CN117075885B - 一种继电保护设备的可视化任务执行方法 - Google Patents

Abstract

一种继电保护设备的可视化任务执行方法，涉及继电保护领域。为了解决现有的继电保护软件的保护算法不透明、用户无法个性化修改、需要大量下载程序的缺陷，本发明采用生成配置文件；设计算法组件并添加到可视化程序中形成第一基础组件或第一复合组件；多个第一基础组件根据需要组合形成第二复合组件；通过拓扑排序算法建立复合组件之间的连接关系，在需要反馈的回路上添加反馈组件；对配置文件进行解析；将复合组件转化为函数队列，执行每一个复合组件时，调用程序中该复合组件对应的基础组件函数，根据配置文件中的执行顺序，依次调用函数。本发明主要用于继电保护设备的任务执行。

Description

一种继电保护设备的可视化任务执行方法

技术领域

本发明涉及继电保护领域，尤其涉及一种继电保护设备的可视化任务执行方法。

背景技术

传统的继电保护软件开发，需要开发人员熟知继电保护的各种相关原理，针对不同的需求，开发对应的保护算法。但大部分开发人员一般都仅精通软件开发，而对于继电保护的专业知识掌握不透彻。因而这种大包大揽的模式并不符合现代软件开发要求的规模与效率。

因此，就需要一种能够在继电保护设备运行时能够可视化解释保护逻辑、便于用户个性化修改、无需大量下载程序的继电保护设备的可视化任务执行方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的继电保护软件的保护算法不透明、用户无法个性化修改、需要大量下载程序的缺陷，提供了一种能够在继电保护设备运行时能够可视化解释保护逻辑、便于用户个性化修改、无需大量下载程序的继电保护设备的可视化任务执行方法。

本发明的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，包括如下步骤：

S1：生成配置文件；

S11：设计算法组件并添加到可视化程序中形成第一基础组件或第一复合组件；

S12：多个第一基础组件根据需要组合形成第二复合组件；

S13：通过拓扑排序算法建立复合组件之间的连接关系，在需要反馈的回路上添加反馈组件，如遇到反馈组件，则断开回路；

S14：复合组件保存到配置文件后，拆分为第二基础组件备用；

S2：对配置文件进行解析；

S21：将复合组件转化为函数队列，执行每一个复合组件时，调用程序中该复合组件对应的基础组件函数，基础组件的输入参数即为上一基础组件的输出参数，基础组件的输出参数即为下一基础组件的输入参数；复合组件的输入参数即为上一复合组件的输出参数，复合组件的输出参数即为下一复合组件的输入参数；

S22：复合组件的执行顺序已经保存在配置文件中，根据配置文件中的执行顺序，依次调用函数；复合函数的执行顺序即复合函数之间的连接关系。

进一步地：在S11中，根据需求对基础组件进行参数配置。

进一步地：在S11中，分别对第一基础组件和第一复合组件进行命名，第二复合组件的名称根据该复合组件的功能进行命名，第二基础组件的名称根据所属复合组件进行命名。

进一步地：通过基础组件的名称建立基础组件的对应关系。

进一步地：在S13中，对于处理反馈组件时断开的回路，反馈回路上的连接关系保留。

进一步地：在S21中，函数采用统一的输入接口和输出接口。

进一步地：在S21中，对于只有输入的基础组件，将对应函数的输入进行留空，对于只有输出的基础组件，将对应函数的输出进行留空。

进一步地：在S21中，函数的内部逻辑根据基础组件的功能进行编写，根据配置文件中各基础组件的名称和对应函数建立对应关系表。

进一步地：在S21中，基础组件对应的函数须提前编写好并编译为库文件，再将库文件与解析程序代码一起编译为解析程序后，才能调用函数。

进一步地：在S21中，复合组件转化为函数队列时，仅对基础组件进行编写，复合组件的函数通过调用内部的基础组件函数实现。

本发明的有益效果是：

本发明所涉及的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，相较于传统的继电保护软件开发来说，大大简化了开发过程，利用可视化的图形展示，展现了继电保护设备任务执行的过程，使得用户在使用继电保护软件时能够根据需要对复合组件进行适应性拓展，从而更大程度的满足用户的需求，且本发明采用组合基础组件形成复合组件，然后将复合组件写入配置文件中，用户仅需下载配置文件进行解析即可，避免了大量下载程序，同时无需在用户端还需要配置软件用于启动。仅需通过下载配置文件即可执行保护程序，易于更改，解析程序编写完成后基本无须更改，有较高的易用性与实用价值。

由可视化编程软件直接生成配置文件下载到保护装置中，不需要直接生成算法逻辑对应的程序，省略了通过可视化编程软件编译生成程序。这种免编译的好处在于，如果需要对已经运行在保护装置上的程序做出部分或较小改动时，由于保护逻辑有变动，不需要重新编译生成新的程序并下载，使得重新生成体积不大的配置文件时更为简单，轻量化。

附图说明

图1是可视化任务执行软件的功能框图；

图2是继电保护设备的可视化任务执行方法的流程示意图。

具体实施方式

以下仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。以下实施例仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。下面详细描述本发明的实施例，为了便于描述本发明和简化描述，本发明的说明书中使用的技术术语应当做广义解读，包括但不限于本申请未提及的常规替换方案，同时包括直接实现方式和间接实现方式。

实施例1

结合图1和图2说明本实施例，本实施例公开的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，软件开发与保护算法设计由各自专业的人员完成，以便开发人员能够各自专注于熟悉的领域，分工协作。运行于继电保护设备上的程序，通过该程序解析下载到继电保护设备上，可视化编程软件生成的配置文件在系统上创建任务并逐步执行。可视化编程则作为方便两部分人员协作的工具被引入继电保护的开发设计。继电保护算法设计人员，可以利用可视化编程软件，通过在页面上添加组件，连接组件的输入与输出，完成保护逻辑的设计。之后由软件开发人员负责后续的程序，顺利在保护装置上运行程序，执行保护逻辑。

同样的，可视化编程可以有效的提高算法重复使用的效率。一个完整的继电保护任务，往往需要多个保护算法。而不同的保护任务，依赖的算法可能只有个别不同。传统的开发过程，面对不同的保护任务，往往只能重新开发程序，重复实现算法。而依托于可视化编程软件，算法设计人员可以将设计好的一种算法，交由软件人员封装为一个新的组件，方便之后在设计保护逻辑时调用，完成一次开发，到处使用。

在上述过程中，由可视化编程软件中由组件的连接关系图，到保护装置上的保护程序的转化，是必不可少的一步。在保护装置上完成保护逻辑的解释，从而完成可视化逻辑的执行工作。

具体执行方法如下：

S1：生成配置文件；为了便于解析，配置文件中应包含的基础内容有组件名称及编号，组件执行顺序和组件连接关系；

S11：设计算法组件并添加到可视化程序中形成第一基础组件或第一复合组件；

S12：多个第一基础组件根据需要组合形成第二复合组件；配置文件中的基础组件名称，并非简单依照可视化软件中的命名即可，算法设计人员可以自行设计算法到复合组件中，并添加到可视化程序中，即存在无限可能种复合组件。新的复合组件并不需要完全从头设计，在与、或、非这类基础组件设计完后，新的复合组件即可由基础组件组合而成，这便是基础组件的复合。同样的，这些复合组件在保存到配置文件时，需要分解为基础组件，可以在名称后加上所属复合组件名称以作区分，编号则是为了保证名称的唯一。

S13：通过拓扑排序算法建立复合组件之间的连接关系，在需要反馈的回路上添加反馈组件，如遇到反馈组件，则断开回路；对于执行顺序，复合组件间通过输入输出建立的连接关系，可以简化为一个有向图，进而通过拓扑排序算法（如卡恩算法）完成。由于拓扑排序算法无法处理回路，故可视化逻辑中存在反馈回路的地方，可以通过在回路上添加一个起标志作用的反馈组件处理。可视化软件生成执行顺序时，如果遇到反馈组件，则断开回路，从而能生成正确的执行顺序。组件连接关系即各组件输入和输出连接。值得注意的是，处理反馈回路时断开的回路，保存连接关系时应保留，否则接收反馈的组件缺少输入。除此之外，可根据需求添加额外信息到配置文件中，如某些组件的初始值，额定值等参数配置。具体到配置文件的格式，由于无须向其他应用共享，自行设计私有协议即可。

S14：复合组件保存到配置文件后，拆分为第二基础组件备用；

S2：对配置文件进行解析；

S21：将复合组件转化为函数队列，执行每一个复合组件时，调用程序中该复合组件对应的基础组件函数，基础组件的输入参数即为上一基础组件的输出参数，基础组件的输出参数即为下一基础组件的输入参数；复合组件的输入参数即为上一复合组件的输出参数，复合组件的输出参数即为下一复合组件的输入参数；通过基础组件的名称建立对应关系，对于一个基础组件来说，其性质有输入、输出以及内部的处理逻辑，由于基础组件与调用程序中函数性质的相似性，可以容易的编写基础组件对应的函数，复合组件的名称，可以在拆分后添加加到拆分得到的基础组件名称中，方便创建唯一的命名。因为拆分得到的第二基础组件本身是没有在可视化编程软件创建的保护逻辑中被命名过的。而在保护逻辑中可以看到的第一基础组件和第一复合组件等，都会通过功能，编号等为每一个组件创建唯一的命名，即使两个组件功能相同，但使用两次就会有不同的名称（通过编号区分）。函数采用统一的输入与输出接口，方便进行调用。如此一来，执行可视化逻辑中的一个复合组件，即对应在程序中调用对应复合组件的函数队列，函数输入参数根据连接关系查找到上一个（或几个）函数的输出保存位置，输出则作为中间量保存。另外，对于一些只有输出或只有输入的基础组件，可以通过将函数的输入或输出留空解决。函数内部逻辑则根据基础组件功能编写。同时，需要建立一张对应关系表，根据此表，通过查询配置文件中复合组件的名称查找到对应函数。对于嵌入式（或继电保护）开发中常用的C语言而言，基础组件对应的函数必须提前编写好并编译为库文件，与解析程序代码一起编译为程序后，编译程序才能调用到函数。由于解析程序下载到保护装置后不便更改，故预先编写的基础组件的函数只能为有限个且无法更改，所以只能编写基础组件对应的函数，复合组件功能通过调用内部基础组件函数实现。对于需要编译的程序，是运行在保护装置上的解释程序，解释程序设计完成后用户不需要且不能进行改动，相当于出厂安装的系统，编译过程在出厂前就已经完成，后续不会再进行编译。

S22：复合组件的执行顺序已经保存在配置文件中，根据配置文件中的执行顺序，依次调用函数；复合函数的执行顺序即复合函数之间的连接关系。复合组件的执行顺序已经保存在配置文件中，通过读取配置文件，解析程序可以轻易的建立函数执行顺序的列表，依次调用即可。

在依次调用函数的过程中，需要处理中间量的问题。对此问题的一种处理方法是，仅保留函数的输出，通过读取配置文件中的连接关系，获取到输入端（这里指组件）所连接的上一个（或几个）函数（这里指组件对应的函数）输出保存的地址。等执行到函数时，到对应地址取得所需的输入值。

Claims (8)

1.一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：生成配置文件；

S11：设计算法组件并添加到可视化程序中，形成第一基础组件或第一复合组件；

S12：多个第一基础组件根据需要组合形成第二复合组件；

S13：通过拓扑排序算法建立复合组件之间的连接关系，在需要反馈的回路上添加反馈组件，如遇到反馈组件，则断开回路；

S14：将复合组件保存到配置文件后，拆分为第二基础组件备用；

S2：对配置文件进行解析；

S21：将复合组件转化为函数队列，执行每一个复合组件时，调用程序中该复合组件对应的基础组件函数，基础组件的输入参数即为上一基础组件的输出参数，基础组件的输出参数即为下一基础组件的输入参数；复合组件的输入参数即为上一复合组件的输出参数，复合组件的输出参数即为下一复合组件的输入参数；函数采用统一的输入接口和输出接口；基础组件对应的函数必须提前编写好并编译为库文件，再将库文件与解析程序代码一起编译为解析程序后，才能调用函数；

S22：复合组件的执行顺序已经保存在配置文件中，根据配置文件中的执行顺序，依次调用函数；复合函数的执行顺序即复合函数之间的连接关系。

2.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S11中，根据需求对基础组件进行参数配置。

3.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S11中，分别对第一基础组件和第一复合组件进行命名，第二复合组件的名称根据该复合组件的功能进行命名，第二基础组件的名称根据所属复合组件进行命名。

4.根据权利要求3所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，通过基础组件的名称建立基础组件间的对应关系。

5.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S13中，对于处理反馈组件时断开的回路，保留反馈回路上的连接关系。

6.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S21中，对于只有输入的基础组件，将对应函数的输入进行留空，对于只有输出的基础组件，将对应函数的输出进行留空。

7.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S21中，函数的内部逻辑根据基础组件的功能进行编写，根据配置文件中各基础组件的名称和对应函数建立对应关系表。

8.根据权利要求1所述的一种继电保护设备的可视化任务执行方法，其特征在于，在S21中，复合组件转化为函数队列时，仅对基础组件进行编写，复合组件的函数通过调用内部的基础组件函数实现。