電力設備監控方法及系統的製作方法

2023-06-15 02:46:31 1

專利名稱：電力設備監控方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力設備監控技術，更具體地說，涉及一種電力設備集中 監控全冗餘的電力設備監控方法及系統。
背景技術：
IEC870-5-104電力設備是廣泛使用的電力設備，因此，IEC870-5-104
電力設備綜合集中監控是一項被廣泛研究的技術。
根據正C870-5-104規約規定，當在站間有超過一個以上的連接打開 時， 一次只有一個連接可以用於數據傳輸。鑑於這種限定條件，在需要進 行冗餘的情況下，必須提供兩臺熱備的電力設備伺服器(以下的電力設備 泛指電力設備或者是電力設備伺服器)。 一般電力監控時，通過監視與電 力設備通信狀態做到主動切換與兩臺熱備IEC870-5-104電力設備伺服器 的連接，來實現鏈路冗餘。但是對於集中監控軟體，通常都採用客戶應用 與數據採集節點分層的結構，由數據釆集節點與設備通信獲取數據，將不 同設備的數據轉換成同一的格式，便於客戶應用來讀取，屏蔽客戶應用由 於不同設備數據格式不同帶來的不便。現有技術中的鏈路冗餘技術的一例 參考附圖l所示，數據採集節點(SCADA)A 102和數據採集節點(SCADA) B 104分別與兩臺電力設備106和108通信，進行數據傳輸。正常情況下 數據採集節點(SCADA) A 102和數據採集節點(SCADA) B 104上的都能 獲取電力設備的電力數據，客戶端IIO無論從數據採集節點(SCADA)A 102 和數據採集節點(SCADA) B 104上獲取數據都是正確的。但是當客戶端 IIO從數據採集節點(SCADA)A 102上讀取數據，而數據採集節點(SCADA) A 102和數據釆集節點(SCADA) B 104與主電力設備106的通信出現異 常時，由於數據採集節點(SCADA) A 102還會與其他類型的設備通信， 因此數據釆集節點(SCADA) A 102仍處於活動狀態，客戶端不會切換到 數據採集節點(SCADA) B 104上)。此時，數據採集節點(SCADA) A 102
如果嘗試連接備用電力設備108，就會造成數據採集節點(SCADA)A102 和數據釆集節點(SCADA) B 104同時連接同一電力設備。而這是違反 IEC870-5-104的規定的。根據IEC870-5-104規約的規定，只有一臺節點 機能夠獲取數據，可能是數據採集節點(SCADA) A 102也可能是數據採 集節點(SCADA) B 104，這樣就會造成數據採集節點(SCADA) A 102和 數據採集節點(SCADA) B 104上的數據不一致，這樣客戶端110就可能 會獲取不到電力設備的正確數據。
於是，就需要解決在這種情況下客戶端無法獲取正確數據的問題。

發明內容
本發明提供的電力設備集中監控全冗餘的電力設備監控方法及系統通 過數據採集節點上數據採集驅動之間同步數據和狀態切換來實現數據採集 節點與電力設備鏈路全冗餘，只有一臺電力設備的情況下也能實現數據採 集節點的冗餘。
本發明利用兩臺對等的數據採集節點，在兩臺數據釆集節點上同時運 行主備兩套數據採集驅動，主驅動與電力設備進行通信，收到數據後轉發 一份到備驅動，這樣主備兩套驅動都能得到數據並轉發給數據採集節點。 同時主驅動將定時同步信號發送給備驅動，如果主驅動出現異常無法正常 運行，則備驅動因為長時間收不到同步信號，自動與電力設備進行連接讀 取數據，這樣備驅動接管主驅動功能，從而實現節點冗餘。當前與電力設 備通信的驅動監視與電力設備通信狀態做到主動切換與兩臺電力設備的連 接，來實現鏈路冗餘。
根據本發明的一個方面，提供一種電力設備監控系統，包括
第一數據採集節點，包括第一數據採集節點機以及第一 1/0驅動裝置， 該第一數據採集節點機通過第一 1/0驅動裝置採集電力設備的數據；
第二數據釆集節點，包括第二數據採集節點機以及第二I/0驅動裝置， 該第二數據採集節點機通過第二 1/0驅動裝置採集電力設備的數據；
至少一個電力設備，該第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置分別設 置所述至少一個電力設備的地址；其中，在任一時刻， 一個電力設備僅與
一個數據採集節點的1/0驅動裝置通信；
客戶端，連接到第一數據採集節點以及第二數據釆集節點，並與其中
之一進行通信；
其中，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置其中之一被設置為主驅 動裝置，另一個被設置為備用驅動裝置，主驅動裝置嘗試與至少一個電力 設備進行連接，當連接成功後，與電力設備通信並定時向備用驅動裝置發 送同步信號；備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主驅動裝置無 法建立連接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到 同步信號時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置， 原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備用驅 動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
根據一實施例，所述電力設備監控系統包括兩個電力設備，其中之一 被設定為主電力設備，另一個被設定為備用電力設備；第一I/0驅動裝置 和第二 I/O驅動裝置分別設置兩個電力設備的地址；主驅動裝置先嘗試與 主電力設備建立連接，如果無法與主電力設備建立連接，則主驅動裝置嘗 試與備用電力設備建立連接；在主驅動裝置與主電力設備及備用電力設備 嘗試建立連接期間，備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態；如果主驅 動設備與主電力設備以及備用電力設備都無法建立連接，或者主驅動裝置 故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備用驅動裝置接 管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置，原備用驅動裝置重新設置為主 驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時 向新的備用驅動裝置發送同步信號。
根據一實施例，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置都是狀態機， 具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態.Connecting狀態、Reeving 狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態;其中，Connected狀態可 跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態發送同步信號；Disconn狀態 可跳轉至CheckPairStatus狀態；Connecting狀態可跳轉至Connected狀 態和Disconn狀態；Reeving狀態可跳轉至Disconn狀態；FireForRecv狀 態可跳轉至Reeving狀態；CheckPairStatus狀態可跳轉至Connecting狀
態或者FireForRecv狀態，並可以自跳轉。.
根據一實施例，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的初始狀態都 為Disconn狀態；如果被設置為主驅動裝置的驅動裝置為正在連接電力設 備，則跳轉到Connecting狀態，在已經連接上電力設備後調轉到Connected狀態並定時發送同步數據；被設置為備用驅動裝置的驅動裝置檢測主驅動 裝置的連接狀態，如果主驅動裝置連接成功，則維持在Disconn狀態，等 待接收主驅動裝置的同步信號。
根據一實施例，如果當前處於Connected狀態的1/0驅動裝置與主電 力設備連接斷開，則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則 把自身狀態置為Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置 切換本身狀態為Connecting，依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接， 連接成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發 送同步信息；如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點， 在客戶端提示檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；如果當前處於 Connected狀態的I/O驅動裝置所在的數據釆集節點出現異常，則備份驅 動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝置異常，備用驅動 裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接成功則把自身狀態 置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息；將數據採 集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢查數據採集節點情況，如果所 有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點，在客戶端提示檢查主 電力設備和備用電力設備鏈路；在Reeving狀態下，備用驅動裝置需要向 主驅動裝置發送控制指令；在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用 驅動裝置發送心跳檢測消息和數據同步。
根據本發明的第二方面，提供一種電力設備監控方法，包括
提供第一數據採集節點，在第一數據採集節點中提供第一數據釆集節 點機以及第一 I/O驅動裝置，第一數據釆集節點機通過第一 I/O驅動裝置 採集電力設備的數據；
提供第二數據採集節點，在第二數據採集節點中提供第二數據採集節 點機以及第二 1/0驅動裝置，第二數據採集節點機通過第二 1/0驅動裝置.
釆集電力設備的數據；
將客戶端連接到第一數據釆集節點以及第二數據釆集節點，並與其中
之一進行通信；
在第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置中分別設置至少一個電力設 備的地址；其中，在任一時刻， 一個電力設備僅與一個數據採集節點的I/O 驅動裝置通信；
將第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的其中之一設置為主驅動裝 置，另一個被設置為備用驅動裝置；
主驅動裝置嘗試與至少一個電力設備進行連接，當連接成功後，與電 力設備通信並定時向備用驅動裝置發送同步信號；
備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主驅動裝置無法建立連 接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號 時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置；
將原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為 備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
根據一實施例，該方法監控兩個電力設備，其中之一被設定為主電力 設備，另一個被設定為備用電力設備；在第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅 動裝置+分別設置兩個電力設備的地址；主驅動裝置先嘗試與主電力設備 建立連接，如果無法與主電力設備建立連接，則主驅動裝置嘗試與備用電 力設備建立連接；在主驅動裝置與主電力設備及備用電力設備嘗試建立連 接期間，備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態；如果主驅動設備與主 電力設備以及備用電力設備都無法建立連接，或者主驅動裝置故障使備用 驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備用驅動裝置接管主驅動裝 置進行連接並通知主驅動裝置；原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置， 原主驅動裝置重新設置為備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用 驅動裝置發送同步信號。
根據一實施例，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置都是狀態機， 具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態、Connecting狀態、Reeving 狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態;其中，Connected狀態可
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跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態發送同步信號；Disconn狀態 可跳轉至CheckPairStatus狀態；Connecting狀態可跳轉至Connected狀 態和Disconn狀態；Reeving狀態可跳轉至Disconn狀態；FireForRecv狀 態可跳轉至Reeving狀態；CheckPairStatus狀態可跳轉至Connecting狀 態或者FireForRecv狀態，並可以自跳轉。
根據一實施例，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的初始狀態都 為Disconn狀態；如果被設置為主驅動裝置的驅動裝置為正在連接電力設 備，則跳轉到Connecting狀態，在已經連接上電力設備後調轉到Connected 狀態並定時發送同步數據；被設置為備用驅動裝置的驅動裝置檢測主驅動 裝置的連接狀態，如果主驅動裝置連接成功，則維持在Disconn狀態，等 待接收主驅動裝置的同步信號。
根據一實施例，如果當前處於Connected狀態的1/0驅動裝置與主電 力設備連接斷開，則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則 把自身狀態置為Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置 切換本身狀態為Connecting，依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接， 連接成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發 送同步信息；如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點， 在客戶端提示檢査主電力設備和備用電力設備鏈路；如果當前處於 Connected狀態的I/O驅動裝置所在的數據採集節點出現異常，則備份驅 動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝置異常，備用驅動 裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接成功則把自身狀態 置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息；將數據釆 集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢查數據採集節點情況，如果所 有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點，在客戶端提示檢查主 電力設備和備用電力設備鏈路；在Recving狀態下，備用驅動裝置需要向 主驅動裝置發送控制指令；在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用 驅動裝置發送心跳檢測消息和數據同步。
採用本發明的技術方案，無論是哪臺電力設備連接出現異常，還是某 個數據採集節點出現異常，客戶端都能獲取當前電力設備的數據，'並且能
夠幫助用戶排查出現問題的節點或設備。


在本發明中，相同的附圖標記始終表示相同的特徵，其中，
圖1示出了現有技術中釆用的鏈路冗餘技術的配置方案； 圖2示出了本發明的電力設備監控系統的結構圖； 圖3示出了主驅動設備的狀態跳轉圖； 圖4示出了備份驅動設備的狀態跳轉圖。
具體實施例方式
本發明首先提供一種電力設備監控系統，參考圖2所示，該電力設備 監控系統包括
第一數據採集節點202a，包括第一數據採集節點機204a以及第一 I/O 驅動裝置206a，該第一數據釆集節點機204a通過第一 I/O驅動裝置206a 釆集電力設備的數據；
第二數據採集節點202b,包括第二數據釆集節點機204b以及第二 I/O 驅動裝置206b,該第二數據釆集節點機206b通過第二 I/O驅動裝置206b 釆集電力設備的數據；
至少一個電力設備，在該實施例中包括兩個電力設備208a和208b， 該第一 I/O驅動裝置206a和第二 I/O驅動裝置206b分別設置至少 一 個電 力設備，在該實施例中的兩個電力設備208a和208b的地址；其中，在任 一時刻， 一個電力設備僅與一個數據釆集節點的1/0驅動裝置通信；
客戶端210，連接到第一數據採集節點202a以及第二數據採集節點 202b,並與其中之一進行通信；
其中，第一 1/0驅動裝置206a和第二 1/0驅動裝置206b其中之一被 設置為主驅動裝置，另一個被設置為備用驅動裝置，主驅動裝置嘗試與至 少一個電力設備進行連接，當連接成功後，與電力設備通信並定時向備用 驅動裝置發送同步信號；備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主 驅動裝置無法建立連接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間
內無法收到同步信號時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主 驅動裝置，原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設 置為備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信 號。
參考圖2所示的實施例，其中包括兩個電力設備208a和208b，其中 之一被設定為主電力設備，另一個被設定為備用電力設備；
第一 I/O驅動裝置206a和第二 1/0驅動裝置206b分別設置兩個電力 設備的地址；
主驅動裝置先嘗試與主電力設備建立連接，如果無法與主電力設備建 立連接，則主驅動裝置嘗試與備用電力設備建立連接；在主驅動裝置與主 電力設備及備用電力設備嘗試建立連接期間，備用驅動裝置檢測主驅動裝 置的連接狀態；
如果主驅動設備與主電力設備以及備用電力設備都無法建立連接，或 者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備 用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置，原備用驅動裝置 重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備用驅動裝置，新的主 驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
根據本發明，第一 I/O驅動裝置206a和第二 I/O驅動裝置206b都是 狀態機，具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態、Connecting 狀態、Reeving狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態。其中， Connecting狀態表示嘗試與電力設備建立連接的過程中；Connected狀態 表示與電力設備成功建立連接，通信過程中；Disconn狀態表示與設備連 接斷開；FireForRecv狀態表示準備接收同步信息；Reeving狀態表示接收 同步信息過程中；CheckPairStatus表示檢查對方驅動狀態;SyncData表 示同步數據。
參考圖3和圖4所示，作為主驅動裝置和備用驅動裝置，其狀態跳轉 的方式分別如下
Connected狀態可跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態發送同 步信號； '
Disconn狀態可跳轉至CheckPairStatus狀態； Connecting狀態可跳轉至Connected狀態和Disconn狀態； Reeving狀態可跳轉至Disconn狀態； FireForRecv狀態可跳轉至Reeving狀態；
CheckPairStatus狀態可跳轉至Connecting狀態或者FireForRecv狀
態，並可以自跳轉。
主驅動裝置和備份驅動裝置的狀態跳轉圖的區別在於，對於主驅動裝 置，參考圖3所示
當主驅動裝置在CheckPairStatus狀態自跳轉時，備份驅動裝置處於 Connecting狀態；
當主驅動裝置從CheckPairStatus狀態跳轉Connecting狀態時，備份 驅動裝置處於Reeving狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態或 者備份驅動裝置已經處於死機(Dead)狀態；
當主驅動裝置從CheckPairStatus狀態跳轉FireForRecv狀態時，備份 驅動裝置處於Connected狀態。
對於備份驅動裝置，參考圖4所示
當備份驅動裝置在CheckPairStatus狀態自跳轉時，主驅動裝置處於 Connecting狀態或者CheckPairStatus狀態；
當備份驅動裝置從CheckPairStatus狀態跳轉Connecting狀態時，主 驅動裝置處於Reeving狀態、FireForRecv狀態或者主驅動裝置已經處於死 機(Dead)狀態；
當備份驅動裝置從CheckPairStatus狀態跳轉FireForRecv狀態時，主 驅動裝置處於Connected狀態。
在該系統工作的過程中，第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的初 始狀態都為Disconn狀態；
如果被設置為主驅動裝置的驅動裝置為正在連接電力設備，則跳轉到 Connecting狀態，在已經連接上電力設備後調轉到Connected狀態並定時 發送同步數據；
被設置為備用驅動裝置的驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，如果
主驅動裝置連接成功，則維持在Disconn狀態，等待接收主驅動裝置的同 步信號。
如果當前處於Connected狀態的I/0軀動裝置與主電力設備連接斷開， 則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則把自身狀態置為 Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置切換本身狀態為 Connecting,依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接，連接成功則把 自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息； 如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點，在客戶端提示 檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；
如果當前處於Con nected狀態的I/O驅動裝置所在的數據採集節點出 現異常，則備份驅動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝 置異常，備用驅動裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接 成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同 步信息；將數據釆集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢查數據釆集 節點情況，如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點，在 客戶端提示檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；
在Reeving狀態下，備用驅動裝置需要向主驅動裝置發送控制指令； 在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用驅動裝置發送心跳檢測消息 和數據同步。
根據本發明的另一方面
提供第一數據釆集節點 點機以及第一 I/O驅動裝置 釆集電力設備的數據；
提供第二數據採集節點 點機以及第二 1/0驅動裝置 採集電力設備的數據；
將客戶端連接到第一數據採集節點以及第二數據採集節點，並與其中 之一進行通信；
在第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置中分別設置至少一個電力設
,還提供一種電力設備監控方法，包括
,在第一數據釆集節點中提供第一數據釆集節
，第一數據釆集節點機通過第一 1/0驅動裝置
,在第二數據釆集節點中提供第二數據採集節 ,第二數據採集節點機通過第二 1/0驅動裝置
備的地址；其中，在任一時刻， 一個電力設備僅與一個數據採集節點的I/O 驅動裝置通信；
將第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的其中之一設置為主驅動裝 置，另一個被設置為備用驅動裝置；
主驅動裝置嘗試與所述至少一個電力設備進行連接，當連接成功後， 與電力設備通信並定時向備用驅動裝置發送同步信號；
備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主驅動裝置無法建立連 接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號 時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置；
將原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為 備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
當監控兩個電力設備時，其中之一被設定為主電力設備，另一個被設 定為備用電力設備；在第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置中分別設置 兩個電力設備的地址；主驅動裝置先嘗試與主電力設備建立連接，如果無 法與主電力設備建立連接，則主驅動裝置嘗試與備用電力設備建立連接； 在主驅動裝置與主電力設備及備用電力設備嘗試建立連接期間，備用驅動 裝置檢測主驅動裝置的連接狀態；如果主驅動設備與主電力設備以及備用 電力設備都無法建立連接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時 間內無法收到同步信號時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知 主驅動裝置；原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新 設置為備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步 信號。
在本發明所提供的電力設備監控方法中，第一 1/0驅動裝置和第二 I/O 驅動裝置都是狀態機，具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態、 Connecting狀態、Reeving狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態； 其中，Connected狀態可跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態發送 同步信號；Disconn狀態可跳轉至CheckPairStatus狀態；Connecting狀態 可跳轉至Connected狀態和Disconn狀態；Reeving狀態可跳轉至Disconn 狀態；FireForRecv狀態可跳轉至Reeving狀態；CheckPairStatus狀態可
跳轉至Connecting狀態或者FireForRecv狀態，並可以自跳轉。
在本發明提供的電力設備監控方法中，第一 I/O驅動裝置和第二 I/O 驅動裝置的初始狀態都為Disconn狀態；如果被設置為主驅動裝置的驅動 裝置為正在連接電力設備，則跳轉到Connecting狀態，在已經連接上電力 設備後調轉到Connected狀態並定時發送同步數據；被設置為備用驅動裝 置的驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，如果主驅動裝置連接成功，則 維持在Disconn狀態，等待接收主驅動裝置的同步信號。
如果當前處於Connected狀態的I/0軀動裝置與主電力設備連接斷開， 則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則把自身狀態置為 Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置切換本身狀態為 Connecting,依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接，連接成功則把 自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息； 如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點，在客戶端提示 檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；
如果當前處於Connected狀態的I/O驅動裝置所在的數據釆集節點出 現異常，則備份驅動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝 置異常，備用驅動裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接 成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同 步信息；將數據採集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢査數據採集 節點情況，如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點，在 客戶端提示檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；
在Reeving狀態下，備用驅動裝置需要向主驅動裝置發送控制指令； 在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用驅動裝置發送心跳檢測消息 和數據同步。
在圖3、圖4及上述的表述中，
Connecting狀態表示嘗試與電力設備建立連接的過程中； Connected狀態表示與電力設備成功建立連接，通信過程中； Disconn狀態 表示與設備連接斷開； RreForRecv狀態表示準備接收同步信息；
Reeving狀態 表示接收同步信息過程中； CheckPairStatus:表示檢查對方驅動狀態； SyncData: 表示同步數據。 下面介紹本發明的一具體實例，包括
步驟l.部署兩臺對等的數據採集(SCADA)節點，兩臺SCADA節點 同時運行，客戶端與兩臺節點機都建立連接。
步驟2.在兩臺SCADA節點機上部署1/0驅動程序，選定其中一臺為 主(Primary)驅動，另外一臺為備份(Standby)驅動。
步驟3.在兩套驅動上設定電力設備地址，如果只有 一 臺IEC870-5-104 電力設備則只設定一個地址，如果有兩臺IEC870-5-104電力設備，則選其 一為Primary設備，另一為Standby設備。
參考上面的圖2，客戶端同時與兩臺對等且同時運行的SCADA建立連 接，客戶端主動判斷當前與哪一個SCADA伺服器建立連接，噹噹前活動的 連接斷開時，客戶端自動轉向另外一臺SCADA節點。在這種機制下，兩臺 冗佘SCADA之間完全對等，而客戶端不知道也不需要知道設備當前正在與 哪一個SCADA節點連接。
任一時刻只有一個1/0驅動可以和設備建立連接，嚴格遵循了 104電 力規約的規定。I/O驅動初始的設備連接狀態為Disconnected,此時如果 檢測到Primary驅動的狀態為正在連接或者已經連接上，則等待對方連接 成功後定時同步數據。Primary驅動與Standby驅動的區別在於，如果兩 個驅動程序都處於檢測對方連接狀態的狀態，Primary選擇連接設備，而 Standby設備則繼續檢測Primary驅動狀態，直到Primary驅動連接成功。
I/O驅動具備Connected, Disconn， Reeving, FireForRecv， Connecting 狀態。這些驅動狀態轉換可以參考圖3和圖4所示。
如果當前處於Connected狀態的I/O驅動與設備連接斷開，則先嘗試 與備份設備連接，如果無法建立連接，則把自身狀態置為Disconnected, 並通知備份驅動，此時備份驅動切換本身狀態為Connecting,依次嘗試與 主備電力設備連接，連接成功則把自身狀態置為Connected;如果仍然連 接失敗則將錯誤信息發送到SCADA節點，在客戶端提示用戶檢查電力設備
鏈路。
如果當前處於Connected狀態的1/0驅動所在SCADA節點出現異常，
則備份驅動因為接收同步狀態信息超時，檢測到該驅動異常，依次嘗試與 主備電力設備連接，連接成功則把自身狀態置為Connected;並將SCADA 節點機異常信息發送到客戶端，提示用戶檢査SCADA節點機情況。如果連 接失敗，將錯誤信息發送到SCADA節點，在客戶端提示用戶檢查電力設備 鏈路。
在Reeving狀態下，Standby驅動需要向對等驅動發送控制指令；在 Con nected狀態下，Pri ma ry驅動需要向對等驅動發送心跳檢測消息和數據同步。
採用本發明的技術方案，無論是哪臺電力設備連接出現異常，還是某 個數據採集節點出現異常，客戶端都能獲取當前電力設備的數據，並且能 夠幫助用戶排查出現問題的節點或設備。
權利要求
1. 一種電力設備監控系統，其特徵在於，包括第一數據採集節點，包括第一數據採集節點機以及第一I/O驅動裝置，該第一數據採集節點機通過第一I/O驅動裝置採集電力設備的數據；第二數據採集節點，包括第二數據採集節點機以及第二I/O驅動裝置，該第二數據採集節點機通過第二I/O驅動裝置採集電力設備的數據；至少一個電力設備，該第一I/O驅動裝置和第二I/O驅動裝置分別設置所述至少一個電力設備的地址；其中，在任一時刻，一個電力設備僅與一個數據採集節點的I/O驅動裝置通信；客戶端，連接到第一數據採集節點以及第二數據採集節點，並與其中之一進行通信；其中，第一I/O驅動裝置和第二I/O驅動裝置其中之一被設置為主驅動裝置，另一個被設置為備用驅動裝置，主驅動裝置嘗試與所述至少一個電力設備進行連接，當連接成功後，與電力設備通信並定時向備用驅動裝置發送同步信號；備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主驅動裝置無法建立連接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置，原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
2. 如權利要求l所述的電力設備監控系統，其特徵在於 包括兩個電力設備，其中之一被設定為主電力設備，另一個被設定為備用電力設備；所述第一 I/O驅動裝置和第二 I/O驅動裝置分別設置兩個電力設備的 地址；所述主驅動裝置先嘗試與主電力設備建立連接，如果無法與主電力設 備建立連接，則主驅動裝置嘗試與備用電力設備建立連接；在主驅動裝置 與主電力設備及備用電力設備嘗試建立連接期間，備用驅動裝置檢測主驅 動裝置的連接狀態；如果主驅動設備與主電力設備以及備用電力設備都無法建立連接，或 者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備 用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置，原備用驅動裝置 重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備用驅動裝置，新的主 驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
3. 如權利要求2所述的電力設備監控系統，其特徵在於，所述第一1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置都是狀態機，具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態、Connecting狀態、Reeving狀態、FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態；其中，Connected狀態可跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態發送同步信號；Disconn狀態可跳轉至CheckPairStatus狀態； Connecting狀態可跳轉至Connected狀態和Disconn狀態； Reeving狀態可跳轉至Disconn狀態； FireForRecv狀態可跳轉至Reeving狀態；CheckPairStatus狀態可跳轉至Connecting狀態或者FireForRecv狀態，並可以自跳轉。
4. 如權利要求3所述的電力設備監控系統，其特徵在於，第一I/0驅 動裝置和第二 1/0驅動裝置的初始狀態都為Disconn狀態；如果被設置為主驅動裝置的驅動裝置為正在連接電力設備，則跳轉到 Connecting狀態，在已經連接上電力設備後調轉到Connected狀態並定時 發送同步數據；被設置為備用驅動裝置的驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，如果 主驅動裝置連接成功，則維持在Disconn狀態，等待接收主驅動裝置的同 步信號。
5. 如權利要求4所述的電力設備監控系統，其特徵在於，如果當前處於Connected狀態的I/0驅動裝置與主電力設備連接斷開， 則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則把自身狀態置為 Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置切換本身狀態為 Connecting,依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接，連接成功則把 自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息； 如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點，在客戶端提示 檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；如果當前處於Connected狀態的I/O驅動裝置所在的數據釆集節點出 現異常，則備份驅動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝 置異常，備用驅動裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接 成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同 步信息；將數據採集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢查數據採集 節點情況，如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據釆集節點，在 客戶端提示檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；在Reeving狀態下，備用驅動裝置需要向主驅動裝置發送控制指令； 在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用驅動裝置發送心跳檢測消息 和數據同步。
6. —種電力設備監控方法，包括提供第一數據釆集節點，在第一數據釆集節點中提供第一數據採集節 點機以及第一 1/0驅動裝置，第一數據採集節點機通過第一 1/0驅動裝置 釆集電力設備的數據；提供第二數據採集節點，在第二數據採集節點中提供第二數據採集節 點機以及第二 I/O驅動裝置，第二數據採集節點機通過第二 I/O驅動裝置 採集電力設備的數據；將客戶端連接到第一數據採集節點以及第二數據釆集節點，並與其中 之一進行通信；在第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置中分別設置至少一個電力設 備的地址；其中，在任一時刻， 一個電力設備僅與一個數據採集節點的I/O 驅動裝置通信；將第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的其中之一設置為主驅動裝 置，另一個被設置為備用驅動裝置；主驅動裝置嘗試與所述至少一個電力設備進行連接，當連接成功後， 與電力設備通信並定時向備用驅動裝置發送同步信號；備用驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，在主驅動裝置無法建立連 接，或者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號 時，備用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置；將原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為 備用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
7. 如權利要求6所述的電力設備監控方法，其特徵在於 監控兩個電力設備，其中之一被設定為主電力設備，另一個被設定為備用電力設備；在第一 I/O驅動裝置和第二 I/O驅動裝置中分別設置兩個電力設備的 地址；主驅動裝置先嘗試與主電力設備建立連接，如果無法與主電力設備建 立連接，則主驅動裝置嘗試與備用電力設備建立連接；在主驅動裝置與主電力設備及備用電力設備嘗試建立連接期間，備用 驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態；如果主驅動設備與主電力設備以及備用電力設備都無法建立連接，或 者主驅動裝置故障使備用驅動裝置在預定時間內無法收到同步信號時，備 用驅動裝置接管主驅動裝置進行連接並通知主驅動裝置；原備用驅動裝置重新設置為主驅動裝置，原主驅動裝置重新設置為備 用驅動裝置，新的主驅動裝置定時向新的備用驅動裝置發送同步信號。
8. 如權利要求7所述的電力設備監控方法，其特徵在於，所述第一 1/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置都是狀態機，具有如下的狀態Connected狀態、Disconn狀態、Connecting狀態、Reeving狀態、 FireForRecv狀態、CheckPairStatus狀態；其中，Connected狀態可跳轉至Disconn狀態，且在Connected狀態 發送同步信號；Disconn狀態可跳轉至CheckPairStatus狀態；Connecting狀態可跳轉至Connected狀態和Disconn狀態；Reeving狀態可跳轉至Disconn狀態；FireForRecv狀態可跳轉至Reeving狀態；CheckPairStatus狀態可跳轉至Connecting狀態或者FireForRecv狀態，並可以自跳轉。
9. 如權利要求8所述的電力設備監控方法，其特徵在於， 第一I/0驅動裝置和第二 1/0驅動裝置的初始狀態都為Disconn狀態； 如果被設置為主驅動裝置的驅動裝置為正在連接電力設備，則跳轉到Connecting狀態，在已經連接上電力設備後調轉到Connected狀態並定時 發送同步數據；被設置為備用驅動裝置的驅動裝置檢測主驅動裝置的連接狀態，如果 主驅動裝置連接成功，則維持在Disconn狀態，等待接收主驅動裝置的同 步信號。
10. 如權利要求9所述的電力設備監控方法，其特徵在於，如果當前處於Connected狀態的I/0驅動裝置與主電力設備連接斷開，則先嘗試與備份電力設備連接，如果無法建立連接，則把自身狀態置為 Disconn狀態，並通知備份驅動裝置，此時備份驅動裝置切換本身狀態為 Connecting,依次嘗試與主電力設備和備用電力設備連接，連接成功則把 自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同步信息； 如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點，在客戶端提示 檢査主電力設備和備用電力設備鏈路；如果當前處於Connected狀態的I/O驅動裝置所在的數據採集節點出 現異常，則備份驅動裝置因為接收同步狀態信息超時，檢測到該主驅動裝置異常，備用驅動裝置依次嘗試與主電力設備和備份電力設備連接，連接成功則把自身狀態置為Connected,並成為新的主驅動裝置並定時發送同 步信息；將數據採集節點異常信息發送到客戶端，提示用戶檢查數據採集 節點情況，如果所有的連接都失敗則將錯誤信息發送到數據採集節點，在 客戶端提示檢查主電力設備和備用電力設備鏈路；在Reeving狀態下，備用驅動裝置需要向主驅動裝置發送控制指令； 在Connected狀態下，主驅動裝置需要向備用驅動裝置發送心跳檢測消息 和數據同步。
全文摘要
本發明揭示了一種電力設備監控方法及系統，利用兩臺對等的數據採集節點，在兩臺數據採集節點上同時運行主備兩套數據採集驅動，主驅動與電力設備進行通信，收到數據後轉發一份到備驅動，這樣主備兩套驅動都能得到數據並轉發給數據採集節點。同時主驅動將定時同步信號發送給備驅動，如果主驅動出現異常無法正常運行，則備驅動因為長時間收不到同步信號，自動與電力設備進行連接讀取數據，這樣備驅動接管主驅動功能，從而實現節點冗餘。當前與電力設備通信的驅動監視與電力設備通信狀態做到主動切換與兩臺電力設備的連接，來實現鏈路冗餘。
文檔編號G05B19/418GK101388567SQ200710045960
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者建 丁, 李曉浩, 怡 趙 申請人:上海寶信軟體股份有限公司