CN1972287A - 通讯规约记录分析装置及其分析方法 - Google Patents

Abstract

通讯规约记录分析装置及其分析方法是一种用于通过对整个通信过程的记录，将各种异常、故障情况的第一手现场资料记录下来，为以后分析事故原因提供可靠的数据资料的记录分析装置及其分析方法。该装置是一个分布式结构，由分配在各个通信节点的通信记录仪和一个分析管理机组成，通信记录仪和分析管理机之间用单独的高速以太网连接；在规约记录仪中，串口接入模块(1)、以太网接入模块(2)、CAN网接入模块(3)、LONWORK模块(4)、GPS模块(6)的输出端分别与CPU模块(5)的输入端相连接，CPU模块的输出端接装置异常输出模块(7)、大容量存储模块(8)的输入端，键盘显示模块(10)与CPU模块相连接；规约记录装置的输出端接规约分析装置的输入端。

Description

通讯规约记录分析装置及其分析方法

技术领域

本发明是一种用于通过对整个通信过程的记录，将各种异常、故障情况的第一手现场资料记录下来，为以后分析事故原因提供可靠的数据资料的记录分析装置及其分析方法。属于电力系统调度主站维护人员对调度主站与厂站远动规约符合性测试的技术领域。

背景技术

随着电子技术和计算机技术的不断发展，电力系统二次设备智能化水平不断提高，从而使设备之间的通信能力在变电站自动化系统，调度自动化系统中的地位日趋重要。从当前的变电站自动化系统建设的实际情况来看，设备之间通信调试的工作量在整个系统建设工作量中的比重很高，从运行情况来看，也是最有可能产生异常和故障的地方。当今的通讯技术日新月异，通讯的基础设施得以不断完善，在通讯的速率、带宽等方面性能不断提高，但同时通信的信息量和通讯规约的复杂度也在不断提高。而从目前国内状况来看，硬件基础设施的建设远远超前于软件方面的建设，主要表现在：

1.通信规范不一致。在远动通讯协议方面，由于需求的不同，很多都带有强列的地域特色，虽然遵照行业标准或国家(际)标准，但都有或多或少的修改、扩充。在二次设备方面，由于没有一个比较统一的规范，各个电力设备供应商各自为政，自成体系，都有自己的通信规范，给电力用户的造成很大的不便，对整个电网的安全、稳定运行也是一种不利因素。

2.电力设备供应商的技术实力不一，造成电力自动化产品的通信功能的健壮性不等、实现不一。对通信规范的理解和开发部门具备的技术实力，是影响厂家产品通讯功能质量的主要因素。由于通讯规约的解释缺少权威部门，且国内没有规约的检测机构，因此在规约理解上各个厂家意见不同，对各种通信异常的处理的力度不一，又无法进行统一的测试，因此可能存在大量正常情况下无法显现的问题，对系统安全运行是一个隐患。

通讯规约的不一致，实现的差异，带来了成本的增加，例如工程周期延长，由于通讯方面的问题迟迟无法解决，双方责任不明，找不到解决问题的责任方，或错误的确定了责任方，造成调试周期大大加长，厂家成本升高，同时也给用户间造成损失。此外，目前系统还存在以下问题：

3.异常、故障时刻的数据没有记录。电力系统通信中的异常、故障问题，很多都是瞬间而过，不易重现的。目前的自动化系统中没有任何原始记录资料，只能依靠查询系统端处理后的数据来推断故障的原因，因此无法查出或很难查出故障的真正原因。

4.安全防范的问题。随着电力通讯技术的不断更新，互联网络的普及应用，网络安全的问题也日益成为一个需要重点考虑的问题，目前对于网络上的数据交换缺乏监视记录，不利于对网络安全性的控制和分析。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种通讯规约记录分析装置及其分析方法，该记录分析装置及其分析方法根据规约的规范对二次设备的通讯进行在线测试，以确定设备的通讯符合监控系统要求。

技术方案：本发明的规约记录分析装置对运行时的通信情况进行记录，不仅方便通讯调试，通过对整个通信过程的记录，将各种异常、故障情况的第一手现场资料记录下来，为以后分析事故原因提供可靠的数据资料。

本发明的通讯规约记录分析装置是一个分布式结构，由分配在各个通信节点的通信记录仪和一个分析管理机组成，通信记录仪和分析管理机之间用单独的高速以太网连接；在规约记录仪中，串口接入模块、以太网接入模块、CAN网接入模块、LONWORK模块、GPS模块的输出端分别与CPU模块的输入端相连接，CPU模块的输出端接装置异常输出模块、大容量存储模块的输入端，键盘显示模块与CPU模块相连接；规约记录装置的输出端接规约分析装置的输入端将记录的内容供规约分析管理机分析。

智能化分析方法为：

1)通信记录仪的通信记录模块根据通信配置文件对每个需要记录的通信端口的报文进行捕捉，并按照每10分钟保存一个通信端口的原始通信报文，产生一个记录文件，

2)通信记录仪的通信记录模块每产生一个记录文件后通知上行通信模块，上行通信模块将主动和分析管理机的下行通信模块通信，将该记录文件上传到分析管理机，

3)分析管理机的下行通信模块在完整的接收一个记录文件后依据通信配置文件对记录文件进行分类统一存储，此时并不对记录文件进行分析，而是等待用户的选择再进行分析，

4)当用户选择分析某个通信端口的某个时间段的通信报文时，分析管理机在进行报文分析时利用通信配置文件取得相应的通信参数信息和规约信息，自动调用相应的规约分析模块来分析记录文件，产生分析结果，并对分析结果进行格式化显示，

5)规约分析模块的分析的方法是：依据规约中报文的格式从记录文件中读取原始报文，然后依据规约对原始报文按照字节和字节组合顺序进行分析，然后再依据规约对报文与报文之间的关系进行分析。

分析管理机的软件部分包括分析管理机监视模块、显示操作模块、规约分析模块、下行通信模块；通信记录仪的软件部分包括通信记录仪监视模块、通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；

各软件部分模块之间的工作流程如下：

1)启动通信记录仪监视模块，然后由通信记录仪监视模块启动通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；启动分析管理机监视模块，然后由分析管理机监视模块启动下行通信模块；监视模块负责监视这些模块的运行状况并在这些模块出现问题后重新启动改模块，其他模块在用户需要时手动启动；

2)用户在显示操作模块上配置通信参数配置文件，完成后显示操作模块通知下行通信模块将通信参数配置文件下传到每个通信记录仪上，上行通信模块在收到通信参数配置文件后通知通信记录模块，通信记录模块按照通信参数配置文件中的要求开始进行报文记录；

3)通信记录模块完成一个记录文件后通知上行通信模块将该记录文件上传到分析管理机，分析管理机的下行通信模块根据通信参数配置文件做统一的存储；

4)用户在显示操作模块上根据通信参数配置文件和时间段来选择需要分析的一个或多个记录文件，根据通信参数配置文件中的规约类型选择规约分析模块来分析，产生分析结果后显示操作模块再格式化显示出来；

5)上行通信模块在检测到与下行通信模块连接不上、通信记录模块记录异常时发出告警信号，下行通信模块在检测到与上行通信模块连接不上、存储介质容量不足时发出告警信号。

各个模块完成的功能如下：

1)分析管理机监视模块：独立运行的进程，负责启动和监视下行通信模块的运行状况，在下行通信模块异常退出后重新启动下行通信模块，该模块在系统启动时自动运行，并且负责定时维护硬件开门狗的刷新；

2)显示操作模块：独立运行的进程，可以调用规约分析模块来分析本地存储的规约记录文件，并对规约分析模块产生的分析文件进行格式化的显示，并且能够根据分析文件中查询索引或索引节点有选择的显示；能够方便用户添加各种注解信息并保存在分析文件中，能够在再次显示该分析文件时显示该注解信息，该模块还能够完成通信接口参数信息的配置和存储，并通过向下行通信模块发送信息以传送通信接口参数信息到通信记录仪，该模块还可以对网络报文头记录文件进行分析，分析网络应用协议分布是否正常、网络连接统计、各个端口的数据流量、是否存在病毒以及可能受感染计算机正在攻击的目标；

3)规约分析模块：以动态链接库的方式被显示操作模块调用，负责分析各种不同的通信规约，可以对整个记录文件进行分析，也可以对单帧报文进行分析，对整个记录文件进行分析时，产生一个或多个分析文件，分析文件中能够给出详尽的规约解释信息、出错信息、应用信息，并提供各种查询索引供显示操作模块使用；

4)下行通信模块：独立运行的进程，负责与通信记录仪通信，能够保存通信记录仪主动上送的记录文件，能够将通信记录仪上送的单帧报文传送给显示操作模块，能够输出通信记录仪上送的告警信号，能够在存储器容量不足或存储器不能读写时给出告警信号，能够在与通信记录仪通信出现问题时给出告警信号，能够在显示操作模块非法退出时中断和通信记录仪的单帧通信模式。该模块在系统启动时自动运行，增加自动和人工读取文件选择设置，需要考虑在自动读取和人工读取时对是否对记录正确完整记录产生影响；

5)通信记录仪监视模块：独立运行的进程，负责启动和监视通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块的运行状况，能够在通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块异常退出后重新启动通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块，该模块在系统启动时自动运行，并且负责定时维护硬件开门狗的刷新；

6)通信记录模块：独立运行的进程，负责记录各个通信接口的通信报文捕捉和存储，能够在完整存储一个10分钟的通信报文后形成一个记录文件，能够在一个记录文件存储完成后主动通知上行通信模块上送该记录文件，能够通知上行通信模块该通信接口出现的告警信息，该模块在系统启动时自动运行；

7)上行通信模块：独立运行的进程，负责与分析管理机通信，能够主动上送记录文件，能够上送单帧通信报文，能够上送和输出通信记录模块上送的各种告警信息，该模块在系统启动时自动运行；

8)屏幕键盘模块：独立运行的进程，负责键盘消息的捕捉与处理并显示在屏幕上，能将各种告警信息显示在屏幕上，该模块在系统启动时自动运行。

主要功能

规约记录分析系统的功能分成系统功能和用户功能两大类。

(1)系统功能

数据存储：

系统包括一个后端关系数据库管理系统，提供方便有效的数据存储功能。

数据工程：

数据工程主要是提供对数据的预处理、存库、归档、备份恢复功能。预处理是指从磁盘上存储的规约记录仪记录的数据文件中读取记录，并结合在场景配置中设定的参数进行解读，还原成相应的101规约报文。存库则是将完成解读后的101规约报文按照设计好的便于查询的库表结构在数据库中进行存储。系统运行过程中处理的对象主要是大量的数据文件和巨量的通信报文，尽管有些数据经过预处理后只是临时性的存放在数据库中以便于分析，但是有些数据因为具有保留价值，则需要长期存放在数据库中，久而久之数据库中相应表的空间资源使用过于庞大，此时系统的归档功能可以帮助用户对这类数据按照一定的策略进行归档处理，释放部分数据库表占用的空间，提高系统运行的性能。

同时对于数据库中存储的关于分析目标场景的配置参数、数据字典等信息建立起来较为繁琐，一旦丢失或损坏对用户来说是一件很头疼的事情。因此，系统提供数据的备份恢复功能，用户使用本功能可以对指定的库表进行备份和恢复操作，一定程度上提高了数据的安全性。

场景配置：

提供整个系统的目录服务和参数配置。

图形用户接口：

系统在windows平台上开发和部署，提供友好的图形化的人机接口，极大地提高了系统的可用性和易用性。

(2)用户功能

用户是指应用本系统对电力装置和监控后台之间通信规约(101规约)进行分析的操作者。本系统目前拟设置的主要用户功能包括以下6项。

系统配置管理：

提供给用户管理装置、记录仪设备以及监控后台信息的图形化接口，从而在监视和分析规约时能提供给用户更加直观形象的界面，方便用户理解分析结果。

实时规约报文监测：

通过规约记录分析系统可提供给用户在远程监视某台装置或某几台装置当前正在发生的行为。需要规约记录仪配合实现。

规约记录文件解析：

根据规约记录仪存储的历史数据文件，校验报文并以自然语言的形式解析出每条报文的含义。

规约行为分析验证：

根据规约记录仪存储的历史数据文件，参照规约标准，验证装置每一次交互过程的正确性和完整性，如时序问题。

装置规约行为查询：

本系统采用数据库管理系统来存储从规约记录数据文件中解析出来的报文，在此基础上提供查询分析功能。可以按照装置、通道、时间、报文类型等关键词进行单一或者组合查询。并在查询结果数据集的基础上进一步进行规约符合性分析。

规约行为统计分析：

在查询的基础上，本系统还提供统计功能，可以帮助用户进行通信中断率、误码率、差错率统计，可以进行通道繁忙程度、通道健壮性统计分析，还可以对装置和监控后台之间不同类型通信的流量进行统计分析。

有益效果：规约记录分析装置，又名“通讯黑匣子”，对变电站自动化系统中的远动设备或二次设备的通讯过程进行完整记录，从而使通讯过程的再现成为可能，并具有查找、分析通讯故障的能力。

规约记录分析仪适用于各电压等级的变电站自动化系统。对通讯通道上的数据记录、存储，但不向通道上发送任何数据，因此对原通道的通讯没有任何影响。采用海量存储设备进行通信报文存储，至少可以保存连续三个月的通讯原始数据。存储介质支持热插拔功能，并支持冗余备份，在热插拔期间，保证数据的完整性。通过分析软件对记录数据进行分析，可再现出现任意时段的通讯状况，查找异常时刻，查找异常数据，查找中断时刻，查找时序异常数据，查找指定帧格式数据，对查询数据的内容分析，对指定时刻的数据上下文做时序分析，还可对原始报文数据做统计，并能给出统计的结果。

微内核设计：通讯记录仪采用嵌入式系统、微内核设计。由于微内核的嵌入式系统具有功能专一、性能稳定、处理数据效率高、CPU的利用率高、占用资源少等特点，非常适合运用在要求长期运行，并且免维护的设备中。

完备的记录功能：在完整记录通讯通道数据时不影响通道上节点间进行的正常通讯。对串行通讯，记录链路上传输的所有数据；对以太网，记录完整的IP通讯帧数据，除正常的应用层通讯外，还可以记录到网络攻击数据。数据冗余存储，主备存储设备之间有数据同步机制，始终保持数据的一致性。

超大容量储存：配置海量存储设备，采用两块3寸硬盘，标准配置硬盘容量为80G，并可以更换为更大容量的硬盘。

支持热插拔：存储介质支持热插拔功能，可以随时取出硬盘进行数据分析，不影响数据存储，不影响系统的正常运行，也不需系统重新启动。数据分析完成后重新装入或更换新的硬盘，系统自动进行数据同步。

强大的接入能力：支持电力系统目前使用的各种通讯总线，串行总线RS232、RS485、RS422，以太网，CAN网，LONWORK，同时还预留光纤等接口。可以同时接入8路串行总线(其中6路RS232，2路RS485)，RS485总线可以接入32个接点。以太网通讯可以支持接入双网，并可同时支持100个通道。可以接入1路CAN网通讯，可同时接入的节点数量为110个。可以接入1路LONWORK网，同时接入32385个节点。

强大的分析统计查询功能：可对通讯原始数据进行各种分类和查询，例如根据规约类型、时间范围、通道、设备进行分类查询；可对报文格式做全面的分析，如帧格式、校验方式、报文类型、报文时序、报文内容以及错误帧；可进行多种统计如通讯中断时间，中断时长等；可对其异常数据进行分析统计，如误码率、通道负荷、通讯合格率等；可分析查找指定的报文内容，例如某时间段的遥信变位情况、遥测波动情况、操作交互情况等。除预定义的统计查询功能外，支持自定义的统计查询功能，可方便地查找通讯错误的原因。

人性化设计：装置采用全汉化液晶显示，简单键盘操作设置，提供友好菜单提示，提供友好的人机交互，无需复杂的操作即可完成配置。

高可靠性：装置具有优异的抗干扰性能，通过了IEC 60255-22-4标准规定的III级(4KV)快速瞬变干扰试验、IEC 60255-22-2标准规定的III级静电放电试验。

安装：方便安装组屏，能够长时间放在间隔层和站控层运行，能够适应现场的恶劣环境。

附图说明

图1是规约记录分析系统整个的部署图。

图2是规约记录分析系统部署图。

图3是规约记录部分的结构框图。

图4是规约分析系统输入输出结构图。

图5是规约记录软件流程。

图6是规约分析软件流程。

图7是系统的整体工作流程图。

具体实施方式

本发明的通讯规约记录分析装置是一个分布式结构，由分配在各个通信节点的通信记录仪和一个分析管理机组成，通信记录仪和分析管理机之间用单独的高速以太网连接；在规约记录仪中，串口接入模块1、以太网接入模块2、CAN网接入模块3、LONWORK模块4、GPS模块6的输出端分别与CPU模块5的输入端相连接，CPU模块5的输出端接装置异常输出模块7、大容量存储模块8的输入端，键盘显示模块10与CPU模块5相连接；规约记录装置的输出端接规约分析装置的输入端将记录的内容供规约分析管理机分析。

智能化分析方法为：

1.通信记录仪的通信记录模块根据通信配置文件对每个需要记录的通信端口的报文进行捕捉，并按照每10分钟保存一个通信端口的原始通信报文，产生一个记录文件，

2.通信记录仪的通信记录模块每产生一个记录文件后通知上行通信模块，上行通信模块将主动和分析管理机的下行通信模块通信，将该记录文件上传到分析管理机，

3.分析管理机的下行通信模块在完整的接收一个记录文件后依据通信配置文件对记录文件进行分类统一存储，此时并不对记录文件进行分析，而是等待用户的选择再进行分析，

4.当用户选择分析某个通信端口的某个时间段的通信报文时，分析管理机在进行报文分析时利用通信配置文件取得相应的通信参数信息和规约信息，自动调用相应的规约分析模块来分析记录文件，产生分析结果，并对分析结果进行格式化显示，

5.规约分析模块的分析的方法是：依据规约中报文的格式从记录文件中读取原始报文，然后依据规约对原始报文按照字节和字节组合顺序进行分析，然后再依据规约对报文与报文之间的关系进行分析。

分析管理机的软件部分包括分析管理机监视模块、显示操作模块、规约分析模块、下行通信模块；通信记录仪的软件部分包括通信记录仪监视模块、通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；

各软件部分模块之间的工作流程如下：

6.启动通信记录仪监视模块，然后由通信记录仪监视模块启动通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；启动分析管理机监视模块，然后由分析管理机监视模块启动下行通信模块；监视模块负责监视这些模块的运行状况并在这些模块出现问题后重新启动改模块，其他模块在用户需要时手动启动；

7.用户在显示操作模块上配置通信参数配置文件，完成后显示操作模块通知下行通信模块将通信参数配置文件下传到每个通信记录仪上，上行通信模块在收到通信参数配置文件后通知通信记录模块，通信记录模块按照通信参数配置文件中的要求开始进行报文记录；

8.通信记录模块完成一个记录文件后通知上行通信模块将该记录文件上传到分析管理机，分析管理机的下行通信模块根据通信参数配置文件做统一的存储；

9.用户在显示操作模块上根据通信参数配置文件和时间段来选择需要分析的一个或多个记录文件，根据通信参数配置文件中的规约类型选择规约分析模块来分析，产生分析结果后显示操作模块再格式化显示出来；

10.上行通信模块在检测到与下行通信模块连接不上、通信记录模块记录异常时发出告警信号，下行通信模块在检测到与上行通信模块连接不上、存储介质容量不足时发出告警信号。

系统部署：

规约记录分析系统采用典型的Client-Server模式，主要由两部分组成：分布在各个通道上的记录仪和一个(或者多个)规约分析仪。记录仪负责记录中心主站和装置之间(包括串口、以太网口、CAN口、LON口)的通信过程，  并以文件(.prr文件)形式将记录结果保存下来；规约分析仪负责从各个记录仪收集记录结果，整理并分类保存到数据库中，规约分析仪的另一个重要的功能是提供友好的人机交互界面，按照用户的定制条件进行查询分析，帮助用户进行通道级、电力设备级规约符合性分析和验证。

串口接入模块：

串口接入模块能够接入RS232、RS485、RS422数据，目前支持RS232、RS485、RS422三种接口。根据实际需要，可以扩展长线驱动、光纤接口等串行接口信号。串口接入模块并联至通讯通道上，在获取通讯数据时不影响正在进行的通讯。串口接入的通讯波特率范围为300至58600范围内可选。RS232的有效通讯范围15米，RS485的有效通讯范围为1200米。串口接入模块记录数据不受通讯协议的限制，可以记录整个原始的通信过程，可以将通讯异常数据、时序异常数据、无关干扰数据进行完整记录。

以太网接入模块：

以太网接入模块可以自适应10/100M通讯速率，通过监视以太网络的链路层的数据，记录指定通讯的完整过程。可以选择网络数据过滤的规则，以监视指定IP地址、指定端口上的交互数据包。以太网模块直接记录基于IP通讯协议的数据包，而与采用的应用层协议无关，可以记录通讯异常数据、时序异常数据、无关干扰数据甚至网络攻击数据，因此也可以对以太网的网络安全进行监视，为分析网络的安全提供可靠的数据资料，对解决整个网络安全的方案提供了一个补充手段。

CAN网接入模块：

CAN网模块接入CANBUS的通讯数据，CAN网模块采用双绞线作为信号传输介质，支持通信速率最高可达1Mbps/40m，最大传输距离可达10km/5kbps。由于CAN总线支持一对多的通讯方式，CAN网模块可以监视并记录主站和多个子站的通信数据，数据不受协议的限制，可以完整记录正常通讯数据和通讯异常数据、时序异常数据、无关干扰数据。

LONWORK模块：

LONWORK模块接入LONWORK设备的数据，LONWORK模块采用双绞线作为信号传输介质，支持通信速率可达1.25MBPS，理论上网络的节点数可以达到32000个，直接通信距离可以达到2700M(双绞线，78KBPS速率)，LONWORK模块可以监视并记录主站和多个子站的通信数据，数据不受协议限制，可以完整记录正常通讯数据和通讯异常数据、时序异常数据、无关干扰数据。

键盘显示模块：

键盘和显示模块控制人机交互界面，可以用于设置串口、以太网、CAN总线、LONWORK的通信参数，采用液晶显示设置的参数及装置运行状态。

大容量存储的模块：

采用冗余配置的3寸硬盘，其中固定硬盘采用IED接口，可热插拔硬盘采用USB接口。由于采取冗余存储技术，固定存储设备和移动存储设备数据始终保持同步交换，可以在移动存储取出进行数据分析时保证通讯数据的不间断记录。

规约分析模块：

规约分析模块为外部软件模块，根据记录的原始通讯数据，完成统计、分析功能，可根据通讯报文类型、时间范围、设备地址、通道来进行通讯数据分类查询。通过分析模块的智能统计、分析，可以快速查找各种异常情况的通讯数据，如通讯中断、通讯报文帧错误等情况时的数据，为客观评价通道质量提供了分析数据，一些静态时不易察觉的通讯产品的缺陷也变得清晰可见；还可以快速查询正常通讯情况时的各种关键数据，如遥信变位、遥测突发尖峰值，各种操作命令交互等，为电网故障的事后分析提供了一个有力工具。

GPS模块；

对于要求精确时间的情况，本装置可以接入外部时钟源。通过GPS模块可以接受外部485串行时钟信号和脉冲时钟信号，时钟同步误差：校正周期内＜1MS。装置异常输出模块：

采用硬接点输出的方式，输出本装置的运行工况，使用1对端子，输出24V无源信号，当装置运行正常时输出为高电平，否则为低电平。装置投入运行后，由于各种原因出现了运行故障，可以通过测控装置采集该硬接点输出，来通知远方系统。同时，本装置的异常信息在液晶面板上进行输出。

数据存储：

配置海量存储设备，在通信正常情况下，至少能够对连续六个月的通讯原始数据进行保存。其中对于串行通讯，满配置情况可以保证存储一年数据；对于以太网络，在接入50个设备情况下，至少可以存储六个月。

时间同步：

可采用GPS信号进行时钟同步，以保证记录报文的正确时标。时钟同步误差：校正周期内＜1ms。

记录数据的分辨率：

采用高主频的CPU，多线程、多任务的处理通信数据，报文记录数据分辨率≤1ms。

装置接入容量指标：

同时能够接入多于8路现场通讯总线，2路以上的以太网络，1个CAN接入，1个LONWORK接入。

显示：

采用128×32点阵单色液晶屏和六操作按钮键盘，设置端口参数，显示系统实时运行状况，界面友好，符合用户操作习惯。

CPU负载率：

运行时CPU负荷率：正常状态下任意30MIN内＜40％，在突发事件情况下10S内＜60％。

现场总线网负载率：正常状态下＜30％，突发事件情况下＜70％。

局域网负载率：正常状态下，任意30MIN内＜20％，突发事件情况下10S内＜40％。

数据交换：

通过网络能够与其他PC机交换信息资料文件。

自诊断：

具备自诊断功能，能够重故障自动恢复，并带有LED自诊断显示。

规约记录分析仪采用2U、19英寸机箱，方便组屏，采用300Mz的CPU，配备大容量的存储介质，采用嵌入式系统，具有超强的计算能力和信息存储能力。支持至少8路现场通讯总线(RS232、RS485、RS422)接入，2路以太网接入，1路CAN网接入，1路LONWORK网接入，具备很强的接入能力。支持液晶显示，给用户提供一个友好的人机交互的接口。

1)RS232串口：接入RS232信号，通讯波特率有300-38400可选范围，通讯总线的有效长度15米，从COM1-COM6为RS232端子。

2)RS485总线：接入RS485信号，通讯波特率有300-38400可选范围，通讯总线的有效长度1200米，COM7、COM8为RS485端子。

3)CAN总线：接入CAN信号，其信号传输介质为普通双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离可达10km/5kbps。

4)LON总线：接入LON信号，其信号传输介质为普通双绞线，通信速度可达1.25MBps，网络上的节点数可以达到32000个，直接通信距离可以达到2700m(双绞线，78KBps)。

5)通讯指示灯：装置面板上对应每个串口都有两个发光二极管，指示通信双方的收发状态。

本产品使用对象与主要应用：

1)国调、网局、省局、地区和县局电力系统调度主站维护人员对调度主站与厂站远动规约符合性测试。

2)安装单位、运行维护单位以及厂家现场调试工程人员对变电站计算机监控系统、保护信息管理系统、电能量计费系统安装调试阶段主要问题远动通信装置与调度主站端通信规约符合性测试，站内不同厂家设备通信互联测试，通过对通信规约报文监听、规约仿真测试及分析，可以及时发现因通信规约程序设计中存在的问题。运行维护阶段重点针对因通信规约问题引起缺陷，实现对通信监听记录和通过对规约仿真测试，判定设备故障原因和缺陷设备，辅助现场维护人员检查问题起因与消缺，通信监听规约仿真测试仪是为现场调试和维护人员提供必要的技术手段。

绝缘性能

1绝缘性能

在正常试验大气条件下，用500V兆欧表测量所有输入电源线对机箱外壳及所有信号输入输出端子对机箱外壳的绝缘电阻均应大于20MΩ。

在湿热条件(温度+40℃±2℃，相对湿度90％～95％，大气压力86kPa～106kPa)下，用500V兆欧表测量所有输入电源线对机箱外壳及所有信号输入输出端子对机箱外壳的绝缘电阻均应大于1.5MΩ。

2.介质强度

在正常试验大气条件下，装置应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿和闪络现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时，其余回路等电位互联接地。

3.装置硬件接地

系统各设备内部的保护接地、工作接地(也称逻辑接地)不得混接，工作接地应实现一点接地。

4.抗电磁干扰性能

5.高频干扰

按GB/T 13729-1992中3.8的规定，在正常试验大气条件下，装置处于正常工作状态时，在交流电源回路，施加输入频率为1MHz±0.1MHz的干扰信号(信号为衰减振荡波，包络线在3～6周期后衰减到峰值的50％，干扰信号的重复率400次/s)，取共模2.5kV，串模1kV，装置应能正常工作。

6.静电放电干扰

装置应能承受GB/T 15153.1-1998表13中规定的严酷等级为III级，即接触放电试验电压为6kV的静电放电电压。在正常工作条件下，在操作人员可接触到的外壳和操作点上，施加静电放电电压，正负极性放电各10次，每次放电间隔不小于1s，装置应能正常工作，但在试验期间允许出现指示器给出的暂时错误信息。

7.快速瞬变干扰

按GB/T 15153.1-1998表12中规定的严酷等级为III级，对装置施加快速瞬变脉冲群干扰电压为2.0kV(p)，装置应能正常工作，但在试验期间允许出现指示器给出的暂时错误信息。

机械性能

1.振动

装置应能承受IEC 60255-21-1：1988中的严酷等级为I级的振动耐久能力试验和振动响应能力试验。

2.冲击

装置应能承受GB/T 14537-1993中的严酷等级为I级的冲击耐久试验和冲击响应试验。

3.碰撞

装置应能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级的碰撞试验。

4.环境条件

5.环境温度

工作：-10℃～+50℃，24h内平均温度不超过35℃。

贮存：-25℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。

6.相对湿度

最湿月的月平均最大相对湿度为90％，同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时，平均最大相对湿度不超过50％。

7.大气压力

80～110kPa(相对海拔高度2km以下)。

Claims (3)

1.一种通讯规约记录分析装置，其特征在于该装置是一个分布式结构，由分配在各个通信节点的通信记录仪和一个分析管理机组成，通信记录仪和分析管理机之间用单独的高速以太网连接；在规约记录仪中，串口接入模块(1)、以太网接入模块(2)、CAN网接入模块(3)、LONWORK模块(4)、GPS模块(6)的输出端分别与CPU模块(5)的输入端相连接，CPU模块(5)的输出端接装置异常输出模块(7)、大容量存储模块(8)的输入端，键盘显示模块(10)与CPU模块(5)相连接；规约记录装置的输出端接规约分析装置的输入端将记录的内容供规约分析管理机分析。

2.一种如权利要求1所述的通讯规约记录分析装置的记录分析方法，其特征在于智能化分析方法为：

1.)通信记录仪的通信记录模块根据通信配置文件对每个需要记录的通信端口的报文进行捕捉，并按照每10分钟保存一个通信端口的原始通信报文，产生一个记录文件，

2.)通信记录仪的通信记录模块每产生一个记录文件后通知上行通信模块，上行通信模块将主动和分析管理机的下行通信模块通信，将该记录文件上传到分析管理机，

3.)分析管理机的下行通信模块在完整的接收一个记录文件后依据通信配置文件对记录文件进行分类统一存储，此时并不对记录文件进行分析，而是等待用户的选择再进行分析，

4.)当用户选择分析某个通信端口的某个时间段的通信报文时，分析管理机在进行报文分析时利用通信配置文件取得相应的通信参数信息和规约信息，自动调用相应的规约分析模块来分析记录文件，产生分析结果，并对分析结果进行格式化显示，

5.)规约分析模块的分析的方法是：依据规约中报文的格式从记录文件中读取原始报文，然后依据规约对原始报文按照字节和字节组合顺序进行分析，再依据规约对报文与报文之间的关系进行分析。

3.根据利要求2所述的通讯规约记录分析装置的记录分析方法，其特征在于分析管理机的软件部分包括分析管理机监视模块、显示操作模块、规约分析模块、下行通信模块；通信记录仪的软件部分包括通信记录仪监视模块、通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；

各软件部分模块之间的工作流程如下：

1.)启动通信记录仪监视模块，然后由通信记录仪监视模块启动通信记录模块、上行通信模块、屏幕键盘模块；启动分析管理机监视模块，由分析管理机监视模块启动下行通信模块；监视模块负责监视这些模块的运行状况并在这些模块出现问题后重新启动改模块，其他模块在用户需要时手动启动；

2.)用户在显示操作模块上配置通信参数配置文件，完成后显示操作模块通知下行通信模块将通信参数配置文件下传到每个通信记录仪上，上行通信模块在收到通信参数配置文件后通知通信记录模块，通信记录模块按照通信参数配置文件中的要求开始进行报文记录；

3.)通信记录模块完成一个记录文件后通知上行通信模块将该记录文件上传到分析管理机，分析管理机的下行通信模块根据通信参数配置文件做统一的存储；

4.)用户在显示操作模块上根据通信参数配置文件和时间段来选择需要分析的一个或多个记录文件，根据通信参数配置文件中的规约类型选择规约分析模块来分析，产生分析结果后显示操作模块再格式化显示出来；

5.)上行通信模块在检测到与下行通信模块连接不上、通信记录模块记录异常时发出告警信号，下行通信模块在检测到与上行通信模块连接不上、存储介质容量不足时发出告警信号。

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