专利名称：电力系统中的前置机系统及基于前置机系统的通讯方法
技术领域：
本发明涉及电力和通讯技术领域，主要是指一种在变电站自动化系统中的数据通讯方法及前置机系统。
背景技术：
变电站自动化系统是以RTU、微机保护装置为核心，将变电站的控制、信号、测量、 计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电站的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已成为了不争的事实。SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition) % 统，即是“数据采集和监视控制”系统，其中SCADA是变电站自动化系统的重中之重。数据的采集和监控控制要通过“前置机”系统来完成。电力系统中的“前置机”是指负责通过各种通讯介质和终端进行通讯的前置设备或系统，并能在与主站其它部分脱离联系后(通讯部分还正常)，依然能够维持整个变电站自动化系统运行。前置机主要起通讯中转的作用， 通过对各种通讯规约进行解释和模拟，它在服务器软件和RTU设备之间搭起一座桥梁。目前，前置机普遍存在以下缺陷(1)前置机程序中通讯是使用很多且比较容易造成问题的一环，前置机程序中多采用单进程、单线程的方式处理数据和解决通讯问题，许多特殊情况难以处理。在通讯过程中，错误的或不稳定的数据通讯会给用户带来判断上的错误，程序运行不稳定，或出现随机性错误会造成数据传输的中断，使整个系统失败，造成不可挽回的损失；(2)前置机程序远程维护困难；(3)电力系统中各种通讯规约种类繁多， 且经常处于变化之中，当增加或修改规约时，常常需要修改核心进程和规约解释进程，且二个进程之间联系过于紧密，给程序的修改带来很多不便之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种电力系统中的前置机系统，解决前置机通讯不稳定、通讯的可靠性及健壮性不足、难于维护、规约处理上的复杂多变。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种基于电力前置机系统的通讯方法，解决前置机通讯不稳定、通讯的可靠性及健壮性不足、难于维护、规约处理上的复杂多变。为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是一种电力系统中的前置机系统， 其特征在于包括通讯处理核心模块、TCP主机通讯模块、UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块，所述通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；所述通讯处理核心模块分别通过UDP主机通讯模块和TCP端口通讯模块与后台服务器连接；所述通讯处理核心模块通过TCP端口通讯模块与RTU连接；所述通讯处理核心模块通过UDP端口通讯模块与保护管理机连接；所述通讯处理核心模块通过串行端口通讯模块与采集模块连接。作为具体化，所述前置机包括人机界面，所述人机界面由通讯处理核心模块中独立的核心进程控制。将人机界面从核心进程中剥离出来，做成一个独立的进程，可在网络中任一台机器上运行。可以使前置机系统更易维护，节约成本。作为具体化，所述核心进程依次通过显示通讯线程、人机界面进程控制人机界面， 所述显示通讯线程与人机界面进程之间的通讯采用TCP/IP协议。作为具体化，所述核心进程内设有用于判断用户是否运行的用户管理模块。由于允许运行多个实例，必须完善用户管理机制，有些操作所有的用户可以同时做，有些操作在同一时间只能有一个用户做，可在核心进程中增加相应的判断。作为具体化，所述系统内设有独立的通讯规约进程，所述通讯规约进程控制系统的通讯规约。由于电力系统各种通讯规约种类繁多，且经常处于变化之中，因此，采用独立的进程进行规约解释和处理，当增加或修改规约时，不需要修改核心进程，只要增加或修改规约解释进程即可。核心进程和规约解释进程之间的通讯可采用共享内存方式，共享内存的数据格式必须预先制定，且能完全满足两者之间数据交换的要求，同时使用信号量和消息队列来使两者之间的交换数据达到同步，这是能否做到规约解释独立的关键。作为具体化，所述通讯核心处理模块内设有用于实时检查各个通讯线程是否正常工作的检测模块。可以使前置机系统既能适应通道的独立处理的要求，又能与核心模块有机地融合在同一个进程中。为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是一种基于电力前置机系统的通讯方法，系统中，通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；系统采用多线程、多进程的方法进行编程，将不同工作性质的任务放在不同的进程或线程中，共同协调完成整个任务。作为具体化，将人机界面部分从核心进程中剥离出来，做成一个独立的进程，可在网络中任一台机器上运行。可以使前置机系统更易维护，节约成本。作为具体化，在核心进程内增加用于判断用户是否工作的用户管理机制。由于允许运行多个实例，必须完善用户管理机制，有些操作所有的用户可以同时做，有些操作在同一时间只能有一个用户做，可在核心进程中增加相应的判断。作为具体化，采用独立的进程进行规约解释和处理，当增加或修改规约时，只要增加或修改规约解释进程即可；核心进程和规约解释进程之间的通讯采用共享内存方式，共享内存的数据格式为预先制定，且能完全满足两者之间数据交换的要求，同时使用信号量和消息队列来使两者之间的交换数据达到同步。本发明与现有技术相比所带来的有益效果是前置机程序中通讯处理核心模块放在单独的进程中完成，而将各个通讯模块放在不同的线程中完成。采用多线程、多进程的方法进行编程，将不同工作性质的任务放在不同的进程或线程中，共同协调完成整个任务。可使前置机程序运行的更加可靠、稳定、健壮，远程维护更加方便，规约开发周期大大缩短，节约开发维护成本。
图1为本发明系统框架连接图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。一种电力系统中的前置机系统，包括通讯处理核心模块、TCP主机通讯模块、UDP 主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块。所述通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、 串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；所述通讯处理核心模块分别通过UDP主机通讯模块和TCP端口通讯模块与后台服务器连接；所述通讯处理核心模块通过TCP端口通讯模块与RTU连接；所述通讯处理核心模块通过UDP端口通讯模块与保护管理机连接；所述通讯处理核心模块通过串行端口通讯模块与采集模块连接。前置机程序中通讯处理核心模块放在单独的进程中完成，而将各个通讯模块放在不同的线程中完成，采用多线程、多进程的方法进行编程，将不同工作性质的任务放在不同的进程或线程中，共同协调完成整个任务。所述通讯核心处理模块内设有用于实时检查各个通讯线程是否正常工作的检测模块。可以使前置机系统既能适应通道的独立处理的要求，又能与核心模块有机地融合在同一个进程中。所述前置机包括人机界面，所述人机界面由通讯处理核心模块中独立的核心进程控制。将人机界面从核心进程中剥离出来，做成一个独立的进程，可在网络中任一台机器上运行。可以使前置机系统更易维护，节约成本。人机界面的控制方法具体如下(1)可采用核心进程e显示通讯线程TCP/IP e人机界面进程的方式进行通讯。 显示通讯线程与人机界面进程之间的通讯采用TCP/IP协议，由于数据类型和数据量繁多， 必须建立一套数据传输机制即设计一套适用的传输规约，使两者之间的数据有条不紊地进行传输，本发明传输规约采用《电力负荷管理系统数据传输规约》。(2)由于允许运行多个实例，必须完善用户管理机制，有些操作所有的用户可以同时做，有些操作在同一时间只能有一个用户做，可在核心进程中增加相应的判断。由于电力系统各种通讯规约种类繁多，且经常处于变化之中，因此，采用独立的进程进行规约解释和处理，当增加或修改规约时，不需要修改核心进程，只要增加或修改规约解释进程即可。核心进程和规约解释进程之间的通讯可采用共享内存方式。共享内存的数据格式必须预先制定，且能完全满足两者之间数据交换的要求，同时使用信号量和消息队列来使两者之间的交换数据达到同步，这是能否做到规约解释独立的关键。本发明前置机程序中通讯处理核心模块放在单独的进程中完成，而将各个通讯模块放在不同的线程中完成。采用多线程、多进程的方法进行编程，将不同工作性质的任务放在不同的进程或线程中，共同协调完成整个任务。可使前置机程序运行的更加可靠、稳定、 健壮，远程维护更加方便，规约开发周期大大缩短，节约开发维护成本。
权利要求
1.一种电力系统中的前置机系统，其特征在于包括通讯处理核心模块、TCP主机通讯模块、UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块，所述通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；所述通讯处理核心模块分别通过 UDP主机通讯模块和TCP端口通讯模块与后台服务器连接；所述通讯处理核心模块通过TCP 端口通讯模块与RTU连接；所述通讯处理核心模块通过UDP端口通讯模块与保护管理机连接；所述通讯处理核心模块通过串行端口通讯模块与采集模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统中的前置机系统，其特征在于所述前置机包括人机界面，所述人机界面由通讯处理核心模块中独立的核心进程控制。
3.根据权利要求2所述的一种电力系统中的前置机系统，其特征在于所述核心进程依次通过显示通讯线程、人机界面进程控制人机界面，所述显示通讯线程与人机界面进程之间的通讯采用TCP/IP协议。
4.根据权利要求3所述的一种电力系统中的前置机系统，其特征在于所述核心进程内设有用于判断用户是否运行的用户管理模块。
5.根据权利要求1所述的一种电力系统中的前置机系统，其特征在于所述系统内设有独立的通讯规约进程，所述通讯规约进程控制系统的通讯规约。
6.根据权利要求1所述的一种电力系统中的前置机系统，其特征在于所述通讯核心处理模块内设有用于实时检查各个通讯线程是否正常工作的检测模块。
7.一种基于电力前置机系统的通讯方法，其特征在于系统中，通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；系统采用多线程、多进程的方法进行编程，将不同工作性质的任务放在不同的进程或线程中，共同协调完成整个任务。
8.根据权利要求7所述的一种基于电力前置机系统的通讯方法，其特征在于将人机界面部分从核心进程中剥离出来，做成一个独立的进程。
9.根据权利要求7所述的一种基于电力前置机系统的通讯方法，其特征在于在核心进程内增加用于判断用户是否工作的用户管理机制。
10.根据权利要求7所述的一种基于电力前置机系统的通讯方法，其特征在于采用独立的进程进行规约解释和处理，当增加或修改规约时，只要增加或修改规约解释进程即可； 核心进程和规约解释进程之间的通讯采用共享内存方式，共享内存的数据格式为预先制定，且能完全满足两者之间数据交换的要求，同时使用信号量和消息队列来使两者之间的交换数据达到同步。
全文摘要
一种电力系统中的前置机系统及基于前置机系统的通讯方法，通讯处理核心模块由系统单独的进程控制，UDP主机通讯模块、TCP端口通讯模块、UDP端口通讯模块、串行端口通讯模块分别由系统不同的线程控制；所述通讯处理核心模块分别通过UDP主机通讯模块和TCP端口通讯模块与后台服务器连接；所述通讯处理核心模块通过TCP端口通讯模块与RTU连接；所述通讯处理核心模块通过UDP端口通讯模块与保护管理机连接；所述通讯处理核心模块通过串行端口通讯模块与采集模块连接。解决前置机通讯不稳定、通讯的可靠性及健壮性不足、难于维护、规约处理上的复杂多变。
文档编号H04L29/08GK102185879SQ20111005048
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者杨超 申请人:深圳市科陆电子科技股份有限公司