一种智能变电站继电保护装置的网络打印方法与流程

本发明涉及一种智能变电站继电保护装置的网络打印方法，属于变电站系统设备技术领域。

背景技术：

目前已经运行和在建变电站的保护装置中，主要有两种形式：常规保护装置和智能保护装置。保护装置在调试、投运、运行、检修及维护过程中，需要打印装置软件版本号、系统参数、保护定值、信息点表、各种保护动作报告、各种异常保护告警信息、故障录波以及实时模拟量值等，这些信息和数据可用于存档或者事故分析，是现场重要的第一手资料。在常规变电站中，一个保护屏柜配备一台针式打印机，对于较大型的变电站，针式打印机的数量就相当庞大。智能变电站在早期也是采用每个保护屏柜配置一台针式打印机的模式，后来为了节约成本，减少针式打印机的数量，采用每个小室配置一台或几台针式打印机的模式；或者只配备一台站控层的网络打印机，并通过监控系统调取装置的相关信息后再输出给网络打印机进行打印，但这种模式能打印的信息就非常有限，格式也跟针式打印机的相差很远，不满足运检人员的习惯。

保护装置跟针式打印机之间是通过rs232串口进行连接，由于打印串口的性能所限，当数据量较大时往往耗时很长，例如录波数据的打印。当智能站采用每个保护小室配置一到两台针式打印机的模式时，通常一个变电站会采用好几家的保护装置，而不同厂家的保护装置接口很可能会不同，这样会造成有些保护装置的内容打印不出来。另外，这种模式下当打印机在不同屏柜间移动时需要频繁更换接线，还需要提供交流电源，这给现场工作带来了一部分麻烦。而当智能站采用只配置一台站控层网络打印机时，监控系统只能调取到很少一部分装置参数，例如定值，且调取的定值跟就地打印的定值比较来说，一是没有就地打印的定值全面，二是格式跟就地打印的不一致，不符合运检人员的习惯，也不满足存档格式的要求。

针对以上问题，在寻求解决方案时，有的提出把保护装置打印接口改造为rs485，然后全站或一个小室的保护装置通过串行总线接入到一个定制的打印控制器上，该打印控制器通过rs232口输出到打印机上，但这种方式没有解决打印效率不高的问题，且增加了施工的难度。有的提出利用现有的间隔层和站控层网络结构建立一个网络打印服务器，当保护装置有打印需求时，把打印数据利用现有的标准通信规约发送给网络打印服务器，网络打印服务器接收到数据后再把数据转换成打印机的数据格式发给打印机。这种模式利用网络提高了打印效率，但还是有一个中间转换环节，无论这个中间转换是在后台监控机上还是单独的，都需要进行数据的中间存储和转换，不仅限制了打印效率，同时增大了数据打印的不确定性和安全风险。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能变电站继电保护装置的网络打印方法，用于解决继电保护装置在打印数据过程中需要进行数据转换而导致打印效率较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能变电站继电保护装置的网络打印方法，包括以下步骤：

步骤1，继电保护装置通过站控层/间隔层网络与网络打印机进行通信，判断与网络打印机之间是否存在连接；

步骤2，若继电保护装置与网络打印机之间不存在连接，则通过设置网络打印机的地址及tcp端口号来创建继电保护装置与网络打印机之间的连接；

步骤3，连接创建成功后，继电保护装置将待打印的数据转化为esc序列发送网络打印机。

进一步的，继电保护装置将待打印的数据转化为esc序列的步骤包括：

步骤3-1，读取字库和打印源文件，且读取打印源文件中的每一行文本数据，计算偏移量；

步骤3-2，查找字库，将打印源文件中的每一个文本数据生成esc序列。

进一步的，所述网络打印机的tcp端口号为9100。

进一步的，还包括若连接在第一设定时间段内不能创建成功，则进行信息提示。

进一步的，所述第一设定时间段为10s。

进一步的，若继电保护装置与网络打印机之间存在连接，则继电保护装置直接利用该连接向网络打印机传输待打印的数据转化的esc序列。

进一步的，还包括继电保护装置向网络打印机传输esc序列结束后，在第二设定时间段内判断是否有新的打印任务，若无打印任务，则关闭继电保护装置与网络打印机之间的连接。

进一步的，若有打印任务，继电保护装置则继续利用该连接向网络打印机传输待打印的数据转化的esc序列。

本发明的有益效果是：继电保护装置中直接将待打印的数据转化为网络打印机可以识别的esc序列，然后利用智能变电站现有站控层和间隔层网络结构发送网络打印机，由于只需要对软件进行修改而不需要增加硬件，从而不用再设置专门的网络打印服务器，省去了中间存储和转换环节，提高了打印效率以及数据打印的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明网络结构图；

图2是本发明打印菜单示意图；

图3是本发明网络打印流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

现阶段的智能站的保护装置因其cpu性能、内存容量以及其他辅助器件性能较常规保护装置都有质的提高，这为其进行功能扩展提供了前提。pcl(printercommandlanguage，打印机控制语言)语言是hp公司于上世纪70年代针对其打印机产品推出的一种打印机页面描述语言，目前已成为事实上的标准，已经得到不同厂商多种型号的打印设备的支持。pcl打印作业命令和数据都是由带参数的esc序列组成。pcl语言对于简单文档数据的支持非常好，因此也非常适合于打印继电保护装置的各种文档和数据。

如图1所示，智能变电站间隔层的继电保护装置采用tcp/ip协议与间隔层交换机建立连接，变电站站控层只需要配置一台网络打印机，其接口采用通用的rj45，支持pcl打印控制语言，例如hplaserjet5200n。该网络打印机连接至智能变电站站控层的中心交换机，如图1所示。当然，为了进一步提高打印效率，也可设置多台网络打印机。

智能变电站保护装置与监控后台、远动等之间通讯也是采用rj45接口，它们之间通过间隔层交换机和站控层交换机进行连接，形成网络系统。保护装置与监控后台、远动等之间通讯采用标准的通讯规约，如通讯规约103、通讯规约104和61850等，pcl采用与这些标准规约不同的tcp端口号，如端口号9100。因此，保护装置增加打印功能不会与原有的功能发生冲突。

为了兼容以前的串口打印功能，在保留原有串口打印相关设置项外需在保护装置上增加一些菜单项，如图2所示。与网络打印相关的菜单项包括：网络打印、就地打印(串口打印)、打印服务器ip地址以及打印服务器端口号。当选择就地打印时，由于是单选项，此时网络打印不能再选定，采用以前的串口打印模式，其他的串口设置跟以前相同，打印服务器ip地址和打印服务器端口号这两项设置对其不起作用；当选择网络打印时，由于是单选项，此时就地打印不能再选定，采用网络打印模式，需设定打印服务器ip地址和打印服务器端口号。保护装置上电初始化时，会给网络打印机分配默认服务器ip地址和默认服务器端口号，例如，默认服务器ip地址为10.100.100.250，默认服务器端口号为9100。现场可根据实际情况修改服务器ip地址，而默认服务器端口号9100一般不需要修改。

当需要打印例如打印定值、保护动作报告等资料时，继电保护装置利用站控层和间隔层网络直接跟网络打印机进行通讯，打印流程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤1，继电保护装置判断是否选择网络打印，若选择网络打印，判断继电保护装置与网络打印机之间是否存在连接。

当按下相应的打印菜单项后，继电保护装置接收到此打印命令，并进行打印模式的判断，如果是在就地打印模式，则调用以前的串口打印处理流程进行处理，如果是网络模式，则进入网络打印处理流程。在网络模式下，继电保护装置通过站控层/间隔层网络与网络打印机进行通信，判断目前继电保护装置与网络打印机之间是否存在连接。

步骤2，若继电保护装置与网络打印机之间不存在连接，则通过设置网络打印机的地址及tcp端口号来创建继电保护装置与网络打印机之间的连接。

若继电保护装置与网络打印机之间不存在连接，则开始建立继电保护装置与网络打印机之间的连接，如果连接超时不能建立，即在第一设定时间段内不能创建成功，则进行信息提示，例如，当超时10s连接不能创建成功时，则报“与网络打印机建立连接失败，请过会儿重试”的信息。当然，具体第一设定时间以及提示信息的内容可以自行设定。

另外，若继电保护装置与网络打印机之间存在连接，则继电保护装置直接利用该连接向网络打印机传输打印数据，即待打印的数据转化成的esc序列。

步骤3，连接创建成功后，继电保护装置将待打印的数据转化为esc序列发送网络打印机。

其中，继电保护装置将待打印的数据转化为esc序列的步骤包括：

步骤3-1，设置作业控制命令和页面控制命令，读取字库和打印源文件，且读取打印源文件中的每一行文本数据，计算偏移量。

其中，作业控制命令主要有设备复位(ece)、打印份数(ec&l#x)、两面/单面打印(ec&l#s)等；页面控制命令主要有纸张来源(ec&l#h)、纸张尺寸(ec&l#a)、方向(ec&l#o)等；源文件是指要打印的数据文件；字库即我们要用到的各种汉字、数字、字符的点阵字模库；然后读取源文件中的每一行文本数据，计算偏移量，偏移量是指本行数据开始位置距离左边界的位置。

步骤3-2，根据字库，将打印源文件中的每个文本数据生成esc序列发送给网络打印机。

简单的，比如我们要打印的文件第一行只有一个“-”且在左边界位置，则具体的esc序列如下：

由于字库中存储有每个待打印文本数据对应的esc序列，当需要将每个文本数据生成esc序列时，只需从字库中调用出该打印文本数据对应的esc序列即可。当本次需要打印传送的所有文件的esc序列都发送结束后，设置打印结束命令。

步骤4，继电保护装置向网络打印机传输待打印的数据转化的esc序列结束后，在第二设定时间段内判断是否有新的打印任务，有打印任务，继电保护装置则继续利用该连接向网络打印机传输待打印的数据转化的esc序列；若无打印任务，则关闭继电保护装置与网络打印机之间的连接。

也就是，在本次打印任务结束后开始计时，如果在规定的第二设定时间内又有新的打印任务，则继续使用该连接进行打印数据的发送，如果超过设定时间没有新的打印任务，则关闭该连接。当然，第二设定时间也是由用户根据实际情况进行自行设定，可以设置为5s、10s等。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。