專利名稱：平臺(tái)無關(guān)規(guī)約模塊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化、工業(yè)控制領(lǐng)域，更具體地涉及電力通信規(guī)約、工業(yè)控制通信協(xié)議。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的通訊規(guī)約在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)中，承擔(dān)著重要角色，從一次設(shè)備到二次數(shù)據(jù)采集， 從數(shù)據(jù)采集的測(cè)量設(shè)備(測(cè)控、保護(hù)、電度表、直流屏、智能設(shè)備等等)到變電站內(nèi)的監(jiān)控后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，從變電站的遠(yuǎn)動(dòng)終端到調(diào)度中心、集控中心，從集控中心到調(diào)度中心、網(wǎng)調(diào)中心等等，所有的SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，必須依賴于電力通訊規(guī)約來完成。目前在變電站內(nèi)的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和規(guī)約接入裝置、故障信息子站等設(shè)備都承擔(dān)著各種規(guī)約轉(zhuǎn)換的功能，而監(jiān)控后臺(tái)、一體化監(jiān)控平臺(tái)也存在各種規(guī)約接入和轉(zhuǎn)出的功能。對(duì)于一種規(guī)約來說，不論產(chǎn)品是什么平臺(tái)，規(guī)約過程完成的基本功能完全一樣，規(guī)約應(yīng)用是不變的，但是通信產(chǎn)品更新?lián)Q代，軟件平臺(tái)的軟硬件更新升級(jí)，對(duì)于相同的規(guī)約處理任務(wù)，往往都面臨著規(guī)約應(yīng)用模塊都要進(jìn)行更新，并進(jìn)行完整的規(guī)約調(diào)試，以前產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)過的成熟穩(wěn)定的規(guī)約模塊，幾乎不能在新的平臺(tái)上直接利用。同時(shí)，在各種不同的系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)各種規(guī)約的需求和應(yīng)用，也面臨著相同的的開發(fā)調(diào)試工作，所以在開發(fā)和維護(hù)工作上投入了大量的人力，做了很多重復(fù)的開發(fā)工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決常規(guī)的規(guī)約開發(fā)的技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約應(yīng)用模塊化系統(tǒng)，滿足在不同的操作系統(tǒng)、不同的軟件應(yīng)用平臺(tái)上，復(fù)用該規(guī)約應(yīng)用模塊，而不需要對(duì)該規(guī)約進(jìn)行重新開發(fā)和調(diào)試。達(dá)到一人負(fù)責(zé)開發(fā)規(guī)約，而所有平臺(tái)共享的目的。并且在智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備、一體化監(jiān)控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)平臺(tái)無關(guān)規(guī)約系統(tǒng)的集成， 從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)基于該系統(tǒng)開發(fā)出來的各種規(guī)約的支持，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種不同規(guī)約的智能設(shè)備的互聯(lián)和自動(dòng)控制。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案—種與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)，包括智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊和智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于所述智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、IEC104規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，所述IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連；所述智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、 IEC104規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊、CSC2000規(guī)約模塊、IEC61850規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，所述IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連，所述CSC2000規(guī)約模塊與遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備相連，所述IEC61850規(guī)約模塊與后臺(tái)監(jiān)控單元相連。一種設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，包括平臺(tái)調(diào)用規(guī)約任務(wù)入口 ；創(chuàng)建規(guī)約數(shù)據(jù)；獲得輸入的PI任務(wù)信息PiHDRes ；獲得輸入的規(guī)約名稱標(biāo)示和工作路徑；初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init ；輸出規(guī)約模塊的PA任務(wù)信息paHDRes ；輸出規(guī)約的看門狗id和通道接口 pChnData ；初始化規(guī)約數(shù)據(jù)庫；定制link庫接口并啟動(dòng)link ；注冊(cè)規(guī)約消息；注冊(cè)定時(shí)器事件；規(guī)約主任務(wù)運(yùn)行processMsg，即循環(huán)收發(fā)消息，并分發(fā)執(zhí)行；規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy ；規(guī)約任務(wù)結(jié)束。優(yōu)選地，在初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用PR0TMAS 層初始化 mas_init ；調(diào)用I3ROTMAS 層初始化 protcom_init ；調(diào)用PR0TFRAME 層初始化 protframe_init。優(yōu)選地，在注冊(cè)規(guī)約消息的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS 層消息注冊(cè) mas_regMsgCall ；調(diào)用PR0TC0M 層消息注冊(cè) protcom_regMsgCall ；調(diào)用PR0TFRAME 層消息注冊(cè) protframe_regMsgCall。優(yōu)選地，在注冊(cè)定時(shí)器事件的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS 層定時(shí)器注冊(cè) mas_regTimerOutEvent ；調(diào)用PR0TC0M 層定時(shí)器注冊(cè) protcom_regTimerOutEvent ；調(diào)用PR0TFRAME 層定時(shí)器注冊(cè) protframe_regTimerOutEvent。優(yōu)選地在規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS層資源釋放mas_destroy ；調(diào)用PR0TC0M 層資源釋放 protcom_destroy ；調(diào)用PR0TFRAME 層資源釋放 protframe_destroy0規(guī)約模塊系統(tǒng)是在底層實(shí)現(xiàn)了一套跨操作系統(tǒng)(windows、linux、unix、vxworks) 的應(yīng)用接口 API，在規(guī)約系統(tǒng)開發(fā)中，涉及到操作系統(tǒng)的功能調(diào)用，全部采用底層核心的跨操作系統(tǒng)的接口調(diào)用，而沒有直接使用各個(gè)操作系統(tǒng)提供的API接口，正是基于跨操作系統(tǒng)的通用接口，所以該規(guī)約系統(tǒng)模塊庫就具備了不依賴特定操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以直接跨操作系統(tǒng)使用。規(guī)約模塊系統(tǒng)對(duì)各種平臺(tái)提供統(tǒng)一的通用數(shù)據(jù)交互接口，該接口不涉及各種不同規(guī)約的特性，也不涉及各個(gè)不同應(yīng)用平臺(tái)的實(shí)時(shí)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是說該接口沒有依賴于外部使用該模塊的應(yīng)用平臺(tái)的特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以該模塊系統(tǒng)可以在各個(gè)應(yīng)用軟件平臺(tái)上通用，一個(gè)開發(fā)完善的應(yīng)用規(guī)約模塊運(yùn)行庫就可以在各個(gè)相應(yīng)的軟件應(yīng)用平臺(tái)上直接使用，而不需要再進(jìn)行編碼和調(diào)試。根據(jù)通信規(guī)約的特點(diǎn)，將一個(gè)通信規(guī)約按照分層的對(duì)象設(shè)計(jì)，依次是基礎(chǔ)框架層 (規(guī)約應(yīng)用對(duì)象的框架，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)無關(guān)性)、規(guī)約公共對(duì)象層(抽象出各種規(guī)約的公共特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件平臺(tái)的無關(guān)性)、主從規(guī)約分類(按照規(guī)約的主從分類，分離出主、從規(guī)約的公共屬性對(duì)象)、規(guī)約應(yīng)用層(實(shí)現(xiàn)各種規(guī)約的應(yīng)用，每種規(guī)約實(shí)現(xiàn)一種應(yīng)用對(duì)象)，如圖1，應(yīng)用對(duì)象依次從基礎(chǔ)框架層繼承過來，每個(gè)規(guī)約應(yīng)用對(duì)象包括規(guī)約應(yīng)用對(duì)象、鏈路對(duì)象和通道對(duì)象。各種通信規(guī)約的規(guī)約描述和通信過程差異比較大，為了統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，新的模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套公共的數(shù)據(jù)描述映射格式，適用于將各種規(guī)約的信息點(diǎn)映射為一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)描述格式，向各種軟件應(yīng)用平臺(tái)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，這樣就可以順利實(shí)現(xiàn)各種不同規(guī)約將自身的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)向平臺(tái)的數(shù)據(jù)輸入，平臺(tái)根本不涉及不同規(guī)約的不同特點(diǎn)。本模塊系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上，和以往的常規(guī)系統(tǒng)不同，對(duì)于一個(gè)接入規(guī)約模塊來說，并沒有自身的規(guī)約轉(zhuǎn)換相應(yīng)的點(diǎn)表，而只有規(guī)約模塊自身配置的接入設(shè)備的模板，當(dāng)應(yīng)用平臺(tái)加載規(guī)約模塊時(shí)，平臺(tái)根據(jù)自身實(shí)時(shí)庫的數(shù)據(jù)配置需要，向接入的規(guī)約模塊輸入訂閱的點(diǎn)表信息，也就是說，應(yīng)用系統(tǒng)保存著從接入規(guī)約模塊采集的點(diǎn)表，規(guī)約模塊接收到點(diǎn)表后， 自動(dòng)建立自身的規(guī)約庫，然后讀取相應(yīng)的接入設(shè)備模板，建立起規(guī)約轉(zhuǎn)換的關(guān)系，從而完成規(guī)約轉(zhuǎn)換功能。在規(guī)約和物理通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出的接口模式上，采用了一種全雙工的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，通道管理模塊負(fù)責(zé)處理各種物理通道，將接收到的通信報(bào)文通過事件消息形式，發(fā)給應(yīng)用模塊；而應(yīng)用模塊在規(guī)約處理過程中，需要發(fā)送規(guī)約報(bào)文到通道設(shè)備時(shí)，直接調(diào)用通道管理模塊向應(yīng)用注冊(cè)的發(fā)送接口將報(bào)文直接發(fā)送到通道上，而不需要將報(bào)文通過事件消息轉(zhuǎn)發(fā)給通道管理模塊，這樣就可以實(shí)現(xiàn)通道管理任務(wù)只處理單一的接收?qǐng)?bào)文模式，而不需要再監(jiān)聽?wèi)?yīng)用的事件消息。


圖1所示為本發(fā)明的模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示為本發(fā)明的功能模塊、任務(wù)分布示意圖。圖3所示為本發(fā)明的規(guī)約數(shù)據(jù)影射示意圖。圖4所示為本發(fā)明的功能模塊的流程示意圖。圖5所示為本發(fā)明的集成應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種高級(jí)應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)說明書附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明中平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)，包括以下部分1.模塊在平臺(tái)應(yīng)用的總體方案從功能上看，規(guī)約模塊實(shí)現(xiàn)和外界不同的IED(intelligent electronic device)設(shè)備或者不同的調(diào)度主站的通訊功能，對(duì)各種不同的互連規(guī)約進(jìn)行解釋，解釋后的數(shù)據(jù)以一種通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述形式存儲(chǔ)在各個(gè)規(guī)約模塊中。規(guī)約模塊和軟件系統(tǒng)平臺(tái)通過數(shù)據(jù)交互接口來完成數(shù)據(jù)的傳輸。1)規(guī)約模塊分別提供任務(wù)管理接口和數(shù)據(jù)訪問接口，任務(wù)管理接口實(shí)現(xiàn)規(guī)約任務(wù)的管理功能，包括規(guī)約任務(wù)的啟停、數(shù)據(jù)配置、多線程任務(wù)狀態(tài)管理，資源分配釋放等等；數(shù)據(jù)訪問接口包括存取所有標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約數(shù)據(jù)、規(guī)約數(shù)據(jù)庫的讀寫、消息通知事件的收發(fā)和處理、控制指令收發(fā)處理等。2)軟件平臺(tái)通過調(diào)用各個(gè)規(guī)約模塊來實(shí)現(xiàn)具體規(guī)約的接入和轉(zhuǎn)出。一個(gè)軟件系統(tǒng)平臺(tái)可以同時(shí)調(diào)用多個(gè)相同或不同的規(guī)約模塊，來完成對(duì)外的各個(gè)規(guī)約的連接。每個(gè)規(guī)約模塊都是獨(dú)立運(yùn)行，相互沒有依賴關(guān)系。3)規(guī)約模塊中實(shí)現(xiàn)了規(guī)約任務(wù)的全部功能，包括通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述信息庫的訪問和操作，規(guī)約解釋，對(duì)操作系統(tǒng)、硬件設(shè)備的資源調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)具體任務(wù)管理API接口和全部的數(shù)據(jù)交互API接口等。4)每個(gè)規(guī)約模塊可以分別獨(dú)立為接入規(guī)約，也可以獨(dú)立為轉(zhuǎn)出或遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。5)每個(gè)規(guī)約模塊作為獨(dú)立的動(dòng)態(tài)運(yùn)行庫或編譯連接庫來實(shí)現(xiàn)，便于在整個(gè)軟件平臺(tái)項(xiàng)目的集成和規(guī)約模塊的軟件管理和維護(hù)。2.規(guī)約模塊系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將規(guī)約對(duì)象分為規(guī)約基礎(chǔ)框架對(duì)象ftOtFrame，通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述對(duì)象ftOtCom， 主站類ftOtMaster/子站類ftx)tSlave對(duì)象，規(guī)約鏈路ftx)tLink對(duì)象，規(guī)約通道對(duì)象 ProtChn,具體規(guī)約對(duì)象 ProtXXX (ProtM103、ProtM104、ProtS2000、Protkdt)。所有模塊采用C編碼實(shí)現(xiàn)。規(guī)約模塊系統(tǒng)按如下劃分1)規(guī)約系統(tǒng)對(duì)象ftOtFrame層，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)整個(gè)規(guī)約架構(gòu)基礎(chǔ)類信息，即包含規(guī)約應(yīng)用任務(wù)、平臺(tái)接口任務(wù)、任務(wù)看護(hù)等輸入輸出參數(shù)接口，又包括消息管理、鏈路通道管理的輸入輸出接口，即在該層實(shí)現(xiàn)整個(gè)模塊的最小任務(wù)對(duì)象。(實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)無關(guān)性O(shè)S Operate System)02)公共數(shù)據(jù)描述對(duì)象ProtCom層，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)的通用數(shù)據(jù)描述對(duì)象，包括和軟件平臺(tái)之間傳輸?shù)耐ㄓ靡?guī)約數(shù)據(jù)處理和通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述庫。完成和平臺(tái)之間的消息傳遞，負(fù)責(zé)解釋通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述的消息、記錄通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述信息點(diǎn)狀態(tài)、有效標(biāo)記、時(shí)間標(biāo)簽、品質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記、變化原因、告警狀態(tài)、SOE隊(duì)列等，并實(shí)時(shí)存庫、自動(dòng)向平臺(tái)發(fā)消息等。(實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)無關(guān)性SP :Soft Platform)。3)主站類ftOtMaster/子站類ProtSlave對(duì)象層，分別實(shí)現(xiàn)從各種主站類/子站類規(guī)約中抽象出來的主站/子站類規(guī)約的公共模塊?！鲋髡绢愔髡绢愐?guī)約庫、部分輪詢、主站類虛擬間隔或點(diǎn)信息、全站事故總/告警總、站級(jí)/間隔級(jí)/IED設(shè)備級(jí)/分組信號(hào)復(fù)歸、遙測(cè)比例系數(shù)、死區(qū)值、遙脈轉(zhuǎn)發(fā)系數(shù)、遙控過程、設(shè)點(diǎn)過程、告警、事件、S0E、通道控制號(hào)、數(shù)據(jù)庫同步、裝置列表、對(duì)時(shí)等……■子站類合并點(diǎn)、應(yīng)答總召、自動(dòng)應(yīng)答、公共的C0MTRADE錄波文件存取、傳輸、 SOE緩沖......4)鏈路ftOtLink對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種規(guī)約的鏈路管理。鏈路模塊實(shí)現(xiàn)各種鏈路的處理過程，并完成對(duì)各種規(guī)約的通道管理。鏈路向規(guī)約模塊提供統(tǒng)一的接口形式，包括數(shù)據(jù)收發(fā)接口和管理接口，并在一定程度上，完成IED設(shè)備的輪詢、數(shù)據(jù)報(bào)文組幀、鏈路確認(rèn)、通道冗余管理等功能。5)規(guī)約通道對(duì)象ftOtChn，通道模塊完成對(duì)各種通道SERIAL、UDP、TCP (client、 server)、UDP+TCP、UDP2000、LON、CAN 等的統(tǒng)一接口任務(wù)。6)具體規(guī)約對(duì)象 ProtXXX (ProtM103、ProtM104、ProtS2000、Protkdt)，分別實(shí)現(xiàn)各種不同規(guī)約的具體功能。繼承MASTER層/SLAVE對(duì)象的基本功能，調(diào)用鏈路層對(duì)象的接口，實(shí)現(xiàn)完整規(guī)約的功能特性，實(shí)現(xiàn)從規(guī)約自身的數(shù)據(jù)組織形式到通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述的相互轉(zhuǎn)換和通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述向規(guī)約自身的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如從鏈路通道接收信息，經(jīng)過翻譯后， 轉(zhuǎn)換成通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述信息，通過繼承通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述層功能，自動(dòng)向軟件平臺(tái)發(fā)送通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述信息；從軟件平臺(tái)接收通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述消息，經(jīng)過通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述層翻譯后，具體規(guī)約繼承通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換成該規(guī)約的信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)組織后，發(fā)送到鏈路通道。下層自動(dòng)繼承上層的數(shù)據(jù)成員和方法，下層可以繼承上層一個(gè)或者多個(gè)對(duì)象。上層對(duì)象絕對(duì)不可以訪問下層對(duì)象數(shù)據(jù)，但是上層對(duì)象中可以存放下層對(duì)象的指針，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)下層對(duì)象的特殊信息的管理接口。每個(gè)規(guī)約模塊最終生成一個(gè)執(zhí)行庫文件，如ml03zj. dll、ml04. dll、scdt. dll、 m2000. dll 等。(windows 平臺(tái)庫名稱是 dll，vxworks 平臺(tái)為 o、out 或者 pl、unix 和 linux 為SO等庫文件形式。主站master類規(guī)約以m開頭即，從站slave類規(guī)約以s開頭)。3.任務(wù)功能劃分和關(guān)系規(guī)約應(yīng)用層通過規(guī)約特點(diǎn)，定制不同的規(guī)約鏈路PUProtocol Link)過程接口，并啟動(dòng)公共的鏈接任務(wù)(規(guī)約會(huì)根據(jù)鏈路情況，決定是否啟動(dòng)獨(dú)立的鏈路任務(wù))PL根據(jù)鏈路特點(diǎn)，定制不同的通道類型，并啟動(dòng)公共的通道任務(wù)。通道任務(wù)根據(jù)通道類型，打開不同的物理通道接口，并讀取通道數(shù)據(jù)，將合理數(shù)據(jù)傳輸給PL任務(wù)。1)等待事件觸發(fā)的應(yīng)用類任務(wù)，幾乎所有應(yīng)用任務(wù)均采用事件等待模式，如PI、 PA、PL ；任務(wù)一直等待事件(WAIT_BL0CK)，如果沒有任何事件，任務(wù)將處于休眠狀態(tài)。直到該任務(wù)有消息事件的觸發(fā)，才被CPU調(diào)度進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。(如果高級(jí)應(yīng)用模塊采用循環(huán)查詢機(jī)制，則等待事件觸發(fā)的調(diào)用參數(shù)輸入WAIT_N0BL0CK)2)通道任務(wù)的硬件觸發(fā)機(jī)制，規(guī)約通道PCHN(Protocol Channel)處理各種物理硬件接口，對(duì)于各種阻塞、查詢、中斷模式等通道進(jìn)行模塊化封裝。PCHN接收到合法數(shù)據(jù)后， 將數(shù)據(jù)消息發(fā)送給PL。從PL等待到數(shù)據(jù)消息的瞬間開始，后續(xù)的任務(wù)就開始一系列的事件消息觸發(fā)，從而進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。3)操作系統(tǒng)的定時(shí)器任務(wù)。該任務(wù)基于操作系統(tǒng)的定時(shí)機(jī)制，維護(hù)所有任務(wù)申請(qǐng)的定時(shí)器，并準(zhǔn)確無誤的給申請(qǐng)任務(wù)發(fā)送定時(shí)器服務(wù)信號(hào)，從而觸發(fā)相關(guān)任務(wù)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。4.數(shù)據(jù)影射為了達(dá)到規(guī)約模塊系統(tǒng)對(duì)于軟件應(yīng)用平臺(tái)的無關(guān)性，規(guī)約模塊需要將各種不同的規(guī)約數(shù)據(jù)映射到一種通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述形式，如圖3所示。
在圖中，上層是通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述的存儲(chǔ)形式，按照通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述 POINT (即設(shè)備號(hào)/信息類型/信息點(diǎn)號(hào)的3級(jí)索引關(guān)系)來存儲(chǔ)通用數(shù)據(jù)描述。下層是各種不同規(guī)約自身特點(diǎn)的數(shù)據(jù)描述形式，各種規(guī)約的描述形式不盡相同，所以存儲(chǔ)的格式也不同。規(guī)約自身的數(shù)據(jù)點(diǎn)和通用數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)映射關(guān)系則通過對(duì)象存儲(chǔ)關(guān)系相互映射來實(shí)現(xiàn)，在兩種數(shù)據(jù)空間的相互訪問中，就不需要每次都采用原始的數(shù)據(jù)點(diǎn)索引方式進(jìn)行查詢。當(dāng)規(guī)約應(yīng)用層在收到應(yīng)用規(guī)約的報(bào)文時(shí)，根據(jù)原始報(bào)文的描述關(guān)系，先掃描規(guī)約的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)結(jié)構(gòu)，找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，當(dāng)更新完自身數(shù)據(jù)對(duì)象后，通過位置映射就可以直接定位到通用的數(shù)據(jù)描述映射對(duì)象上，而不需要再通過數(shù)據(jù)點(diǎn)的索引形式來查找映射后的通用數(shù)據(jù)對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過程中的高效率數(shù)據(jù)索引和訪問技術(shù)。在每種規(guī)約的應(yīng)用數(shù)據(jù)初始化時(shí)，通過讀取配置文件的方式，獲得規(guī)約自身信息點(diǎn)定義的point索引到通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述POINT的映射關(guān)系，在各種應(yīng)用規(guī)約的初始化時(shí)， 完成這種映射關(guān)系的建立。規(guī)約模塊在實(shí)現(xiàn)規(guī)約解釋和轉(zhuǎn)換過程中，按照這個(gè)映射關(guān)系進(jìn)行信息的更新和存儲(chǔ)。在通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述對(duì)象中，由公共的通用描述對(duì)象完成通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述消息的收發(fā)、解釋和入庫等功能。每個(gè)應(yīng)用規(guī)約自動(dòng)繼承通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述的處理功能，并可以直接訪問通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述對(duì)象庫。軟件平臺(tái)集成該規(guī)約模塊系統(tǒng)時(shí)，規(guī)約模塊數(shù)據(jù)更新后，通過通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述對(duì)象，自動(dòng)向平臺(tái)PI接口發(fā)送數(shù)據(jù)消息，完成接入信息向平臺(tái)的傳輸。當(dāng)平臺(tái)需要向規(guī)約模塊傳輸信息時(shí)，通過規(guī)約模塊接口 PI (Protocol Interface)任務(wù)發(fā)送消息給規(guī)約應(yīng)用模塊PA(Protocc)I Application)任務(wù)，如果具體規(guī)約模塊未注冊(cè)該消息的處理接口，則通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述對(duì)象自動(dòng)處理該消息并完成入庫等工作。如果規(guī)約模塊注冊(cè)了該消息，則規(guī)約模塊通過調(diào)用公共處理過程后，再將消息內(nèi)容轉(zhuǎn)換為自身規(guī)約數(shù)據(jù)或者直接讀取通用規(guī)約數(shù)據(jù)描述庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并根據(jù)需要向外轉(zhuǎn)發(fā)該規(guī)約數(shù)據(jù)。5.規(guī)約模塊實(shí)現(xiàn)的整體流程4是一個(gè)具體規(guī)約的主模塊流程，左邊主流程是規(guī)約層主任務(wù)流程，右邊繼承的是規(guī)約的上層對(duì)象功能。其中設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，包括如下步驟平臺(tái)調(diào)用規(guī)約任務(wù)入口 ；創(chuàng)建規(guī)約數(shù)據(jù)；獲得輸入的PI任務(wù)信息piHDRes ；獲得輸入的規(guī)約名稱標(biāo)示和工作路徑；初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init ；輸出規(guī)約模塊的PA任務(wù)信息paHDRes ；輸出規(guī)約的看門狗id和通道接口 pChnData ；初始化規(guī)約數(shù)據(jù)庫；定制1 ink庫接口并啟動(dòng)1 ink ；注冊(cè)規(guī)約消息；注冊(cè)定時(shí)器事件；規(guī)約主任務(wù)運(yùn)行processMsg，即循環(huán)收發(fā)消息，并分發(fā)執(zhí)行；
規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy ；規(guī)約任務(wù)結(jié)束。優(yōu)選地，在初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用PR0TMAS 層初始化 mas_init ；調(diào)用PR0TMAS 層初始化 protcom_init ；調(diào)用PR0TFRAME 層初始化 protframe_init。優(yōu)選地，在注冊(cè)規(guī)約消息的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS 層消息注冊(cè) mas_regMsgCall ；調(diào)用PR0TC0M 層消息注冊(cè) protcom_regMsgCall ；調(diào)用PR0TFRAME 層消息注冊(cè) protframe_regMsgCall。優(yōu)選地，在注冊(cè)定時(shí)器事件的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS 層定時(shí)器注冊(cè) mas_regTimerOutEvent ；調(diào)用PR0TC0M 層定時(shí)器注冊(cè) protcom_regTimerOutEvent ；調(diào)用PR0TFRAME 層定時(shí)器注冊(cè) protframe_regTimerOutEvent。優(yōu)選地，在規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS層資源釋放mas_destroy ；調(diào)用PR0TC0M 層資源釋放 protcom_destroy ；調(diào)用PR0TFRAME 層資源釋放 protframe_destroy06、系統(tǒng)集成應(yīng)用基于平臺(tái)無關(guān)規(guī)約系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各種常規(guī)規(guī)約的應(yīng)用，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 IEC61850、IEC60875-5-103、IEC60875-5-104、IEC60875-5-102，MODBUS, CSC2000 等各種規(guī)約模塊，如附圖5，每種規(guī)約對(duì)應(yīng)一個(gè)規(guī)約模塊，如IEC103、IEC104、IEC102、MODBUS, CSC2000等。所有規(guī)約模塊均實(shí)現(xiàn)了在智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備、電力系統(tǒng)一體化監(jiān)控平臺(tái)上的集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種智能通信設(shè)備的遠(yuǎn)程通信和監(jiān)控功能。平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)，包括智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊和智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊，所述智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、IEC104 規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連；所述智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、IEC104規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊、CSC2000規(guī)約模塊、IEC61850規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，所述IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連，所述CSC2000規(guī)約模塊與遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備相連，所述IEC61850 規(guī)約模塊與后臺(tái)監(jiān)控單元相連。在智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備中，可以實(shí)現(xiàn)各種通信協(xié)議相互轉(zhuǎn)換的功能。由物理設(shè)備通信口以太網(wǎng)(光口或電口)或RS232/RS485自適應(yīng)串口等，接入各種智能通信設(shè)備，通過平臺(tái)無關(guān)規(guī)約系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各種規(guī)約模塊軟件完成規(guī)約信息的輸入，在智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器規(guī)約管理平臺(tái)中自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)需要輸出的規(guī)約模塊，輸出模塊通過物理通信口輸出到外部的各個(gè)自動(dòng)化主站或終端，如遠(yuǎn)動(dòng)、監(jiān)控、各種調(diào)度中心等，從而完成遠(yuǎn)方對(duì)各個(gè)智能通信設(shè)備的通信和監(jiān)控。 在一體化監(jiān)控平臺(tái)中，通過平臺(tái)無關(guān)規(guī)約系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各種規(guī)約模塊，接入各種智能通信設(shè)備，完成對(duì)各種外部信息的采集，在監(jiān)控平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)各種高級(jí)應(yīng)用。同時(shí)對(duì)應(yīng)各種遠(yuǎn)方的信息轉(zhuǎn)發(fā)需求，也可以從一體化平臺(tái)中選擇遠(yuǎn)方需要的信息，通過各種規(guī)約模塊，轉(zhuǎn)發(fā)給各種遠(yuǎn)方主站、調(diào)度中心、高級(jí)專家分析等系統(tǒng)中。從而實(shí)現(xiàn)各種遠(yuǎn)方監(jiān)控中心對(duì)于各種分散的智能通信終端的監(jiān)視和控制功能。
權(quán)利要求
1.一種與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)，包括智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊和智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于所述智能一體化監(jiān)控平臺(tái)模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、IEC104規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，所述IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連；所述智能通信單元協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊包括IEC102規(guī)約模塊、IEC103規(guī)約模塊、IEC104 規(guī)約模塊、MODBUS規(guī)約模塊、CSC2000規(guī)約模塊、IEC61850規(guī)約模塊，所述IEC102規(guī)約模塊與電度表相連，所述IEC103規(guī)約模塊與保護(hù)設(shè)備相連，所述IEC104規(guī)約模塊與測(cè)控設(shè)備相連，所述MODBUS規(guī)約模塊與直流屏相連，所述CSC2000規(guī)約模塊與遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備相連，所述 IEC61850規(guī)約模塊與后臺(tái)監(jiān)控單元相連。
2.如權(quán)利要求1中的規(guī)約模塊系統(tǒng)，采用分層的面向?qū)ο蟮囊?guī)約模塊架構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2中的規(guī)約模塊系統(tǒng)，分層的面向?qū)ο蟮囊?guī)約模塊架構(gòu)分為規(guī)約系統(tǒng)對(duì)象I^rotFrame層，公共數(shù)據(jù)描述對(duì)象ftx)tCom層，主站類ftx)tMaster/子站類ProtSlave對(duì)象層。
4.如權(quán)利要求3中的規(guī)約模塊系統(tǒng)，規(guī)約系統(tǒng)對(duì)象ftOtFrame層，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)整個(gè)規(guī)約架構(gòu)基礎(chǔ)類信息；公共數(shù)據(jù)描述對(duì)象I^rotCom層，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)的通用數(shù)據(jù)描述對(duì)象；主站類ftOtMaster/子站類ProtSlave對(duì)象層，分別實(shí)現(xiàn)從各種主站類/子站類規(guī)約中抽象出來的主站/子站類規(guī)約的公共模塊。
5.一種設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，包括平臺(tái)調(diào)用規(guī)約任務(wù)入口 ； 創(chuàng)建規(guī)約數(shù)據(jù)；獲得輸入的規(guī)約模塊接口(PI)任務(wù)信息PiHDRes; 獲得輸入的規(guī)約名稱標(biāo)示和工作路徑； 初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init ；輸出規(guī)約模塊的規(guī)約應(yīng)用模塊(PA)任務(wù)信息paHDRes ；輸出規(guī)約的看門狗id和通道接口 pChnData ；初始化規(guī)約數(shù)據(jù)庫；定制link庫接口并啟動(dòng)link；注冊(cè)規(guī)約消息；注冊(cè)定時(shí)器事件；規(guī)約主任務(wù)運(yùn)行processMsg，即循環(huán)收發(fā)消息，并分發(fā)執(zhí)行； 規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy ； 規(guī)約任務(wù)結(jié)束。
6.如權(quán)利要求5中的設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，在初始化規(guī)約數(shù)據(jù)init 的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用PR0TMAS層初始化mas_init ； 調(diào)用 I3ROTMAS 層初始化 protcom_init ； 調(diào)用 PR0TFRAME 層初始化 protframe_init。
7.如權(quán)利要求5-6之一中的設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，在注冊(cè)規(guī)約消息的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS層消息注冊(cè)masjegMsgCall ； 調(diào)用 PR0TC0M 層消息注冊(cè) protcom_regMsgCall ； 調(diào)用 PR0TFRAME 層消息注冊(cè) protframe_regMsgCall。
8.如權(quán)利要求5-7之一中的設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，在注冊(cè)定時(shí)器事件的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS層定時(shí)器注冊(cè)mas_regTimerOutEvent ； 調(diào)用 PR0TC0M 層定時(shí)器注冊(cè) protcom_regTimerOutEvent ； 調(diào)用 PR0TFRAME 層定時(shí)器注冊(cè) protframe_regTimer0utEvento
9.如權(quán)利要求5-8之一中的設(shè)計(jì)與平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊系統(tǒng)的方法，在規(guī)約任務(wù)退出，釋放資源destroy的步驟中，繼承規(guī)約的上層的對(duì)象功能調(diào)用MAS層資源釋放mas_destroy ； 調(diào)用 PR0TC0M 層資源釋放 protcom_destroy ； 調(diào)用 PR0TFRAME 層資源釋放 protframe_destroy0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平臺(tái)無關(guān)的規(guī)約模塊化系統(tǒng)，通過對(duì)各種電力自動(dòng)化、工業(yè)控制通信規(guī)約的抽象，設(shè)計(jì)了分層的面向?qū)ο蟮钠脚_(tái)無關(guān)性規(guī)約模塊化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各種規(guī)約的通用數(shù)據(jù)映射和規(guī)約模塊自動(dòng)建庫技術(shù)，方便各種規(guī)約應(yīng)用的二次開發(fā)和復(fù)用，在此系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了多種規(guī)約模塊的應(yīng)用開發(fā)，并應(yīng)用在智能通信單元設(shè)備、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信和監(jiān)控。通過本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施方案，開發(fā)人員很容易開發(fā)出一個(gè)新的通信規(guī)約應(yīng)用模塊，這些二次開發(fā)出來的規(guī)約應(yīng)用模塊，可以滿足在不同的操作系統(tǒng)、不同的軟件應(yīng)用平臺(tái)上，而不需要重新開發(fā)，達(dá)到多平臺(tái)共享的目的。從而實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備的互聯(lián)、互操作，實(shí)現(xiàn)更多領(lǐng)域的自動(dòng)化水平。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102227122SQ20111016892
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者余斌, 劉俊紅, 劉曉明, 劉炬, 崔塞燁, 田莉敏, 耿世奇, 趙龍江, 陳宇恩 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司