蔣啟能　吳洪波

摘 要：隨著變電站設備向智能化信息化方向的不斷發(fā)展，在變電站新建或技改工程的驗收過程中，要核對的遙測、遙信數(shù)據(jù)將會越來越龐大，需要耗費更多的時間、人力、物力。本文提出一種新的變電站子站端與調度自動化主站端進行遙測、遙信數(shù)據(jù)核對的方法，該方法研究開發(fā)一個基于LabVIEW的調度報文分析系統(tǒng)，能夠監(jiān)聽和分析翻譯調度遙測、遙信報文，使變電站子站調試人員脫離調度自動化主站，脫離電話通話也可以實現(xiàn)變電站子站端與調度自動化主站端的遙測、遙信數(shù)據(jù)核對，有效提高工作效率。

關鍵詞：遙測；遙信；調度報文；報文分析；LabVIEW

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A

隨著變電站設備向智能化信息化方向的不斷發(fā)展，變電站子站端與調度主站端交互的數(shù)據(jù)信息將越來越多。在變電站新建或技改工程的驗收過程中，變電站子站端與調度自動化主站端要核對的遙測、遙信數(shù)據(jù)也將會越來越龐大。傳統(tǒng)變電站子站端與調度自動化主站端進行遙測、遙信數(shù)據(jù)核對的方法是在調度建立數(shù)據(jù)庫后，子站端調試人員與主站端調試人員通過電話聯(lián)系，逐點的核對，其過程需要耗費大量的時間、人力、物力。

因此，提出一種新的變電站子站端與調度自動化主站端進行遙測、遙信數(shù)據(jù)核對的方法，開發(fā)了基于LabVIEW平臺的調度報文分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)聽和分析翻譯變電站子站向調度自動化主站的通信報文，只要導入調度自動化系統(tǒng)中調試站的遙測、遙信數(shù)據(jù)庫，便能夠在變電站里模擬出一個簡易的調度自動化系統(tǒng)，使變電站子站調試人員脫離調度自動化主站，脫離電話通話也可以實現(xiàn)變電站子站端與調度自動化主站端的遙測、遙信數(shù)據(jù)核對，有效提高工作效率。

1 系統(tǒng)工作原理

目前，變電站子站與調度主站之間大量采用了101規(guī)約與104規(guī)約進行通信。101規(guī)約規(guī)定了電網數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)中主站和子站之間以問答方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸袷?、鏈路層的傳輸?guī)則、服務原語、應用數(shù)據(jù)結構、應用數(shù)據(jù)編碼、應用功能和報文格式，應用于串行通信。104是101規(guī)約的網絡化應用，其規(guī)約本身有許多同101規(guī)約相似的地方，不同點主要體現(xiàn)在104規(guī)約傳輸采用的是網絡通道。本文主要在對這兩種規(guī)約分析的基礎上構建調度報文分析系統(tǒng)。

通過對變電站遠動總控與調度主站間的遠動通道進行通信監(jiān)聽，獲得由遠動總控機發(fā)送調度主站的101規(guī)約、104規(guī)約通信報文。計算機接收監(jiān)聽得到的報文數(shù)據(jù)，通過調度報文分析系統(tǒng)以及導入的調度自動化系統(tǒng)的遙測、遙信數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)調度遙測、遙信報文的分析、翻譯、顯示等功能。利用調度報文分析系統(tǒng)的功能，能夠在變電站里模擬出一個簡易的調度自動化系統(tǒng)，使變電站子站調試人員不需要電話通話也可以完成變電站子站端與調度自動化主站端的遙測、遙信數(shù)據(jù)核對工作。

分析翻譯通信報文的前提是獲取報文數(shù)據(jù)，由于101規(guī)約與104規(guī)約是調度主站與變電站子站之間的問答式通信，為了取得通信報文數(shù)據(jù)，需要對通信通道進行監(jiān)聽。對于101規(guī)約串行通信，總控機數(shù)據(jù)需經過MODEM轉為模擬信號后，再上送到調度主站，因此可在經過MODEM后的通信通道中并入監(jiān)聽線路，取得模擬信號再經A/D轉換，即得到所需的通信報文數(shù)據(jù)。對于104規(guī)約網絡通信，可以通過交換機的端口鏡像功能把總控機發(fā)出的數(shù)據(jù)復制到鏡像端口，然后讀取鏡像端口中數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件部分基于LabVIEW平臺開發(fā)，LabVIEW是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言，功能強大。為了使調試人員完成變電站子站端與調度自動化主站端的遙測、遙信數(shù)據(jù)核對工作，調度報文分析系統(tǒng)應該包括數(shù)據(jù)接收、分析、翻譯、顯示、存儲等功能模塊。

2.1 數(shù)據(jù)接收模塊

數(shù)據(jù)接收模塊接收監(jiān)聽得到的報文數(shù)據(jù)，并轉化為軟件使用，對于101規(guī)約和104規(guī)約，需要分別處理。

（1）101規(guī)約：數(shù)據(jù)通過串行通道傳輸?shù)接嬎銠C串口后，報文分析系統(tǒng)需要讀取串口中數(shù)據(jù)。LabVIEW平臺提供了常用的通信工具模塊，其中包括串口通信模塊。使用該模塊時不需要涉及底層知識，只需簡單設置串口的波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗、停止位等基本參數(shù)，即可進行串口的初始化、數(shù)據(jù)讀寫等操作。

（2）104規(guī)約：為了讀取交換機鏡像端口上的數(shù)據(jù)，本文采用了Winsock套接字技術。Windows Sockets是Windows下得到廣泛應用的網絡編程接口，其通信基礎是套接字（Socket），Sockets是支持多種協(xié)議的網絡通信基本操作單元，可以將套接字看作不同主機間進程進行雙向通信的端點。利用套接字技術能把網絡上的數(shù)據(jù)包復制到本機，從而進行數(shù)據(jù)分析，利用Winsock技術讀取鏡像端口數(shù)據(jù)的步驟及函數(shù)如圖2所示。

LabVIEW可以通過調用外部動態(tài)鏈接庫的方式，調用Winsock的相關動態(tài)鏈接庫，實現(xiàn)套接口的創(chuàng)建及接收數(shù)據(jù)功能。

2.2 數(shù)據(jù)分析、翻譯、顯示模塊

數(shù)據(jù)分析模塊包括報文識別校驗、報文分析翻譯、報文結果顯示等功能，其程序流程如圖3所示：

（1）報文識別校驗：對接收到的報文進行識別和校驗，主要依據(jù)是每條報文數(shù)據(jù)的報文頭、報文長度、校驗碼、報文尾等等。

101規(guī)約報文：校驗報文啟動符為68H，第四字節(jié)為68H，結尾符為16H，報文第二、第三字節(jié)相等，表示報文長度，計算校驗碼應與該報文校驗碼一致；

104規(guī)約報文：校驗報文啟動符為68H，報文第二位是APDU體長度（最大為253），APDU體長度加2為報文整體長度。

如果是101規(guī)約或104規(guī)約報文則進行下一步分析翻譯，否則丟棄該條報文并報錯誤。

（2）報文分析翻譯：對通過識別校驗的報文進行分析，按相應規(guī)約對其中的報文類型、信息體數(shù)據(jù)類型、可變結構限定詞、傳輸原因、信息體元素等進行一一分解。再導入調度自動化系統(tǒng)中調試站的遙測、遙信數(shù)據(jù)庫，按照遙測、遙信點號關聯(lián)起來，翻譯出本調試站發(fā)送到調度主站的遙測、遙信信息。

（3）報文結果顯示：經過報文分析與翻譯的變電站遙測、遙信信息通過系統(tǒng)軟件界面顯示出來，供工作人員觀察與調試。

2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊

數(shù)據(jù)存儲模塊負責完成系統(tǒng)所需文件的輸入、輸出功能，主要包括調度自動化系統(tǒng)遙測、遙信數(shù)據(jù)文件導入，試驗結果數(shù)據(jù)保存，試驗結果報告輸出等功能。本文系統(tǒng)采用文檔形式為Excel文檔，因此涉及到LabVIEW與Microsoft Office軟件之間的程序接口問題。

（1）Excel文件接口實現(xiàn)

利用LabVIEW的Excel報表模塊可以實現(xiàn)讀寫Excel文檔功能，能夠簡單有效地解決軟件系統(tǒng)與Excel文件的接口問題。

（2）數(shù)據(jù)文件輸入及輸出

利用Excel報表模塊可以讀取調度自動化系統(tǒng)遙測、遙信文檔中的數(shù)據(jù)，主要包括變電站信號的詳細描述、采集點號、狀態(tài)定義、主站系數(shù)等參數(shù)，形成報文分析系統(tǒng)的遙測、遙信數(shù)據(jù)庫，以此展開變電站遙測、遙信的調試核對工作。完成核對工作后的數(shù)據(jù)結果可以保存下來，以供歷史查詢，也可以導出作為試驗報告使用。

結語

本文提出了一種新的變電站子站端與調度自動化主站端進行遙測、遙信數(shù)據(jù)核對的方法，開發(fā)了基于LabVIEW平臺的調度報文分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)聽調度101規(guī)約、104規(guī)約通信報文，實現(xiàn)遙測、遙信報文的分析、翻譯、顯示、存儲等功能，使變電站子站調試人員脫離調度自動化主站，脫離電話通話也可以實現(xiàn)變電站子站端與調度自動化主站端的遙測、遙信數(shù)據(jù)核對。試驗結果表明，該系統(tǒng)能夠有效減少時間、人力、物力的耗費。

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