一种配电变压器智能终端校验平台及使用方法与流程

1.本发明涉及配电变压器生产领域，具体涉及一种配电变压器智能终端校验平台及使用方法。


背景技术：

2.配电变压器智能终端是一种对变压器进行实数据采集与控制的自动化终端设备，它可采集电力变压器的电流、电压、温度等各种数据，通过通信网络可使变压器与配网平台相连，并上报变压器的各种数据,让电站管理人员可以及时准确地掌握变压器的运行情况,为供电部门了解配网运行状态,进行线损分析、负荷预测、提高电压合格率、优化供电方案、配网规划、用户接电等提供科学依据，这对提高配网供电可靠率、电压合格率以及平台的运行管理水平等，都具有重要意义。
3.目前配电变压器终端的生产效率慢，批量生产能力差。为提高生产效率，保证产品合格率，本发明提供一种智能配变终端自动化生产校验平台，实现配电变压器终端的规模化生产。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的配电变压器终端生产时检验效率低导致不能大批量高速生产的技术问题。提供一种新的配电变压器智能终端校验平台，该配电变压器智能终端校验平台具有检验配电变压器终端检验高效、能够实现配电变压器终端批量化生产的特点。
5.为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
6.一种配电变压器智能终端校验平台，校验平台包括与待测终端连接的上位机、标准源及开入量测试模块，上位机还与标准源连接；上位机连接待测终端实现完整性数据交互，上位机连接标准源通过串口通信实现控制标准源的电气量输出；上位机包含测试仪器接口层、自动测试层及二次开发平台层.
7.上述方案中，为优化，进一步地，测试仪器接口层包含标准源通信接口、终端通信接口、配置文件接口以及标准数据库接口；自动测试层自动测试控制中心以及通信规约引擎模块，自动测试控制中心把业务逻辑和测试数据全部组合为测试案例，自动测试控制中心读取所有需要测试的测试案例以及每个测试案例的每一个测试步骤和测试动作，通过调用各模块实现整个测试流程；二次开发平台层包括业务逻辑、测试步骤以及输入与输出。
8.进一步地，自动测试层自动测试控制中心内置有微处理器，微处理器装载有自动测试控制程序，以执行如下流程：
9.(1)读取命令，获得需要执行的命令以及配置文件；
10.(2)分析命令以及命令的参数，执行命令；
11.(3)分析配置文件，获取测试案例存放目录，需要执行的测试案例的id文件，数据库连接信息，测试案例所使用到的参数；
12.(4)获取每个测试案例需要执行的动作指令以及输入数据；
13.(5)执行测试案例，根据测试案例的动作指令调用不同的接口执行不同的动作；
14.(6)测试案例测试完成后，获取该测试案例的测试结果，并将测试结果输出到结果记录文件中。
15.进一步地，上位机连接配电变压器智能终端通过以太网通信，完整性数据交互包含读取参数、读取固件信息、下发上位指令，交互内容包括固件信息、mac地址、tcp/ip地址、路由配置、测量校准参数、功能配置定值、开入去抖延迟、104/101规约、拨号网络以及sntp对时。
16.进一步地，控制标准源的电气量输出，包含电压系数、电流系数、功率系数、角度修正、温度偏移修正以及频率修正。
17.进一步地，完整性数据交互的通信规约采用tcp通信方式，通信链路的建立与解除均由客户端发出的信息帧来控制；信息帧包括起始符、控制码、数据域长度、消息头校验码、数据域、结束符及消息尾校验码7个域。
18.进一步地，控制码中控制码包括文件传输控制码，实时数据控制码，心跳控制码，文件转发控制码，配电变压器终端功能控制码，重启控制码；消息头校验码为控制码加上数据域长度，起始符固定；数据域的长度为消息头校验、加消息尾校验码以及传输报文的总长度，当写入的数据长度小于等于0时，报校验平台错并断开连接；结束符标识一帧信息的结束；消息尾校验码为重写的和校验的返回值。
19.进一步地，客户端还设置有标印编调制单元，对应的标印解调单元设置在上位机，标印编调制单元和标印解调单元配合完成识别追踪客户端主体信息，标印编码步骤如下：
20.步骤1，标印调制单元的预处理单元对通信数据流进行预处理；
21.步骤2，标印调制单元的分组单元对预处理后的信号进行时隙排序分组，定义每时隙组内的时隙数随机，每时隙组总时长的二分之一为时隙重心；
22.步骤3，标印调制单元的追踪单元根据二进制编码定义标识信息，二进制编码的每一码元对应一个时隙组重心；
23.步骤4，若时隙组对应的二进制码元为1，则后移时隙组重心，若二进制码元为0，则前移时隙组重心；后移对应时隙组重心与前移对应时隙组重心的移动量相同。
24.本发明在匿名通信技术在保护用户客户端信息的同时，提供标印编解码单元，实现匿名的主体信息识别与追踪。这是在通信流的到达时间信息片进行调制解调，插入网络主体标识的标识编码，无论是速率大小均能适用，且被破解的可能性低，追踪精度高。在此基础上，为进一步提高精度，可使用扩频调制或缩频调制增加保密性。
25.本发明还提供一种配电变压器智能终端校验平台的使用方法，方法包括：
26.步骤1，待测终端自检，自检正常则配置参数，包括固有参数配置、规约配置、网络配置；固有参数配置包括装置ip配置、路由配置、功能配置定值、开入去抖延迟、sntp对时设置；
27.步骤2，电气量校验，包括电气模拟量自动校验、串口通信测试以及开入量检查；
28.步骤3、加装终端装置标志，终端装置标志内置有终端信息，包括固定信息和动态信息，固定信息包括产品名称、类型、厂家、型号、硬件版本，动态信息包括id号、制造日期；
29.步骤4，核对固有信息和动态信息是否匹配；
30.步骤5，加装sim卡、ip标志贴，完成标识无线ip地址；
31.步骤6，装置安装机柜，机柜检测
32.步骤7，申请证书，完成校验。
33.进一步地，步骤2中电气模拟量自动校验，可采用如下方法进而实现控制标准源的电气量输出：
34.步骤(1)，设置校核组，对电压、电流、功率、相位各设置多个校核参数作为校验组，按照设定好的校核参数进行自动校准；电压、电流、功率的校核参数包括电流百分比、电压百分比、相位、频率，在每一校核组设定不同的参数校核参数；
35.步骤(2)，比对偏差，检测完终端的相序是否正确，正确则对终端写入默认初始校核参数，控制标准源按照设置的电压、电流输出参数输出电压和电流；
36.读取终端电压、电流、功率及功率数据，与标准源数据比较，计为终端校核参数，并写入终端，终端校核参数写入成功的则完成；
37.设置标准源输出，使标准源按设置的校核点输出标准信号，读取终端数据，计算终端采集的数据与标准源数据之间的误差，将误差值小于预设阈值的定义为校准合格的终端；
38.(3)将校准合格终端的数据存入数据库，并通过包括表格在内的形式将数据导出。
39.进一步地，串口通信测试可采用如下方法实现：
40.(1)选择标准源型号；
41.(2)选择标准源串口参数，标准源串口参数对应独立函数接口，标准源串口参数包括串口号、波特率、数据位、停止位、校验位；
42.(3)串口通信完成之后，再一次判定串口的连接状态，然后开始开始读取串口数据。
43.本发明充分调研智能配变终端研发和流水线生产流程，兼顾测试人员使用习惯，确保平台实现符合客户实际应用。平台在确保检测正确性的基础上，尽可能提高测试效率以满足规模化生产需要。本发明是适用于实验室和生产流水线所使用的自动化生产校验平台，平台可与智能配变终端与标准源进行通信，完成装置配置信息设定、参数整定、电气量校核、出厂配置、设备回溯检查等功能，并能够自主识别运行环境并根据当前运行环境自动适配装置参数。
44.本发明通过完整性数据通信针对智能配变终端而言，具有配置信息、定值参数、测量数据、通信报文、log信息等内容与配置工具进行交互。一般通用的配电终端对串口通信报文往往采用调试模式下跟踪程序方能进行监测，log信息则需要采用串口打印输出，应用较为不便，因此本发明制定一完整性数据通信接口协议，使一个平台即可完成终端所有数据项内容监测。
45.本发明的有益效果：本发明可以windows/linux作为操作平台平台。考虑不同平台使用，采用qt进行开发，数据库采用sqlite轻型数据库，在多项顺序测试中，采用一键化序列测试以减少人工干预，提供测试效率。
46.本发明采用一体化平台设计，纵向一体化是指各应用平台平台的一体化，即对各应用平台的功能需求进行抽象形成共同的平台支撑需求，统一平台的开发，为各应用平台提供一个统一的可扩展和可堆叠的支撑环境，便于平台的维护和扩充。首先在操作平台的
平台上构造一层支撑平台作为虚拟层，屏蔽操作平台及支撑平台的主要特性，使整个平台具有跨平台浮动能力，有利用适应一体化平台中的异构型环境。工具平台层则是通过对应用平台需求的抽象，形成公共的面向应用的功能模块。应用平台则是通过一组工具的组合，结合本应用的应用特点构造的平台，使得应用平台的建立只关心与应用专业相关的特性。
47.横向一体化是指各应用平台的集成，各应用平台的数据和功能都有很大的关联性，通过合理的网络结构设计和数据库规划，统一共享信息交换机制，充分解决信息的共享与冗余，共享与安全的矛盾，使全局各平台的信息成为整体。
48.本发明实现自动化校验生产校验平台与待测终端以太网通信，完成与终端完整性数据交互，设置终端检测参数和出厂参数，校验装置性能，保证产品合格率；同时也能实现与标准源的通信(一般可为串口通信)，可输出控制指令至标准源指导标准源电气量输出，采集标准源回传值，完成与待测终端的电气量数据校核。校验平台具备与终端和标准源通信接口，通信接口应封装成通用接口以方便今后各种类似终端通信接入，满足多种型号的标准源接入。
附图说明
49.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
50.图1，配电变压器智能终端校验平台原理示意图。
51.图2，校验平台总体设计结构图。
52.图3，配电变压器智能终端校验平台的使用方法流程图。
53.图4，标准源通信流程图。
54.图5，配电变压器智能终端校验平台连接示意图。
具体实施方式
55.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
56.实施例1
57.本实施例提供一种配电变压器智能终端校验平台，如图1和图5，校验平台包括与待测终端连接的上位机、标准源及开入量测试模块，上位机还与标准源连接；上位机连接待测终端实现完整性数据交互，上位机连接标准源通过串口通信实现控制标准源的电气量输出；上位机包含测试仪器接口层、自动测试层及二次开发平台层。
58.测试仪器接口层包含标准源通信接口、终端通信接口、配置文件接口以及标准数据库接口；自动测试层自动测试控制中心以及通信规约引擎模块，自动测试控制中心把业务逻辑和测试数据全部组合为测试案例，自动测试控制中心读取所有需要测试的测试案例以及每个测试案例的每一个测试步骤和测试动作，通过调用各模块实现整个测试流程；二次开发平台层包括业务逻辑、测试步骤以及输入与输出。
59.上位机运行生产校验程序，完成测试模板调用、终端参数配置，自动控制标准源输出，采集标准源和待测终端数据，自动校验，自动生成电气测量系数，保证测量精度，生成测试报告等。
60.标准源与上位机进行通信，根据上位机设置发生各类电气量波形，并将输出波形数据上传至上位机，上位机以此量值为标准校验待测终端电气量值。
61.待测终端采集标准源输出三相电压电流、开关量测试板输出开入量值，根据上位机要求进行数据传输和参数设置等。
62.图中，
①
为通信线，连接上位机和标准源，用于上位机和标准源的实时通信，指示标准源标准电气量输出；
②
为以太网通信线，连接上位机和待测终端，用于上位机和待测终端的实时通信，采集终端实时数据及设置参数等；
③
为串口通信线，对终端进行串口通信协议测试；
④
为模拟测试线，用于三相电压电流的模拟输出；
⑤
为开关量电缆，测试终端开关量性能。
63.具体地，自动测试层自动测试控制中心内置有微处理器，微处理器装载有自动测试控制程序，以执行如下流程：
64.(1)读取命令，获得需要执行的命令以及配置文件；
65.(2)分析命令以及命令的参数，执行命令；
66.(3)分析配置文件，获取测试案例存放目录，需要执行的测试案例的id文件，数据库连接信息，测试案例所使用到的参数；
67.(4)获取每个测试案例需要执行的动作指令以及输入数据；
68.(5)执行测试案例，根据测试案例动作指令调用不同接口执行不同动作；
69.(6)测试案例测试完成后，获取该测试案例的测试结果，并将测试结果输出到结果记录文件中。
70.如图2，为校验平台总体设计结构图。自动化校验包括有固有参数下载、自动校准、规约配置、数据检索、ctpt检测、开入检查、串口检查、拨号检测、整机配置、机柜检测、出厂规约配置。
71.具体地，上位机连接配电变压器智能终端通过以太网通信，完整性数据交互包含读取参数、读取固件信息、下发上位指令，交互内容包括固件信息、mac地址、tcp/ip地址、路由配置、测量校准参数、功能配置定值、开入去抖延迟、104/101规约、拨号网络以及sntp对时。
72.通信规约采用tcp通信方式。通信链路的建立与解除均由客户端发出的信息帧来控制。待测终端会设置自身的ip地址，端口默认5000，在输入待测终端的ip地址后开始通信，通信主要用于待测终端参数的读取，如：读取参数、读取固件信息等以及上位机指令的下发。
73.具体地，控制标准源的电气量输出，包含电压系数、电流系数、功率系数、角度修正、温度偏移修正以及频率修正。
74.具体地，完整性数据交互的通信规约采用tcp通信方式，通信链路的建立与解除均由客户端发出的信息帧来控制；信息帧包括起始符、控制码、数据域长度、消息头校验码、数据域、结束符及消息尾校验码7个域。
75.具体地，控制码中控制码包括文件传输控制码，实时数据控制码，心跳控制码，文件转发控制码，配电变压器终端功能控制码，重启控制码；消息头校验码为控制码加上数据域长度，起始符固定；数据域的长度为消息头校验、加消息尾校验码以及传输报文的总长度，当写入的数据长度小于等于0时，报校验平台错并断开连接；结束符标识一帧信息的结
束；消息尾校验码为重写的和校验的返回值。如表1为发送帧。表2为接收帧
76.表1
77.起始符pktclnt_head_magic(0xd364)2字节控制码 2字节数据域长度 2字节消息头校验码 2字节数据域 n字节(0<n<4096)结束符pktclnt_tail_magic(0x463d)2字节消息尾校验码 2字节
78.表2
[0079][0080][0081]
发送帧与接收帧的数据定义类似，区别只在于用于发送还是接收。各帧定义如下：起始符(head_magic)：标识一帧信息的开始，发送帧的值为0xd364＝1101 0011 0110 0100b；接收帧的值为0x2dac＝0010 1101 1010 1100b。
[0082]
控制码(pktfamily)：控制码的功能及格式如表3。
[0083]
表3
[0084]
序号控制码描述1pkt_fam_fio(1)文件传输2pkt_fam_rtdb(2)实时数据3pkt_fam_heartbet(3)心跳4pkt_fam_ftran(4)文件转发5pkt_fam_配电变压器终端1k(6)配电变压器终端功能6pkt_fam_reboot(7)重启
[0085]
消息头校验码(hdrchksum)：此项的内容为控制码加上数据域长度，起始符为固定的pktclnt_head_magic(0xd364)。
[0086]
数据域(data)：数据域的长度为消息头加消息尾加传输报文的长度，当写入的数据长度小于等于0时，会报错并断开连接。数据域标识表4。
[0087]
表4
[0088][0089][0090]
结束符(tail_magic)：标识一帧信息的结束，发送帧的值为0x463d＝0100 0110 0011 1101b；接收帧的值为0xcad2＝1100 1010 1101 0010b。
[0091]
消息尾校验码(pktchksum)：此项的值为重写的和校验的返回值。
[0092]
优选地，客户端还设置有标印编调制单元，对应的标印解调单元设置在上位机，标印编调制单元和标印解调单元配合完成识别追踪客户端主体信息，标印编码步骤如下：
[0093]
步骤1，标印调制单元的预处理单元对通信数据流进行预处理；
[0094]
步骤2，标印调制单元的分组单元对预处理后的信号进行时隙排序分组，定义每时隙组内的时隙数随机，每时隙组总时长的二分之一为时隙重心；
[0095]
步骤3，标印调制单元的追踪单元根据二进制编码定义标识信息，二进制编码的每一码元对应一个时隙组重心；
[0096]
步骤4，若时隙组对应的二进制码元为1，则后移时隙组重心，若二进制码元为0，则前移时隙组重心；后移对应时隙组重心与前移对应时隙组重心的移动量相同。
[0097]
本实施例在匿名通信技术在保护用户客户端信息的同时，提供标印编解码单元，实现匿名的主体信息识别与追踪。这是在通信流的到达时间信息片进行调制解调，插入网络主体标识的标识编码，无论是速率大小均能适用，且被破解的可能性低，追踪精度高。在此基础上，为进一步提高精度，可使用扩频调制或缩频调制增加保密性。
[0098]
本实施例还提供一种配电变压器智能终端校验平台的使用方法，如图3方法包括：
[0099]
步骤1，待测终端自检，自检正常则配置参数，包括固有参数配置、规约配置、网络配置；固有参数配置包括装置ip配置、路由配置、功能配置定值、开入去抖延迟、sntp对时设置；
[0100]
步骤2，电气量校验，包括电气模拟量自动校验、串口通信测试以及开入量检查；
[0101]
步骤3、加装终端装置标志，终端装置标志内置有终端信息，包括固定信息和动态信息，固定信息包括产品名称、类型、厂家、型号、硬件版本，动态信息包括id号、制造日期；
[0102]
步骤4，核对固有信息和动态信息是否匹配；
[0103]
步骤5，加装sim卡、ip标志贴，完成标识无线ip地址；
[0104]
步骤6，装置安装机柜，机柜检测
[0105]
步骤7，申请证书，完成校验。
[0106]
具体地，步骤2中电气模拟量自动校验，如图4，可采用如下方法进而实现控制标准源的电气量输出：
[0107]
步骤(1)，设置校核组，对电压、电流、功率、相位各设置多个校核参数作为校验组，按照设定好的校核参数进行自动校准；电压、电流、功率的校核参数包括电流百分比、电压百分比、相位、频率，在每一校核组设定不同的参数校核参数，使测试结果更具有普适性；
[0108]
步骤(2)，比对偏差，检测完终端的相序是否正确，正确则对终端写入默认初始校核参数，控制标准源按照设置的电压、电流输出参数输出电压和电流；
[0109]
读取终端电压、电流、功率及功率数据，与标准源数据比较，计为终端校核参数，并写入终端，终端校核参数写入成功的则完成；
[0110]
设置标准源输出，使标准源按设置的校核点输出标准信号，读取终端数据，计算终端采集的数据与标准源数据之间的误差，将误差值小于预设阈值的定义为校准合格的终端；
[0111]
(3)将校准合格终端的数据存入数据库，并通过包括表格在内的形式将数据导出。
[0112]
标准源将模拟量通过串口通信的方法将数字量输出到自动化校验平台。可以在自动化校验平台上对串口通信的参数进行设置。模拟量采集会根据选择的标准源跳转到对应的接口函数进行接收数据处理。数字量量输出的数据包括：电流电压的分项数据、相序、校准系数、功率和频率。自动化校验平台采集到标准源输出的数字量之后会实时显示在平台的界面上，并用于自动校准。当数据采集完成后还会附加一个crc16校验的数据包对数据进行校验以确保数据的可靠性。如果对crc16的校验出错则会进行报错：“收到不支持的帧类型！”。
[0113]
智能配变终端实时记录采集的模拟量数据，并每15min主动上送配电自动化主站。主动上送的模拟量数据可设置。当地记录数据包括了变压器低压侧三相电压、三相电流；三相有功功率，三相正、反向无功功率，有功电量，正、反向无功电量；三相电压、电流总畸变率，三相电压、电流不平衡度；变压器有功功率损耗，无功功率损耗。
[0114]
固有参数下载：
[0115]
包括装置ip配置、路由配置、功能配置定值、开入去抖配置、snp对时。固有参数配置于xml文件中，固有参数为默认配置，一般不改变配置。
[0116]
①
装置ip配置
[0117]
厂内检测默认ip为：192.168.1.34～192.168.6.34；出厂ip地址设定范围为192.168.10.1～
[0118]
192.168.10.200，循环使用。设定规则如下：
[0119]
1)为方便生产与全检工作的开展，“设备序列号”采用铭牌上二维码扫码的方式进行输入，当输入完成时自动对ip地址按“第2点”的对应原则自动生成ip地址。
[0120]
2)ip地址生成采用对应“设备序列号”后三位相对应的原则。
[0121]
3)“设备序列号”倒数第三位取2的余数，后两位保留。如id：t20121cft004202004120313的ip地址为192.168.10.113；
[0122]
4)“设备序列号”倒数第三位取2的余数，后两位保留。如id：t20121cft004202004120213的ip地址为192.168.10.13；
[0123]
5)“设备序列号”后三位为整佰数字且倒数第三位为偶数时ip址为：192.168.10.200。如id：t20121cft004202004120800的ip地址为：192.168.10.200；
[0124]
②
路由配置：工程应用不需路由配置，因此路由功能将全部设为“false”，按默认执行。
[0125]
③
功能配置定值：功能配置定值为默认设定值，检测人员不允许修改此项定值，定值参数整定值如表5：
[0126]
表5
[0127]
[0128]
[0129][0130]
开入去抖延迟，开入量全部按“20ms”默认定值填写。sntp对时，sntp对时按默认设为“false”，即不对时。
[0131]
具体地，串口通信测试可采用如下方法实现：
[0132]
(1)选择标准源型号；
[0133]
(2)选择标准源串口参数，标准源串口参数对应独立函数接口，标准源串口参数包括串口号、波特率、数据位、停止位、校验位；
[0134]
(3)串口通信完成之后，再一次判定串口的连接状态，然后开始开始读取串口数据。
[0135]
当与标准源通信成功后，可使标准源输出电压为终端上电。在与标准源通信的中设计了“常加量”的复选框，勾选之后可以快速上电。
[0136]
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。