一种实时励磁录波系统的制作方法

本发明涉及一种应用于励磁录波的系统，属于测量技术领域。

背景技术：

励磁系统是发电机的重要组成部分，在维持电力系统电压恒定、调整并联运行机组间的无功分配、提高电力系统的静态稳定和动态稳定方面起着重要作用。电量录波是电力系统中进行设备试验及故障分析的有效措施之一，利用录波系统记录下来的设备运行过程中的关键模拟量参数、数字量参数，可以对设备故障的原因进行定性以及定量的分析，完成对故障的分析及事件追忆，提高故障查处效率，完善及优化设备性能，防止同样故障再次发生。

当前，针对励磁系统的故障录波系统方案一般都是通过将用户关注的模拟量、数字量通道接入录波系统中的逻辑测量单元、输入单元、电压及电流测量单元，完成模拟量参数、数字量参数的数据录波。实际上，励磁系统对于用户关注的模拟量参数、数字量参数都有实时采集和数据存储，录波系统中针对模拟量参数、数字量参数的采集功能与励磁系统中对这些参数的采集功能其实是重复的，为了完成针对励磁系统的故障录波功能，用户必须为此再次付出价格高昂的硬件成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述技术中存在的不足之处，提供了一种实时励磁录波系统，以励磁控制器实时采集、存储的模拟量参数、数字量参数为基础，按照约定的协议生成录波数据报文，通过TCP/TP通信，发送给实时励磁录波系统，完成长时间的数据录波功能。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种实时励磁录波系统，包括励磁实时示波工具，用于实时获取、处理录波数据报文，得到每个采样通道的录波数据，并进行示波和存储；

励磁录波回放工具，用于导入、回放及分析录波数据。

进一步的，所述励磁实时示波工具包括：TCP/IP通信模块，实时采集录波数据报文；

协议解析模块，对录波数据报文进行协议解析，从录波数据报文中提取每个采样通道在当前时间戳/计数戳所对应的时间内所存储的数据，通过数据拼接得到每个采样通道的录波数据；

示波模块，将协议解析模块处理后的每个采样通道的录波数据以波形的形式表现出来；

IEEE COMTRADE文件存储模块，将协议解析模块处理后的每个采样通道的录波数据，按照IEEE COMTRADE格式文件的方式进行存储，完成所有采样通道录波数据的实时存储。

进一步的，所述录波数据报文由M个采样通道的通道报文组成，其中M为自然数；每个采样通道的通道报文格式一致，均包括时间戳/计数戳、通道ID、通道起始存储位置、当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数、固定长度的数据区。

进一步的，所述时间戳/计数戳为4个字节、所述通道ID为2个字节，所述通道起始存储位置为2个字节、所述当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数为2个字节及固定长度的数据区为2N个字节，N为自然数。

进一步的，所述励磁录波回放工具包括：IEEE COMTRADE文件导入模块，实现存储有IEEE COMTRADE格式文件的导入功能；

示波模块，将导入IEEE COMTRADE格式文件还原为每个通道的录波数据，并进行波形回放显示；

分析模块，对示波模块还原所得的每个通道的录波数据进行统计分析，供用户进行数据分析，评估故障原因。

进一步的，还包括励磁控制器，所述TCP/IP通信模块与励磁控制器进行数据通讯，获取录波数据报文。

进一步的，所述数据拼接即所述数据拼接即协议解析模块将当前时间戳/计数戳所对应的时间内所存储的数据提取出来，拼接到上一时间戳/计数戳中所对应的时间内存储的数据的末端。

进一步的，还包括参数控制模块，用于配置网络参数、IEEE COMTRADE格式文件的大小。

实时励磁录波系统的工作流程如下：

首先，励磁实时示波工具通过TCP/IP通信模块与励磁控制器进行数据通信，获取录波数据报文，实时采集励磁控制器存储的关键模拟量参数、数字量参数。

其中，录波数据报文由多个通道的通道报文组成，每个通道的通道报文一致，依次包含4个字节的时间戳/计数戳、2个字节的通道ID、2个字节的起始存储位置、2个字节的当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数、2N个字节的数据区。数据存储方式为高字节在前、低字节在后。时间戳/计数戳标示当前的录波数据报文时间或计数，通道ID标示当前所属的通道报文，起始存储位置标示了在2N个字节的数据区中当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据的起始存储位置，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数标示通道报文中，从起始存储位置开始算起，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数。

其次，励磁实时示波工具通过协议解析模块，将录波数据报文进行协议解析。录波数据报文由时间戳/计数戳、通道ID、通道起始存储位置、当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数、固定长度的数据区组成。协议解析模块将当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据提取出来，拼接到上一时间戳/计数戳所对应时间内存储的数据的末端，得到每个通道的录波数据，完成录波数据报文的数据处理。

然后，示波模块将协议解析模块提取出来的每个通道的录波数据以波形的形式表现出来。

最后，IEEE COMTRADE文件存储模块，将协议解析模块提取、拼接所得的每个通道的录波数据，按照故障录波的通用数据格式IEEE COMTRADE格式进行存储，完成所有通道录波数据的实时存储。

励磁录波回放工具由IEEE COMTRADE文件导入模块、示波模块、分析模块几部分组成。

首先，通过IEEE COMTRADE文件导入模块导入励磁实时示波工具的IEEE COMTRADE文件存储模块所存储的IEEE COMTRADE格式的录波文件。

然后，示波模块将导入IEEE COMTRADE格式文件还原为每个通道的录波数据，并进行波形回放显示。

最后，分析模块对示波模块还原所得的每个通道的录波数据进行统计分析，供用户进行数据分析，评估故障原因。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）采用本发明技术的实时励磁录波系统，以励磁控制器的实时采集量作为数据来源，通过网络通信的方式，由励磁实时示波工具完成每个通道的数据提取、拼接、存储，满足长期的实时数据录波的需求，不会影响到励磁控制器的控制性能。

（2）以励磁控制器实时采集、存储的模拟量参数、数字量参数为基础，不额外配置硬件就可以进行模拟量参数和数字量参数的采样，节约了硬件成本。

（3）按照约定的协议完成励磁控制器和实时励磁录波系统的数据交互，解析后的录波数据全部存储在实时励磁录波系统中，存储的录波数据的大小只与实时励磁录波系统的存储空间有关。

附图说明

图1为本发明的实时励磁录波系统的模块框图。

图2为实时励磁录波系统与励磁控制器之间的组网示意图。

图3为录波数据报文结构示意图。

图4为实时励磁录波系统的励磁实时示波工具的工作流程图。

图5为实时励磁录波系统的励磁录波回放工具的工作流程图。

图6为实时励磁录波系统的励磁实时示波工具示波效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1是本发明所述的实时励磁录波系统的模块框图。

一种实时励磁录波系统由励磁实时示波工具、励磁录波回放工具两部分组成。励磁实时示波工具由TCP/IP通信模块1、协议解析模块2、示波模块3、IEEE COMTRADE文件存储模块4、参数配置模块5几部分组成。励磁录波回放工具由IEEE COMTRADE文件导入模块6、示波模块7、分析模块8几部分组成。

图2是本发明的实时励磁录波系统与励磁控制器之间的组网示意图。在网络配置的时候，将实时励磁录波系统与励磁控制器配置在同一个网段之中即可。

图3是录波数据报文结构示意图。录波数据报文由多个通道的通道报文组成，每个通道的通道报文一致，依次包含4个字节的时间戳/计数戳、2个字节的通道ID、2个字节的起始存储位置、2个字节的当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数、2N个字节的数据区。数据存储方式为高字节在前、低字节在后。

时间戳/计数戳标示当前的录波数据报文时间或计数，通道ID标示当前所属的通道报文，起始存储位置标示了在2N个字节的数据区中当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据的起始存储位置，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数标示通道报文中，从起始存储位置开始算起，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数。例如：对于通道报文0x 00 00 00 01 00 01 00 02 00 FF 01 02 03 04 05 06…. ，其含义为：第一帧中第一个通道的报文，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数是 0x 03 04 05 06…. 共计255 * 2 = 510个字节。当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的第一个数据为：0x0304，当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的第二个数据为：0x0506，以此类推。

图4为实时励磁录波系统的励磁实时示波工具的工作流程图。

首先，图1中的TCP/IP通信模块1扫描通信端口，一旦通信正常，便建立网络连接，与励磁控制器之间进行TCP/IP通信，获取得到录波数据报文。

其次，图1中的协议解析模块2按照图3中的录波数据报文结构对录波数据报文进行协议解析，获取得到当前时间戳/计数戳下，每个通道在当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据个数。在此基础上，图1中的协议解析模块2将当前时间戳/计数戳下每个通道在当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据拼接到上一时间戳/计数戳下每个通道的对应的时间戳/计数戳中所存储的数据之后，完成针对每个通道的协议解析。然后，图1中的示波模块3将协议解析模块2针对每个通道进行拼接后的当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据进行滚动的示波显示。

最后，图1中的IEEE COMTRADE文件存储模块4将协议解析模块2针对每个通道进行拼接后的当前时间戳/计数戳所对应时间内所存储的数据，按照故障录波的通用数据格式IEEE COMTRADE格式进行存储，完成录波数据的实时存储。

在整个工作流程中，图1中的参数配置模块5可以配置实时励磁录波系统的网络参数，还可以配置IEEE COMTRADE文件存储模块4所存储的IEEE COMTRADE格式的文件大小，一旦存储的文件超过文件大小上限，IEEE COMTRADE文件存储模块4将新建IEEE COMTRADE格式的文件进行数据存储。

图5为实时励磁录波系统的励磁录波回放工具的工作流程图。

首先，通过图1中的IEEE COMTRADE文件导入模块6导入通过励磁实时示波工具的IEEE COMTRADE文件存储模块4所存储的IEEE COMTRADE格式的录波文件。

然后，图1中的示波模块7将对导入的所有通道的录波数据进行波形回放显示。

最后，通过图1中的分析模块8将会对所有通道的录波数据进行统计分析，供用户进行数据分析，评估故障原因。

图6为实时励磁录波系统的励磁实时示波工具示波效果图。励磁实时示波工具与励磁控制器组网通信后，从录波数据报文中根据协议解析取得6个通道的录波数据，并进行示波显示。

对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。