專利名稱：電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)及基于前置機系統(tǒng)的通訊方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力和通訊技術領域，主要是指一種在變電站自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通訊方法及前置機系統(tǒng)。
背景技術：
變電站自動化系統(tǒng)是以RTU、微機保護裝置為核心，將變電站的控制、信號、測量、 計費等回路納入計算機系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的控制保護屏，能夠降低變電站的占地面積和設備投資，提高二次系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達到一定的水平，在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設中也大量采用自動化新技術，從而大大提高了電網(wǎng)建設的現(xiàn)代化水平，增強了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已成為了不爭的事實。SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition) % 統(tǒng)，即是“數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制”系統(tǒng)，其中SCADA是變電站自動化系統(tǒng)的重中之重。數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控控制要通過“前置機”系統(tǒng)來完成。電力系統(tǒng)中的“前置機”是指負責通過各種通訊介質(zhì)和終端進行通訊的前置設備或系統(tǒng)，并能在與主站其它部分脫離聯(lián)系后(通訊部分還正常)，依然能夠維持整個變電站自動化系統(tǒng)運行。前置機主要起通訊中轉(zhuǎn)的作用， 通過對各種通訊規(guī)約進行解釋和模擬，它在服務器軟件和RTU設備之間搭起一座橋梁。目前，前置機普遍存在以下缺陷(1)前置機程序中通訊是使用很多且比較容易造成問題的一環(huán)，前置機程序中多采用單進程、單線程的方式處理數(shù)據(jù)和解決通訊問題，許多特殊情況難以處理。在通訊過程中，錯誤的或不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通訊會給用戶帶來判斷上的錯誤，程序運行不穩(wěn)定，或出現(xiàn)隨機性錯誤會造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛?，使整個系統(tǒng)失敗，造成不可挽回的損失；(2)前置機程序遠程維護困難；(3)電力系統(tǒng)中各種通訊規(guī)約種類繁多， 且經(jīng)常處于變化之中，當增加或修改規(guī)約時，常常需要修改核心進程和規(guī)約解釋進程，且二個進程之間聯(lián)系過于緊密，給程序的修改帶來很多不便之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題之一是提供一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，解決前置機通訊不穩(wěn)定、通訊的可靠性及健壯性不足、難于維護、規(guī)約處理上的復雜多變。本發(fā)明所要解決的技術問題之二是提供一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，解決前置機通訊不穩(wěn)定、通訊的可靠性及健壯性不足、難于維護、規(guī)約處理上的復雜多變。為解決上述技術問題之一，本發(fā)明的技術方案是一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)， 其特征在于包括通訊處理核心模塊、TCP主機通訊模塊、UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊，所述通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；所述通訊處理核心模塊分別通過UDP主機通訊模塊和TCP端口通訊模塊與后臺服務器連接；所述通訊處理核心模塊通過TCP端口通訊模塊與RTU連接；所述通訊處理核心模塊通過UDP端口通訊模塊與保護管理機連接；所述通訊處理核心模塊通過串行端口通訊模塊與采集模塊連接。作為具體化，所述前置機包括人機界面，所述人機界面由通訊處理核心模塊中獨立的核心進程控制。將人機界面從核心進程中剝離出來，做成一個獨立的進程，可在網(wǎng)絡中任一臺機器上運行?？梢允骨爸脵C系統(tǒng)更易維護，節(jié)約成本。作為具體化，所述核心進程依次通過顯示通訊線程、人機界面進程控制人機界面， 所述顯示通訊線程與人機界面進程之間的通訊采用TCP/IP協(xié)議。作為具體化，所述核心進程內(nèi)設有用于判斷用戶是否運行的用戶管理模塊。由于允許運行多個實例，必須完善用戶管理機制，有些操作所有的用戶可以同時做，有些操作在同一時間只能有一個用戶做，可在核心進程中增加相應的判斷。作為具體化，所述系統(tǒng)內(nèi)設有獨立的通訊規(guī)約進程，所述通訊規(guī)約進程控制系統(tǒng)的通訊規(guī)約。由于電力系統(tǒng)各種通訊規(guī)約種類繁多，且經(jīng)常處于變化之中，因此，采用獨立的進程進行規(guī)約解釋和處理，當增加或修改規(guī)約時，不需要修改核心進程，只要增加或修改規(guī)約解釋進程即可。核心進程和規(guī)約解釋進程之間的通訊可采用共享內(nèi)存方式，共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)格式必須預先制定，且能完全滿足兩者之間數(shù)據(jù)交換的要求，同時使用信號量和消息隊列來使兩者之間的交換數(shù)據(jù)達到同步，這是能否做到規(guī)約解釋獨立的關鍵。作為具體化，所述通訊核心處理模塊內(nèi)設有用于實時檢查各個通訊線程是否正常工作的檢測模塊?？梢允骨爸脵C系統(tǒng)既能適應通道的獨立處理的要求，又能與核心模塊有機地融合在同一個進程中。為解決上述技術問題之二，本發(fā)明的技術方案是一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，系統(tǒng)中，通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；系統(tǒng)采用多線程、多進程的方法進行編程，將不同工作性質(zhì)的任務放在不同的進程或線程中，共同協(xié)調(diào)完成整個任務。作為具體化，將人機界面部分從核心進程中剝離出來，做成一個獨立的進程，可在網(wǎng)絡中任一臺機器上運行。可以使前置機系統(tǒng)更易維護，節(jié)約成本。作為具體化，在核心進程內(nèi)增加用于判斷用戶是否工作的用戶管理機制。由于允許運行多個實例，必須完善用戶管理機制，有些操作所有的用戶可以同時做，有些操作在同一時間只能有一個用戶做，可在核心進程中增加相應的判斷。作為具體化，采用獨立的進程進行規(guī)約解釋和處理，當增加或修改規(guī)約時，只要增加或修改規(guī)約解釋進程即可；核心進程和規(guī)約解釋進程之間的通訊采用共享內(nèi)存方式，共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)格式為預先制定，且能完全滿足兩者之間數(shù)據(jù)交換的要求，同時使用信號量和消息隊列來使兩者之間的交換數(shù)據(jù)達到同步。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所帶來的有益效果是前置機程序中通訊處理核心模塊放在單獨的進程中完成，而將各個通訊模塊放在不同的線程中完成。采用多線程、多進程的方法進行編程，將不同工作性質(zhì)的任務放在不同的進程或線程中，共同協(xié)調(diào)完成整個任務?？墒骨爸脵C程序運行的更加可靠、穩(wěn)定、健壯，遠程維護更加方便，規(guī)約開發(fā)周期大大縮短，節(jié)約開發(fā)維護成本。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框架連接圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，包括通訊處理核心模塊、TCP主機通訊模塊、UDP 主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊。所述通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、 串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；所述通訊處理核心模塊分別通過UDP主機通訊模塊和TCP端口通訊模塊與后臺服務器連接；所述通訊處理核心模塊通過TCP端口通訊模塊與RTU連接；所述通訊處理核心模塊通過UDP端口通訊模塊與保護管理機連接；所述通訊處理核心模塊通過串行端口通訊模塊與采集模塊連接。前置機程序中通訊處理核心模塊放在單獨的進程中完成，而將各個通訊模塊放在不同的線程中完成，采用多線程、多進程的方法進行編程，將不同工作性質(zhì)的任務放在不同的進程或線程中，共同協(xié)調(diào)完成整個任務。所述通訊核心處理模塊內(nèi)設有用于實時檢查各個通訊線程是否正常工作的檢測模塊?？梢允骨爸脵C系統(tǒng)既能適應通道的獨立處理的要求，又能與核心模塊有機地融合在同一個進程中。所述前置機包括人機界面，所述人機界面由通訊處理核心模塊中獨立的核心進程控制。將人機界面從核心進程中剝離出來，做成一個獨立的進程，可在網(wǎng)絡中任一臺機器上運行?？梢允骨爸脵C系統(tǒng)更易維護，節(jié)約成本。人機界面的控制方法具體如下(1)可采用核心進程e顯示通訊線程TCP/IP e人機界面進程的方式進行通訊。 顯示通訊線程與人機界面進程之間的通訊采用TCP/IP協(xié)議，由于數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)量繁多， 必須建立一套數(shù)據(jù)傳輸機制即設計一套適用的傳輸規(guī)約，使兩者之間的數(shù)據(jù)有條不紊地進行傳輸，本發(fā)明傳輸規(guī)約采用《電力負荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》。(2)由于允許運行多個實例，必須完善用戶管理機制，有些操作所有的用戶可以同時做，有些操作在同一時間只能有一個用戶做，可在核心進程中增加相應的判斷。由于電力系統(tǒng)各種通訊規(guī)約種類繁多，且經(jīng)常處于變化之中，因此，采用獨立的進程進行規(guī)約解釋和處理，當增加或修改規(guī)約時，不需要修改核心進程，只要增加或修改規(guī)約解釋進程即可。核心進程和規(guī)約解釋進程之間的通訊可采用共享內(nèi)存方式。共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)格式必須預先制定，且能完全滿足兩者之間數(shù)據(jù)交換的要求，同時使用信號量和消息隊列來使兩者之間的交換數(shù)據(jù)達到同步，這是能否做到規(guī)約解釋獨立的關鍵。本發(fā)明前置機程序中通訊處理核心模塊放在單獨的進程中完成，而將各個通訊模塊放在不同的線程中完成。采用多線程、多進程的方法進行編程，將不同工作性質(zhì)的任務放在不同的進程或線程中，共同協(xié)調(diào)完成整個任務?？墒骨爸脵C程序運行的更加可靠、穩(wěn)定、 健壯，遠程維護更加方便，規(guī)約開發(fā)周期大大縮短，節(jié)約開發(fā)維護成本。
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于包括通訊處理核心模塊、TCP主機通訊模塊、UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊，所述通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；所述通訊處理核心模塊分別通過 UDP主機通訊模塊和TCP端口通訊模塊與后臺服務器連接；所述通訊處理核心模塊通過TCP 端口通訊模塊與RTU連接；所述通訊處理核心模塊通過UDP端口通訊模塊與保護管理機連接；所述通訊處理核心模塊通過串行端口通訊模塊與采集模塊連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于所述前置機包括人機界面，所述人機界面由通訊處理核心模塊中獨立的核心進程控制。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于所述核心進程依次通過顯示通訊線程、人機界面進程控制人機界面，所述顯示通訊線程與人機界面進程之間的通訊采用TCP/IP協(xié)議。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于所述核心進程內(nèi)設有用于判斷用戶是否運行的用戶管理模塊。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)內(nèi)設有獨立的通訊規(guī)約進程，所述通訊規(guī)約進程控制系統(tǒng)的通訊規(guī)約。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)，其特征在于所述通訊核心處理模塊內(nèi)設有用于實時檢查各個通訊線程是否正常工作的檢測模塊。
7.一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，其特征在于系統(tǒng)中，通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；系統(tǒng)采用多線程、多進程的方法進行編程，將不同工作性質(zhì)的任務放在不同的進程或線程中，共同協(xié)調(diào)完成整個任務。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，其特征在于將人機界面部分從核心進程中剝離出來，做成一個獨立的進程。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，其特征在于在核心進程內(nèi)增加用于判斷用戶是否工作的用戶管理機制。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種基于電力前置機系統(tǒng)的通訊方法，其特征在于采用獨立的進程進行規(guī)約解釋和處理，當增加或修改規(guī)約時，只要增加或修改規(guī)約解釋進程即可； 核心進程和規(guī)約解釋進程之間的通訊采用共享內(nèi)存方式，共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)格式為預先制定，且能完全滿足兩者之間數(shù)據(jù)交換的要求，同時使用信號量和消息隊列來使兩者之間的交換數(shù)據(jù)達到同步。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)中的前置機系統(tǒng)及基于前置機系統(tǒng)的通訊方法，通訊處理核心模塊由系統(tǒng)單獨的進程控制，UDP主機通訊模塊、TCP端口通訊模塊、UDP端口通訊模塊、串行端口通訊模塊分別由系統(tǒng)不同的線程控制；所述通訊處理核心模塊分別通過UDP主機通訊模塊和TCP端口通訊模塊與后臺服務器連接；所述通訊處理核心模塊通過TCP端口通訊模塊與RTU連接；所述通訊處理核心模塊通過UDP端口通訊模塊與保護管理機連接；所述通訊處理核心模塊通過串行端口通訊模塊與采集模塊連接。解決前置機通訊不穩(wěn)定、通訊的可靠性及健壯性不足、難于維護、規(guī)約處理上的復雜多變。
文檔編號H04L29/08GK102185879SQ20111005048
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權日2011年3月2日
發(fā)明者楊超 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司