[发明专利]一种配电测控装置与上位机之间的信息交换方法

说明书

技术领域：

本发明涉及配电自动化领域，具体涉及一种配电测控装置与上位机之间的信息交换方法。

背景技术：

配电自动化，是利用电子、通信、网络技术将配电实时信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统的监测、保护、控制和配电管理。

配电测控装置，是用来对配电系统变压器、断路器、环网柜、柱上开关、调压与无功补偿电容器、配电线路等进行测量、控制，向上位机提供配电系统运行控制及管理所必需的数据，响应上位机给出的遥信、遥测、遥控、遥调指令的装置。

目前正在大量应用的配电测控装置，主要用于小范围联网、定制化的配电自动化系统中，其与上位机之间的信息交换，大部分是采用MODBUS通信协议或者是非标准的自定义通信协议。MODBUS通信协议采用读写寄存器、线圈值的方式交换信息，但是不同厂家所生产的配电测控装置对于相同物理量所定义的寄存器或线圈地址各不相同，数据格式也是自行定义；采用非标准自定义通信协议的配电测控装置，物理量表征、寄存器或线圈地址和与上位机的信息交换方法就更不相同。因而在实现配电自动化系统过程中，针对不同的通信协议，上位机与配电测控装置的信息交换必须开发不同的通信程序，这导致在配电网的建设、优化、维护中，上位机的通信和数据处理程序以及配置必须跟随配电测控装置的变化来进行不断调整，而这种及时的跟随调整在实际应用中几乎是不能做到。并且这种跟随调整，不仅增加了上位软件的复杂性，还会引入新的安全漏洞和隐患。

发明内容：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提出一种配电测控装置与上位机之间的信息交换方法，使得上位软件能够用统一的通信程序与不同类型的配电测控装置进行信息交换，当更换配电测控装置时，上位软件无需进行调整或更改配置。

本发明所述配电测控装置与上位机之间的信息交换方法，把配电系统中需要测量控制的各个物理量抽象为关系数据库，对这些物理量的测量和控制通过配电测控装置与上位机之间发送和回应以结构化查询语言SQL语法封装的通信命令和参数来实现。上位软件其它功能模块要处理这些需要测量、控制的物理量，只需访问关系数据库即可，配电测控装置的差异和通信细节被完全屏蔽。

配电测控装置与上位机之间发送和回应以SQL语法封装的通信命令和参数，并不是采用已有的数据库连接方式，而是采用UDP方式直接发送和回应命令文本，SELECT命令的结果集采用XML描述。这种方式与已有的数据库连接方式相比，能够实现配电测控装置的即插即用，便于新增和更换配电测控装置，不论是上位软件还是配电测控装置的控制程序，占用资源更少，不会因为底层通信错误而导致上层软件异常，配电测控装置的控制程序实现更为简单。

上位机与配电测控装置之间采用以太网或虚拟专用网VPN连接，构成一个局域网，上位机作为该局域网的默认网关。通信协议栈采用TCP/IP协议栈，传输层采用UDP方式，以SQL语法封装通信命令和参数。

上位机与配电测控装置发送的命令和应答，包括XML描述的结果集都是明文，如果出于安全性需要加密，采用IPSEC或SSL下层的加密协议实现，这种加密对依照本方法建立的应用层协议而言是透明的。

本发明所述上位机上运行的上位软件需要关系数据库管理系统RDBMS支持，上位软件通过RDBMS对关系数据库进行访问。本发明所述配电测控装置接入新系统时，需要由外部的动态主机配置协议DHCP服务获取本机和默认网关的IP地址。关系数据库管理系统RDBMS、关系数据库、DHCP服务器能放在上位机上，也能放在另设的服务器上。

本发明所述配电测控装置中包含控制程序、数据表、非易失存储器、随机存储器。这里的数据表指逻辑意义上的关系数据表，其物理存储实现方式及访问方法由配电测控装置开发者自行定义。

本发明所述配电测控装置与上位机之间的信息交换方法，包括配电测控装置接入配置、上位机轮询配电测控装置、上位机控制或设置配电测控装置、配电测控装置主动上报物理量变化、配电测控装置主动上报SOE记录、上位机软复位配电测控装置六个通信过程。各通信过程的具体步骤是：

1.配电测控装置接入配置通信过程

a.配电测控装置首次接入一个新系统网络时，处于出厂状态，向DHCP服务器申请IP地址和网关地址，DHCP服务能运行在上位机上，也能运行在其他服务器上。

b.DHCP服务器响应配电测控装置请求，告知配电测控装置所分配的IP地址和网关地址。

c.配电测控装置得到IP地址和网关地址，并存入非易失存储器中。