[发明专利]一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种电网安全稳定控制装置及其人机交互方法。

背景技术

电网安全稳定控制装置（下文简称稳控装置）是电网第二、第三道安全防线的控制平台，实现区域安全稳定控制、失步解列、频率电压紧急控制等功能。

稳控装置界面的重要性已越来越突兀，人机界面成为用户体验不可分割的一部分。传统的安全稳定控制装置人机界面，完全由稳定控制装置厂家自主研发，通信采用稳定控制装置厂家自定义协议，使用键盘来实现人机交互。它有如下的缺点：1、界面不够美观；2、操作不够方便；3、产品开发周期长；4、产品开发和维护成本高。

为满足界面美观与操作方便性需求，目前发展成熟的技术之一就是触摸屏技术。市场上有大量支持MODBUS协议的触摸屏，可作为安全稳定控制装置的人机界面。

MODBUS是工业现场总线协议中最受欢迎的一种，MODBUS协议在工作控制领域已经得到了广泛应用，但稳控装置内部通信中尚未有使用MODBUS协议。在电力系统安全稳定控制专业，由于其特殊性和独特的应用习惯，需要将现场MODBUS协议自身的特点与安全稳定控制系统很好的结合，才能更好的开发出满足电网安全稳定控制系统需要的产品，从而使产品更具市场竞争力。

发明内容

本发明目的是：针对现有电网安全稳定控制装置人机界面技术的不足，提出一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法。

具体地说，本发明公开的利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置是采用以下技术方案实现的，包括稳定控制功能模块和人机界面模块，所述稳定控制功能模块用于实现电网安全稳定控制功能，所述人机界面模块用于实现监控界面所有的数据显示和修改功能，人机界面模块为支持串口MODBUS通信协议的触摸屏，稳定控制功能模块与触摸屏间通过RS485连接，数据传输采用串行链路MODBUS传输模式。

上述技术方案的进一步特征在于：数据传输时，稳定控制功能模块与触摸屏之间的各类通信数据与MODBUS协议的功能码相互映射。

上述技术方案的进一步特征在于：稳定控制功能模块与触摸屏间的数据传输采用MODBUS协议的RTU传输模式。

本发明公开的利用MODBUS通信协议实现电网安全稳定控制装置中人机交互的方法，采用MODBUS协议的RTU传输模式进行数据传输，包括以下步骤：

1）初始化：完成通信的波特率设置、数据接收的串口中断和定时器设置，将全局变量Num初始化为0，所述全局变量Num用于计算字符接收时间间隔T；

2）数据接收：包括串口接收中断和定时器中断两个过程，每接收一个字节就进入一次串口接收中断过程以接收数据，在数据接收中定时进入定时器中断过程判断MODBUS一帧数据的起始与结束；

其中，串口接收中断过程为：首先将全局变量Num置为0，然后判断帧起始标志frame_start是否为1；如果frame_start为1，说明此次接收的数据是一帧新的数据起始，置正在接收数据标志recv_flag为1，同时将frame_start重置为0；如果frame_start不为1，说明此次接收的字符不是新的数据帧起始，然后判断T<1.5*T1的正确性，如果T<1.5*T1为真，说明此次接收的数据是正在接收数据帧的正常数据，存储接收到的数据，如果T<1.5*T1不为真，则不保存此次接收到的数据，重新设置帧的起始标志frame_start为1；

定时器中断过程为：首先将全局变量Num加1，然后检测T>3.5*T1的正确性，如果为假则直接返回，如果为真，再判断正在接收数据的标志recv_flag是否为1，若recv_flag为1，说明有数据正在接收，重置recv_flag为0，同时设置帧结束标志frmae_end为1，表示已经有一帧数据已经接收好，供数据处理及发送步骤中使用，若recv_flag不为1直接设置帧起始标志frame_start为1，串口接收中断过程检测到此标志则准备接收一帧新的数据；

上述T为字符接收时间间隔，等于Num乘以定时器定时时间间隔的值，定时器定时时间间隔在初始化步骤中设置；T1为根据波特率计算出的1个字符的传输时间；