CN204244262U - 基于ni crio平台的iec 61850配置文件的一致性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于NI CRIO平台的IEC61850配置文件的一致性测试装置，包括光网口、以太网PHY模块、FPGA模块、电源转换模块、记录存储模块、CRIO控制模块和显示模块，其中所述光网口与以太网PHY模块连接通信，以太网PHY模块通过FPGA总线与FPGA模块的数据端口连接，FPGA模块的另一数据端口与CRIO控制模块连接，CRIO控制模块的两个数据输出接口分别与记录存储模块和显示模块连接，电源转换模块与FPGA模块的电源输入端连接。本装置体积小，便于携带，能够有效实现配置文件的一致性测试，并且实现测试结果的可视化。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统智能变电站以及数字化变电站检测/校验技术领域，具体涉及一种基于美国国家仪器（NI）公司CRIO平台的IEC 61850配置文件一致性测试的装置，用于测试智能变电站以及数字化变电站配置文件的一致性。
背景技术
随着国民经济与智能电网的发展，电力行业对变电站的数字化要求越来越高。IEC 61850配置文件是利用变电站配置描述语言（简称SCL）描述变电站设备对象模型后生成的文件，用于在不同制造商的配置工具之间交换配置信息；不同制造商使用统一严格规范的IEC 61850配置文件，就能在应用层屏蔽装置之间的差异性，实现不同厂商装置之间的互操作，因此配置文件是基于IEC 61850标准的数字化变电站系统功能实现的基础。然而在工程实施中，配置文件需要在不同厂商的配置工具之间交换配置信息，经历系统集成商统一组态、装置制造商导出、下载到装置等多个过程，很容易出现一系列的合法性和规范性问题，所以需要进行严格测试。
NI公司的CompactRIO提供了一个开放的嵌入式架构，包括内置的嵌入式控制器、可编程FPGA及小型、坚固且可热插拔的工业I/O模块。是一款可重复配置的控制与采集系统，其具有坚固的硬件架构。其可实现高性能和高可靠性的应用要求。CRIO 平台的发展是工程应用发展的革新，其可以使用图形化编程技术进行嵌入式系统的开发，改变了传统的只能使用硬件编程语言来进行系统开发设计的模式，方便了嵌入式模块的开发。
发明内容
本实用新型的目的是基于现有技术中的不足，提供一种基于NI CRIO平台的IEC 61850配置文件的一致性测试装置，实现了在一台体积较小的便携测试设备上完成针对系统配置文件进行一致性测试的目的。
为了实现上述目的本实用新型采用如下的技术方案：本装置包括光网口、以太网PHY模块、FPGA模块、电源转换模块、记录存储模块、CRIO控制模块和显示模块，其中所述光网口与以太网PHY模块连接通信，以太网PHY模块通过FPGA总线与FPGA模块的数据端口连接，FPGA模块的另一数据端口与CRIO控制模块连接，CRIO控制模块的两个数据输出接口分别与记录存储模块和显示模块连接，电源转换模块与FPGA模块的电源输入端连接。
本实用新型的装置体积小，便于携带，能够有效实现配置文件的一致性测试，并且实现测试结果的可视化。由于使用NI CRIO平台，能够按照用户需求有效编程，便于升级和修改。
附图说明
本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1为本实用新型的原理框图；
图2为FPGA采集配置文件流程图；
图3为CRIO控制模块流程图；
图4为数据分析测试流程图；
图中：1-光网口；2-以太网PHY模块；3-FPGA模块；4-电源转换模块5-记录存储模块；6-CRIO控制模块；7-显示模块。
具体实施方式
下面结合附图做进一步说明。
本实用新型提出了基于NI CRIO平台的IEC 61850配置文件的一致性测试装置，实现了在一台体积较小的便携测试设备上完成针对系统所需的配置文件的一致性测试。参见图1，本实用新型包括光网口1、以太网PHY模块2、FPGA模块3、电源转换模块4、记录存储模块5、CRIO控制模块6和显示模块7，其中所述光网口1与以太网PHY模块2连接通信，以太网PHY模块2通过FPGA总线与FPGA模块3的数据端口连接，FPGA模块3的另一数据端口与CRIO控制模块6连接，CRIO控制模块6的两个数据输出接口分别与记录存储模块5和显示模块7连接，电源转换模块4与FPGA模块3的电源输入端连接。
其中CRIO控制模块6为NI公司的CompactRIO平台。
所述FPGA模块3包括SPI驱动模块和对时模块，其中SPI驱动模块将接收到的IEC 61850配置文件传输给CRIO控制模块6，对时模块接收CRIO的同步时钟信号。
本测试装置用模块化的设计方案以尽量降低各模块之间的耦合度，便于以后的升级修改。根据系统硬件结构特点，主要分为三层：底板FPGA层，主要用于配置文件采集的控制；控制器层（CRIO控制模块），主要用于数据的解析，分析测试和与上位机通讯；上位机PC层（存储和显示），主要用于完成系统配置和分析测试结果的展示。
FPGA层主要功能是采集所需数据，其流程参见图2，根据图2的流程本领域技术人员容易实现数据采集过程。
1）板卡上电后，立即启动自检程序，对各硬件功能是否正常进行检查，若不正常，发出告警报文及时进行处理，若正常则发出自检成功报文，可开始试验。
2）板卡启动系统配置模块，等待配置命令，与此同时获取测试仪时间，并提供时间标定模块所需要的系统时间，完成各板卡的同步，并上传同步状态。收到配置信息时，向各采集模块下发配置命令，并上传配置状态。
3）配置都完成后，进入数据采集，采集模块收到采集命令后开始采集数据，根据装置时间对采集的数据进行时间标定，组帧所采集数据，上传至控制器层。采集数据过程中，收到结束命令可随时停止采集。
NI CRIO平台主要功能是实现配置文件的导入，解析，分析测试及有效传输，具体流程参见图3。具体实现步骤如下，其不是本实用新型的发明点，本领域技术人员可以通过现有技术简单实现：
1）NI CRIO平台启动后，首先不断检测板卡以及上位机是否有命令或者报文发送，待检测到板卡发送的自检状态信息则将其组帧上传至上位机；之后，检测上位机是否发送测试命令，等待阶段，若检测到板卡发送同步状态后，立即中断检测上位机，把板卡同步状态组帧上传；完成上传同步状态之后继续等待配置报文，直至配置报文到来，分解配置，下传至各个板卡。
2）接收到采集命令下发后，即进行数据解析，读取板卡采集上传的数据，进行解析、处理，为配置文件的进一步分析测试做好准备。
3）将解析后的文件信息存储在控制器的内存中，同时还存储了IEC 61850规定的标准数据类型模板文件。
4）按照用户的测试需求将存储模块中所存储的配置文件的中有用的数据提取出来，进行一致性测试分析。
5）与上位机建立TCP/IP连接，进入通讯模式，向上位机发送数据，通过TCP/IP协议可随时向NI CRIO平台软件发送命令，传输过程中，若收到结束命令可立即停止传输。
其中采集模块与测试系统之间的通讯通过DB-15接口，采用标准SPI模式0通讯方式，通讯可靠，安全性高。
在测试中数据分析流程参见图4，通过操作解析的节点，对存储模块的节点元素信息进行各种比对，若不符合要求则发出错误报警，并且输出错误类型和目标在配置文件中的索引。
以标准数据类型模板一致性比较测试项为例来说明该过程。首先读取存储模块中的标准模板文件，然后提取指定数据类型节点的集合，将各节点与待测试的配置文件SCL文件中同类数据进行比对，包括：检查IED中通信参数是否、检查IED通信参数的引用有效性、检查是否重复定义数据类型模板、检查是否存在未被实例化的数据类型模板、检查实例和模板的匹配性、检查数据类型模板是否符合标准、检查逻辑设备名的规范性、检查数据集名和报告控制块名是否符合IEC 61850标准，若有不同则报警。
在比对指定数据类型下包含具体元素时，采用了双向比较的做法。首先待测试的配置文件为参考，将标准模板文件与其进行比较，可以检查出标准模板文件虽已定义但在配置文件中却不存在的元素。然后以标准模板文件为参考，将待测试的配置文件信息与其比较，可以检查出待测试的配置文件中是否存在标准模板未定义的元素。
上位机的主要功能是根据测试需求下达配置信息，同时获取分析测试的结果展示在显示屏上，方便用户查看，即实现可视化。
Claims (3)
1. 基于NI CRIO平台的IEC 61850配置文件的一致性测试装置，其特征在于：包括光网口（1）、以太网PHY模块（2）、FPGA模块（3）、电源转换模块（4）、记录存储模块（5）、CRIO控制模块（6）和显示模块（7），其中所述光网口（1）与以太网PHY模块（2）连接通信，以太网PHY模块（2）通过FPGA总线与FPGA模块（3）的数据端口连接，FPGA模块（3）的另一数据端口与CRIO控制模块（6）连接，CRIO控制模块（6）的两个数据输出接口分别与记录存储模块（5）和显示模块（7）连接，电源转换模块（4）与FPGA模块（3）的电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述基于NI CRIO平台的IEC 61850配置文件的一致性测试装置，其特征在于：所述CRIO控制模块（6）为NI公司的CompactRIO平台。
3.根据权利要求1或2所述基于NI CRIO平台的IEC 61850配置文件的一致性测试装置，其特征在于：所述FPGA模块（3）包括SPI驱动模块和对时模块，其中SPI驱动模块将接收到的IEC 61850配置文件传输给CRIO控制模块（6），对时模块接收CRIO的同步时钟信号。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105354120A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-02-24 | 国网安徽省电力公司淮北供电公司 | 一种智能变电站的scd文件检查装置 |
| CN109613500A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-04-12 | 上海无线电设备研究所 | 基于CompactRIO的雷达信号处理机自动测试方法 |
| CN110278123A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-24 | 新华三技术有限公司 | 检查方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
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