远、测试手段有限、报文不易获取等问题,提高调试效率。
(二)技术方案
为解决上述问题,本申请的第一方面提供一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试方法,包括:
测试仪接收并存储PC机发送的第一测试报文,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置通讯是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求;
测试仪还接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
根据所述第二测试报文得到以太网报文并将所述以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述以太网报文进行数据转换,从而使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足第二测试报文对应的通讯协议要求。
具体地,PC机将所述以太网报文转换成易于工作人员解读的十六进制报文。
具体地,所述第二测试报文支持2M协议或FT3协议,所述根据所述第二测试报文得到以太网报文,包括:
通过解码将所述第二测试报文还原成原始数据,并将所述原始数据封装成以太网报文。
进一步地,所述的装置通讯调试方法还包括:
测试仪接收并存储PC机发送的多个第一测试报文,所述第一测试报文与待测装置一一对应;按照预设发送规则分别将所述多个第一测试报文发送给对应的待测装置;和/或
测试仪接收安全稳定控制系统中多个待测装置发送的多个第二测试报文,所述第二测试报文与所述待测装置一一对应;根据所述多个第二测试报文得到对应的多个以太网报文并将所述多个以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述多个以太网报文进行数据转换。
进一步地,所述的装置通讯调试方法还包括:
PC机显示测试数据输入界面;
获取测试人员通过所述测试数据输入界面输入的测试数据;
根据所述测试数据生成第一测试报文,并将所述第一测试报文发送给测试仪。
本申请的第二个方面,提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试仪,包括:
第一接收模块,用于接收并存储PC机发送的第一测试报文,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
第一发送模块,用于按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求;
第二接收模块,用于接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
第二发送模块,用于根据所述第二测试报文得到以太网报文并将所述以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述以太网报文进行数据转换,从而使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足第二测试报文对应的通讯协议要求。
具体地,所述第二测试报文支持2M协议或FT3协议,所述第二发送模块用于通过解码将所述第二测试报文还原成原始数据,并将所述原始数据封装成以太网报文。
具体地,所述第一接收模块,用于接收并存储PC机发送的多个第一测试报文,所述第一测试报文与待测装置一一对应;所述第一发送模块,用于按照预设发送规则分别将所述多个第一测试报文发送给对应的待测装置;和/或
所述第二接收模块,用于接收安全稳定控制系统中多个待测装置发送的多个第二测试报文,所述第二测试报文与所述待测装置一一对应;所述第二发送模块,用于根据所述多个第二测试报文得到对应的多个以太网报文并将所述多个以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述多个以太网报文进行数据转换。
本申请的第三个方面,提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试的PC机,包括发送单元和接收单元,其中:
所述发送单元,用于将第一测试报文发送给测试仪,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议,以使测试仪:接收并存储所述第一测试报文,按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置通讯是否满足对应的通讯协议要求;所述测试仪还接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,并根据所述第二测试报文得到以太网报文,其中所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
所述接收单元,用于接收所述以太网报文并对所述以太网报文进行数据转换,使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足对应的通讯协议要求。
进一步地,所述的PC机,还包括:
显示单元,用于显示测试数据输入界面,输入数据包括报文发送频率、对应于通讯协议的第一测试报文以及普通报文和命令报文的报文帧数等,所有报文数据均采用十六进制数据表示;
获取单元,用于获取测试人员通过所述测试数据输入界面输入的测试数据;
所述发送单元,用于根据所述测试数据生成第一测试报文,并将所述第一测试报文发送给测试仪。
本申请的第四个方面,提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试系统,包括上述任一项所述的测试仪和上述任一项所述的PC机。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
一个稳控系统一般都配置有多台稳控装置,本发明所述调试系统可模拟其中任一环节的稳控装置对与其配合的单个稳控装置或整系统进行调试。
当需要调试待测装置的通讯功能是否正常时,可以通过测试仪建立PC机与待测装置之间的通讯连接。当待测装置通过测试仪接收PC机发送的支持待测装置通讯协议的第一测试报文时,测试人员根据待测装置接收到的第一测试报文内容是否与PC机发送的第一测试报文内容一致,即可判断出待测装置通讯是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求,即判断待测装置接收功能是否正常;当PC机通过测试仪接收待测装置发送的第二测试报文时,测试人员根据PC机接收到的数据是否与第二测试报文数据一致,即可判断待测装置是否满足第二测试报文对应的通讯协议,即装置发送功能是否正常。该方法可对系统中支持不同通讯协议的各装置逐一进行调试,减少了调节配合环节,解决了联合调试时距离较远、测试手段有限、报文不易获取等问题,提高调试效率。
附图说明
图1是本发明提供的一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试方法流程图;
图2是本发明提供的一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试系统工作示意图;
图3为本发明一具体实施例提供的一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示,本发明提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试方法,包括:
步骤101:测试仪接收并存储PC机发送的第一测试报文,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
步骤102:按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置通讯是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求;
步骤103:测试仪还接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
步骤104:根据所述第二测试报文得到以太网报文并将所述以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述以太网报文进行数据转换,从而使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足第二测试报文对应的通讯协议要求。
具体地,PC机将所述以太网报文转换成易于工作人员解读的十六进制报文。
当需要调试待测装置的通讯功能是否正常时,可以通过测试仪建立PC机与待测装置之间的通讯连接。当待测装置通过测试仪接收PC机发送的支持待测装置通讯协议的第一测试报文时,测试人员根据待测装置接收到的第一测试报文内容是否与PC机发送的第一测试报文内容一致,即可判断出待测装置通讯是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求,即判断接收功能是否正常;当PC机通过测试仪接收待测装置发送的第二测试报文时,测试人员根据PC机接收到的数据是否与第二测试报文数据一致,即可判断待测装置是否满足第二测试报文对应的通讯协议,即装置发送功能是否正常。该方法可对安全稳定控制系统中支持不同通讯协议的各装置逐一或系统性的进行调试,减少了调试配合环节,解决了联合调试时距离较远、测试手段有限、报文不易获取等问题,提高调试效率。
具体地,当第二测试报文支持UDP/IP协议时,可直接作为以太网报文发送。
具体地,当所述第二测试报文支持2M协议或FT3协议时,所述根据所述第二测试报文得到以太网报文,包括:
通过解码将所述第二测试报文还原成原始数据,并将所述原始数据封装成以太网报文。
进一步地,所述的装置通讯调试方法还包括:
测试仪接收并存储PC机发送的多个第一测试报文,所述第一测试报文与待测装置一一对应;按照预设发送规则分别将所述多个第一测试报文发送给对应的待测装置;和/或
测试仪接收安全稳定控制系统中多个待测装置发送的多个第二测试报文,所述第二测试报文与所述待测装置一一对应;根据所述多个第二测试报文得到对应的多个以太网报文并将所述多个以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述多个以太网报文进行数据转换。
进一步地,所述的装置通讯调试方法还包括:
PC机显示测试数据输入界面;
获取测试人员通过所述测试数据输入界面输入的测试数据;
根据所述测试数据生成第一测试报文,并将所述第一测试报文发送给测试仪。
本发明还提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试仪,包括:
第一接收模块,用于接收并存储PC机发送的第一测试报文,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
第一发送模块用于按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置是否满足第一测试报文对应的通讯协议要求;
第二接收模块,用于接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
第二发送模块,用于根据所述第二测试报文得到以太网报文并将所述以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述以太网报文进行数据转换,从而使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足第二测试报文对应的通讯协议要求。
具体地,当第二测试报文支持UDP/IP协议时,可直接作为以太网报文发送。
具体地,当所述第二测试报文支持2M协议或FT3协议时,所述第二发送模块用于通过解码将所述第二测试报文还原成原始数据,并将所述原始数据封装成以太网报文。
具体地,所述第一接收模块,用于接收并存储PC机发送的多个第一测试报文,所述第一测试报文与待测装置一一对应;所述第一发送模块,用于按照预设发送规则分别将所述多个第一测试报文发送给对应的待测装置;和/或
所述第二接收模块,用于接收安全稳定控制系统中多个待测装置发送的多个第二测试报文,所述第二测试报文与所述待测装置一一对应;所述第二发送模块,用于根据所述多个第二测试报文得到对应的多个以太网报文并将所述多个以太网报文上送至PC机,以使PC机对所述多个以太网报文进行数据转换。
进一步地,所述测试仪还包括壳体,各模块均位于所述壳体内。为便于携带,所述壳体上还对称设有两个手持把手。
进一步地,所述测试仪还包括电源模块,用于给其他模块供电。
本发明还提供了一种适用于安全稳定控制系统装置通讯调试的PC机,该PC机设有调试装置,所述调试装置包括发送单元和接收单元,其中:
所述发送单元,用于将第一测试报文发送给测试仪,所述第一测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议,以使测试仪:接收并存储所述第一测试报文,按照预设发送规则将所述第一测试报文发送给待测装置,以使工作人员根据待测装置接收到的第一测试报文判断待测装置通讯是否满足对应的通讯协议要求;所述测试仪还接收安全稳定控制系统中待测装置发送的第二测试报文,并根据所述第二测试报文得到以太网报文,其中所述第二测试报文支持2M协议、FT3协议或UDP/IP协议;
所述接收单元,用于接收所述以太网报文并对所述以太网报文进行数据转换,使工作人员根据转换的数据判断所述待测装置通讯是否满足对应的通讯协议要求。
进一步地,所述的PC机还包括:
显示单元,用于显示测试数据输入界面;
获取单元,用于获取测试人员通过所述测试数据输入界面输入的测试数据,输入数据包括报文发送频率、对应于通讯协议的第一测试报文以及普通报文和命令报文的报文帧数等;
所述发送单元,用于根据所述测试数据生成第一测试报文,并将所述第一测试报文发送给测试仪。
本发明还提供了一种适用于安全稳定控制系统的装置通讯调试系统,包括上述任一项所述的测试仪和上述任一项所述的PC机。
以下为调试系统的一个具体实施例:
如图2和3所示,测试仪由NDY电源插件1(即电源模块)和NPI通讯插件2以及机箱外壳3构成,电源插件1支持接入110V/220V交直流电源,用于为NPI通讯插件2供电;NPI通讯插件2负责稳控装置及PC机调试软件之间报文的传输和转换,主要是2M及FT3报文的处理,UDP/IP报文可直接转发。NPI通讯插件2包括FPGA单元(包括第二接收模块和第一发送模块)和NPI单元(包括第一接收模块和第二发送模块),FPGA单元将接收稳控装置的串口报文解码为帧头帧尾都为7E的原始数据包并转发给NPI单元,NPI单元再按照百兆以太网报文格式将原始数据包进行编码,上送至PC机调试装置。为便于携带,机箱外壳3设有两个对称的把手4。
调试装置可以实时编辑需要发送的第一测试报文,然后NPI单元使用RPC功能将数据刷新到NPI单元专门创建的缓存区,由NPI单元按照定时器设定的频率将第一测试报文发送给FPGA单元,由FPGA单元将第一测试报文发送给待测装置。
调试装置安装在PC机上,集成了2M、FT3以及UDP/IP协议格式的报文接收和发送功能。调试装置报文接收时直接选择PC机实际在用网卡即可开始接收报文,将测试仪上送的以太网报文转换成便于调试人员解读的报文;使用报文发送功能时,需要先选择欲发送报文的格式,然后打开分界面进行报文编辑,设置报文发送频率及欲发送报文帧数,由调试装置将报文打包发送至NPI单元并存放在NPI单元设置的缓存区中。
以下为上述调试系统实施例的具体调试方法:
NPI通讯插件负责稳控装置及PC机调试软件之间报文的传输和转换。FPGA将接收稳控装置的串口报文进行解码,不进行CRC校验,还原为包含7e帧头帧尾的原始数据报文,报文格式如表1所示。串口报文内容即为第二测试报文。
通信内容采用帧传送方式,普通数据帧和命令报文帧的报文头有效区分,普通数据帧的特征码为0x5500,命令报文帧的特征码为0x9900。报文采用多重校验,包括报文头校验、报文地址校验、报文校验和校验等,有效防止通道误码。
表1原始数据报文格式
NPI将解码后的原始数据报文封装为以太网报文输出,通过调试口将数据发送出来,上送至PC机上的调试装置。封装的以太网报文格式如表2所示。
表2以太网报文格式
测试仪的NPI通讯插件的NPI单元中定义有一个结构体,在结构体中,设置有是否有数据发送、发送端口、发送速率、发送模式、混合策略、及数据缓存等内容。当调试装置编辑完第一测试报文内容需要发送时,通过调试装置加载NPI程序,直接修改NPI单元的内存,使用RPC功能将数据刷新到NPI单元的缓存区,由NPI单元按照定时器设定的频率将第一测试报文发送给FPGA单元。发送的第一测试报文按照A4报文格式进行编码,最终由FPGA单元发给待测装置。
其中,第一测试报文来源于:
PC机显示单元显示测试数据输入界面,输入数据包括报文发送频率、对应于通讯协议的第一测试报文以及普通报文和命令报文的报文帧数等;获取单元获取测试人员通过所述测试数据输入界面输入的测试数据;发送单元根据所述测试数据生成第一测试报文,并将所述第一测试报文发送给测试仪。
A4报文格式如表3所示。
表3 A4报文格式
在一具体应用场景中,某广域联合发电控制系统主站装置可以接入执行站和极控装置,主站装置与执行站及极控装置的通讯协议分别如表4和表5:
表4主站装置与执行站通讯协议
表5主站与极控装置通讯协议
由于稳控装置布局的特殊性,假设主站布局在A区,执行站布局在B区,两地相距较远,则相互调试时需要A、B两地都有调试人员,且沟通极为不便。当需要调试主站与执行站之间的通讯功能时,若调试人员在A区,则可以使用本发明所述的调试系统模拟执行站装置,主站装置则为待测装置,可有效避免B区无测试人员配合导致调试无法进行。
主站与执行站之间是按照2M报文格式进行通讯,按照上述通讯协议,假设主站装置地址为2,执行站装置地址为1,执行站上送主站的功率为22187(单位暂不考虑),则测试仪输入界面输入的第一测试报文如表6第一测试报文所示。此时查看主站装置上主站与执行站之间的通道通讯是否正常,若通道通讯正常且功率显示正确,则主站接收执行站报文的功能满足通讯协议。
若主站装置无策略动作,则主站装置发送的第二测试报文如表6第二测试报文普通报文所示。若主站装置策略动作需要执行站装置配合调节功率161,则主站装置发送的第二测试报文如表6第二测试报文命令报文所示。第二测试报文可在调试装置报文监视界面查看,若所监视到的报文与表6第二测试报文一致,则主站装置向执行站装置发送报文的功能满足通讯协议。
实际应用过程中两个稳控装置之间通讯传输的内容不止上述示例所述内容,其他字节若通讯协议有定义具体含义,则测试方法与上述类似。
表6测试报文示例
主站与极控装置之间是按照FT3报文格式进行通讯,报文组帧方式与2M类似。FT3报文及UDP/IP报文使用本发明的测试方法相同,在此不再逐一详述。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。