一種防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電力電子與繼電保護領域，具體涉及一種使用冗余和互斥來防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法，是一種安全的繼電保護裝置防止斷電時文件系統(tǒng)被破壞的方法。
【背景技術】
[0002]在繼電保護等裝置的工程使用過程中，變電站內(nèi)的繼電保護裝置采用文件系統(tǒng)存儲錄波、定值及應用程序本身。這樣便于在用以太網(wǎng)網(wǎng)絡方式與監(jiān)控后臺、故障信息子站、遠動主站等設備互聯(lián)時的數(shù)據(jù)交換。但是經(jīng)常會出現(xiàn)由于某個電力設備通斷電的操作而引發(fā)的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失、破壞或者結(jié)構(gòu)不完整的情況，使得繼電保護設備啟動時無法讀取文件系統(tǒng)中的正確數(shù)據(jù)，更嚴重的是丟失應用程序無法啟動，從而無法執(zhí)行其它采集、監(jiān)控和保護等常規(guī)功能。
[0003]因此需要一種方法，在繼電保護設備正?；蚍钦５耐〝嚯娗闆r下，都能使得繼電保護設備的文件系統(tǒng)不被破壞，能恢復對正常數(shù)據(jù)的處理。
[0004]使用帶有日志記錄功能的文件系統(tǒng)，或者使用不帶文件系統(tǒng)功能的API接口，SP自行編寫和操作FLASH芯片的讀寫，這兩種方法都可以防止通斷電情況下的繼電保護設備的文件系統(tǒng)損壞。但存在以下的缺點:
[0005]1、需要購買帶日志記錄功能的文件系統(tǒng)，需要修改現(xiàn)有的繼電保護裝置的通用文件系統(tǒng)接口。
[0006]2、購買的帶日志記錄功能的文件系統(tǒng)成本要提高很多。
[0007]3、更換文件系統(tǒng)后涉及到新芯片驅(qū)動和軟件的重新編寫調(diào)試，軟件成本和時間成本劇增。
[0008]4、若不帶文件系統(tǒng)功能，原有產(chǎn)品無法使用，許多基于文件系統(tǒng)的開發(fā)軟件得重新調(diào)整，穩(wěn)定性也無法短時保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術中存在的以上問題，本申請公開了一種防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法。
[0010]本發(fā)明具體采用以下技術方案。
[0011]—種防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0012](1)采用冗余數(shù)據(jù)存儲的方式，將繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元在FLASH硬件芯片上劃分為兩塊獨立的部分，作為兩個獨立的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)，建立鏡像關系，這兩個文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)共同組成了繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元；
[0013](2)在繼電保護裝置單板上的斷電不丟失數(shù)據(jù)的芯片的空余存儲區(qū)域創(chuàng)建繼電保護裝置文件系統(tǒng)核心單元，用于記錄發(fā)生在文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元上的操作過程；
[0014](3)繼電保護裝置通電后，先檢測文件系統(tǒng)核心單元上的記錄，如果記錄表明上次斷電時文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)上曾經(jīng)有文件操作未完成，則進入步驟(4);如果記錄表明上次斷電時文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)中的文件操作已完成，則進入步驟(5);
[0015](4)根據(jù)文件系統(tǒng)核心單元上的記錄，確定上次斷電時的文件操作過程，使用冗余的另一個文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)的數(shù)據(jù)對有文件操作未完成的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)分區(qū)進行修復，修復后進入步驟(5);
[0016](5)根據(jù)文件系統(tǒng)核心單元上的記錄，確定上次斷電時的數(shù)據(jù)分區(qū)操作已經(jīng)完成，繼電保護應用程序繼續(xù)正常啟動；
[0017](6)繼電保護應用程序正常啟動后，有對文件系統(tǒng)的操作需求時，采用信號量建立代碼互斥區(qū)來分別操作文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元的兩個分區(qū)，并記錄操作到文件系統(tǒng)核心單元。
[0018]本發(fā)明將繼電保護應用程序的二進制代碼和配置文件等下載到繼電保護裝置的單板中，上電啟動。繼電保護裝置初始化任務首先調(diào)用文件系統(tǒng)的初始化，將文件系統(tǒng)加載運行起來。然后接著啟動嵌入式文件系統(tǒng)上存儲的保護應用程序，通過識別配置文件進行正常保護任務的初始化加載；其中文件系統(tǒng)的建立，先采用冗余數(shù)據(jù)存儲的方式，將現(xiàn)有繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)在FLASH硬件芯片上就劃分為兩塊獨立的部分，作為兩個獨立的分區(qū)，建立鏡像關系。這兩個分區(qū)就共同組成了繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元。再創(chuàng)建文件系統(tǒng)核心單元，用于記錄發(fā)生在文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元上的操作過程。繼電保護裝置正常啟動后，有對文件系統(tǒng)的操作需求時，采用互斥的方式操作文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元的兩個分區(qū)，并記錄操作到文件系統(tǒng)核心單元。這些互斥和冗余機制，保證了任意時刻的斷電，文件系統(tǒng)最壞的情況也僅僅存在于正在對某一分區(qū)進行操作的時候，從而可以根據(jù)操作記錄將數(shù)據(jù)從另外一個分區(qū)中恢復到被損害的分區(qū)中。
[0019]本發(fā)明的另一個創(chuàng)新點是充分利用了繼電保護裝置上的非斷電數(shù)據(jù)丟失芯片的空余存儲區(qū)域，記錄發(fā)生在文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元上的操作過程。利用了這種可實時寫入，掉電不丟失數(shù)據(jù)的物理芯片，不存在有不完整性數(shù)據(jù)的特點，來保證整個文件系統(tǒng)的操作記錄完整性，再結(jié)合冗余和互斥的技術，既避開了了非斷電數(shù)據(jù)丟失芯片容量小的缺點，又克服了文件系統(tǒng)容量雖不小但又有斷電數(shù)據(jù)不完整性的缺點。
[0020]本發(fā)明具有以下技術效果:
[0021]1、避免現(xiàn)場頻繁通斷電造成的文件系統(tǒng)被破壞，而出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。
[0022]2、避免現(xiàn)場頻繁通斷電造成的程序文件無法被正確加載到繼電保護裝置內(nèi)運行，避免繼電保護功能被影響而無法執(zhí)行。
[0023]3、本發(fā)明不用更改原有的文件系統(tǒng)接口，不用大范圍更換已有繼電保護裝置的文件系統(tǒng)操作接口，軟件成本減少。
[0024]4、本發(fā)明不影響原有的文件系統(tǒng)功能。只是更完善，并添加了冗余數(shù)據(jù)保護。
[0025]5、避免繼電保護裝置內(nèi)產(chǎn)生大量的破碎文件，無法清除，防止影響到以后的運行效率。
[0026]6、繼電保護裝置已有的應用邏輯程序不受影響，不更改它的可執(zhí)行代碼，不影響原有的繼電保護功能。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法流程示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明繼電保護裝置的變電站硬件連接圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合說明書附圖本發(fā)明的技術方案作進一步詳細說明。為方便，這里以VXW0RKS嵌入式操作系統(tǒng)為例(LINUX嵌入式操作系統(tǒng)類似，僅需移植部分有差異的系統(tǒng)資源)。變電站內(nèi)的多個繼電保護裝置網(wǎng)絡連接示意圖如附圖2所示。
[0030]繼電保護設備與監(jiān)控后臺、故障信息子站、遠動主站等設備通過以太網(wǎng)交換機互聯(lián)，變電站內(nèi)的繼電保護設備采用文件系統(tǒng)存儲錄波、定值及應用程序本身。這樣便于在用以太網(wǎng)網(wǎng)絡方式與監(jiān)控后臺、故障信息子站、遠動主站等設備互聯(lián)時的數(shù)據(jù)交換，經(jīng)常會出現(xiàn)由于某個電力設備通斷電的操作而引發(fā)的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失、破壞或者結(jié)構(gòu)不完整，使得繼電保護設備啟動時無法讀取文件系統(tǒng)中的正確數(shù)據(jù)，更嚴重的是丟失應用程序無法啟動，從而無法執(zhí)行其它采集、監(jiān)控和保護等常規(guī)功能。
[0031]附圖1是本發(fā)明方法的流程圖，這是一個使用冗余和互斥來防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法的程序流程。本申請公開的使用冗余和互斥來防止繼電保護裝置斷電時文件系統(tǒng)損壞的方法包括以下步驟:
[0032]步驟1:采用冗余數(shù)據(jù)存儲的方式，將現(xiàn)有繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元在FLASH硬件芯片上劃分為兩塊獨立的部分，作為兩個獨立的分區(qū)，建立鏡像關系，這兩個分區(qū)共同組成了繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元；
[0033]先是由工程人員將繼電保護裝置的應用二進制代碼和配置文件等下載到繼電保護裝置的單板中，上電啟動。繼電保護裝置初始化任務首先調(diào)用文件系統(tǒng)的初始化，將文件系統(tǒng)運行起來。然后接著啟動文件系統(tǒng)上存儲的保護應用程序，通過識別配置文件進行正常保護任務的初始化加載；其中文件系統(tǒng)的建立，先采用冗余數(shù)據(jù)存儲的方式，將現(xiàn)有繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元在FLASH硬件芯片上就劃分為兩塊獨立的部分，作為兩個獨立的分區(qū)，建立鏡像關系。這兩個分區(qū)就共同組成了繼電保護裝置的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元；
[0034]步驟2:創(chuàng)建文件系統(tǒng)核心單元，用于記錄發(fā)生在文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元上的操作過程;
[0035]創(chuàng)建文件系統(tǒng)核心單元，用于記錄發(fā)生在文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)單元上的操作過程