一種基於iec61850的協議轉換裝置的製作方法

2023-05-11 05:42:06 2

專利名稱：一種基於iec61850的協議轉換裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種協議轉換的裝置，尤其涉及一種基於IEC61850的協議轉換裝置。
背景技術：
變電站自動化系統可以把原本分隔的控制、保護、事件、通信和測量裝置以合適的形式進行集成，由少量的智能電子設備組成自動化系統，通過站內的通信網絡實現信息的共享，可以大量減少使用IP資源，降低系統結構，提高了系統的經濟型、可靠性。傳統的變電站在線監測系統及綜合自動化系統通信標準都是基於某種協議的，如當前多數設備採用的101協議、104協議、MODBUS,⑶T等通信協議。面向對象的變電站內通信協議IEC61850 是ー套非常龐雜的標準體系，共分成10個部分，對變電站自動化通信網絡和系統做出了全面、詳細的描述和規範。IEC61850標準體系建立了涵蓋電カ系統一次系統、二次系統以及通信系統的對象模型、服務模型以及他們之間的關係。在變電站自動化系統集成過程中，面臨的最大問題就是不同廠家的智能電子設備，甚至同一廠家的不同型號的智能電子設備所採用的通信協議都不相同，因而難以實現無縫的集成和互操作。當各個系統之間以基於這些不盡相同的協議傳輸報文進行交換時，數據的語義並不同時傳輸，導致接收子系統不能了解報文的詳細含義，造成各個系統間無法通彳目，形成各個彳目息孤島。

實用新型內容本實用新型的目的在於，提供一種基於IEC61850的協議轉換裝置。該裝置能夠將智能電子設備因採用的不同通信協議產生的數據轉換為基於IEC61850的數據，使各個系統能夠識別理解，實現各個系統間的通信，並且能夠安全高效的從上級網絡中提取數據，安全高效的管理儲存數據，安全高效的進行系統間通信。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案一種基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於包括CPU主晶片，還包括依次連接的生產模塊、數據緩衝模塊和消費模塊；生產模塊還連接上級網絡，消費模塊還連接下級網絡；CPU主晶片分別與生產模塊、數據緩衝模塊和消費模塊相連。前述的基於EC61850的協議轉換裝置中，所述的生產模塊包括CPU晶片A，還包括與CPU晶片A相連的網絡接收存儲器和網絡事件處理存儲器，網絡接收存儲器和網絡事件處理存儲器之間相互連接；網絡接收存儲器還分別連接上級網絡和數據緩衝模塊，網絡事件處理存儲器還連接數據緩衝模塊。前述的基於EC61850的協議轉換裝置中，所述的數據緩衝模塊包括CPU晶片B，還包括與CPU晶片B相連的數據存儲器；數據存儲器和CPU晶片B都連接著數據管理存儲器、空間拓展存儲器、空間限制存儲器和生產能力限制存儲器；數據存儲器還連接著生產模塊和消費模塊，生產能力限制存儲器連接著網絡接收存儲器。[0008]前述的基於EC61850的協議轉換裝置中，所述的消費模塊包括CPU晶片C，還包括與CPU晶片C相連的數據讀取存儲器和數據處理模塊，數據讀取存儲器和數據處理模塊之間相互連接；數據讀取存儲器還連接數據緩衝模塊，數據處理模塊還連接下級網絡。前述的基於EC61850的協議轉換裝置中，所述的數據處理模塊包括CPU晶片D，還包括依次相連的協議判斷存儲器、翻譯存儲器、數據判斷存儲器和模型建立存儲器，模型建立存儲器還連接著自檢告警存儲器、功能分析存儲器和邏輯節點建立存儲器，邏輯節點建立存儲器還連接著發送存儲器；協議判斷存儲器還連接著數據讀取存儲器，發送存儲器還連接著下級網絡；CPU晶片D分別與協議判斷存儲器、翻譯存儲器、數據判斷存儲器、模型建立存儲器、自檢告警存儲器、功能分析存儲器、邏輯節點建立存儲器和發送存儲器相連。前述的基於EC61850的協議轉換裝置中，所述的CPU主晶片分別與CPU晶片A、CPU 晶片B和CPU晶片C相連；CPU晶片C和CPU晶片D相連。與現有技術相比，本實用新型採用上述技術方案，不但能夠將智能電子設備因採用的不同通信協議產生的數據轉換為基於IEC61850的數據，使各個系統能夠識別理解，實現各個系統間的通信，而且能夠安全高效的從上級網絡中提取數據，安全高效的管理儲存數據，安全高效的進行系統間通信。

圖I是本實用新型的結構示意圖。附圖標記I-生產模塊，2-數據緩衝模塊，3-消費模塊，4-網絡接收存儲器，5-網絡事件處理存儲器，6-數據讀取存儲器，7-數據處理模塊，8-協議判斷存儲器，9-翻譯存儲器，10-數據判斷存儲器，11-模型建立存儲器，12-自檢告警存儲器，13-功能分析存儲器，14-邏輯節點建立存儲器，15-發送存儲器，16-數據存儲器，17-數據管理存儲器，18-空間拓展存儲器，19-空間限制存儲器，20-生產能力限制存儲器，21-CPU主晶片，22-CPU晶片A，23-CPU晶片B, 24-CPU 晶片 C，25-CPU 晶片 D。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明，但並不作為對本實用新型限制的依據。
具體實施方式
實施例。一種基於EC61850的協議轉換裝置，如圖I所示，包括CPU主晶片21，還包括依次連接的生產模塊I、數據緩衝模塊2和消費模塊3 ;生產模塊I還連接上級網絡，消費模塊3還連接下級網絡；CPU主晶片21分別與生產模塊I、數據緩衝模塊2和消費模塊3相連。生產模塊I包括CPU晶片A22，還包括與CPU晶片A22相連的網絡接收存儲器4和網絡事件處理存儲器5，網絡接收存儲器4和網絡事件處理存儲器5之間相互連接；網絡接收存儲器4還分別連接上級網絡和數據緩衝模塊2，網絡事件處理存儲器5還連接數據緩衝模塊2。數據緩衝模塊2包括CPU晶片B23，還包括與CPU晶片B23相連的數據存儲器16 ；數據存儲器16和CPU晶片B23都連接著數據管理存儲器17、空間拓展存儲器18、空間限制存儲器19和生產能力限制存儲器20 ;數據存儲器16還連接著生產模塊I和消費模塊2，生產能力限制存儲器20連接著網絡接收存儲器4。消費模塊3包括CPU晶片C24，還包括與CPU晶片C24相連的數據讀取存儲器6和數據處理模塊7，數據讀取存儲器6和數據處理模塊7之間相互連接；數據讀取存儲器6還連接數據緩衝模塊2，數據處理模塊7還連接下級網絡。數據處理模塊7包括CPU晶片D25，還包括依次相連的協議判斷存儲器8、翻譯存儲器9、數據判斷存儲器10和模型建立存儲器11，模型建立存儲器11還連接著自檢告警存儲器12、功能分析存儲器13和邏輯節點建立存儲器14，邏輯節點建立存儲器14還連接著發送存儲器15 ;協議判斷存儲器8還連接著數據讀取存儲器6，發送存儲器15還連接著下級網絡；CPU晶片D25分別與協議判斷存儲器8、翻譯存儲器9、數據判斷存儲器10、模型建立存儲器11、自檢告警存儲器12、功能分析存儲器13、邏輯節點建立存儲器14和發送存儲器15相連。CPU主晶片21分別與CPU晶片A22、CPU晶片B23和CPU晶片C24相連；CPU晶片C24和CPU晶片D25相連。本實施例中，CPU主晶片21、CPU晶片A22、CPU晶片B23、CPU晶片C24和CPU晶片D25可採用Inter 815E晶片組。
使用時，數據存儲器6用於數據的存儲。CPU主晶片21通過CPU晶片A23、CPU晶片B23、CPU晶片C24或CPU晶片D25調用生產模塊、數據緩衝模塊、消費模塊中的各個存儲器固化的功能實現裝置的使用。具體為通過調用網絡接收存儲器4中固化的功能實現從上級網絡中接收網絡事件；通過調用網絡事件處理存儲器5中固化的功能實現網絡事件的處理，若為Ac^pt事件，接收新連接放入到事件隊列，若為Write事件,增加寫計數,若為Read事件,讀取網絡中的數據，並將數據存儲到數據存儲器16中；通過調用數據讀取存儲器6中固化的功能實現數據的讀取；通過調用數據處理模塊7中各個存儲器固化的功能實現數據的處理；通過調用數據管理存儲器17中固化的功能實現對數據的管理；通過調用空間拓展存儲器18中固化的功能實現對更大空間分配需要的支持；通過調用空間限制存儲器19中固化的功能實現對最大空間的限制；通過調用生產能力限制存儲器20中固化的功能實現對生產模塊生產的能力的限制。數據處理的具體方法為A.調用協議判斷存儲器8中固化的功能判斷數據的協議種類，得到該條數據的協議種類；B.調用翻譯存儲器9中固化的功能根據步驟A得到的該條數據的協議種類以及給定的該種協議與IEC61850的映射表，翻譯得到該條數據基於IEC61850的數據b ；C.調用數據判斷存儲器10中固化的功能根據IEC61850的規則分析步驟B得到的數據b，確定數據b是模擬採集值或開關量採集值；D.若數據b是模擬採集值，調用模型建立存儲器11中固化的功能根據IEC61850的規則對其建立數據對象模型D ;具體為對數據對象名稱加I，II，III的後綴序號表示Ia跳閘(ー級)、lb控制命令(ニ級)和測量值的中速報文(三級)三種不同的數據對象模型；若數據b是開關量採集值，調用模型建立存儲器11中固化的功能根據IEC61850的規則對其建立數據對象模型d ;具體為對數據對象名稱加i，ii，iii的後綴序號表示Ia跳閘(ー級)、lb控制命令(ニ級)和測量值的中速報文(三級)三種不同的數據對象模型；[0032]E.調用自檢告警存儲器12中固化的功能將步驟D中的數據對象模型D或數據對象模型d通過調用模型建立存儲器11中固化的功能採用通用的輸入輸出數據對象建立自檢告警對象模型E或自檢告警對象模型e ；F.調用功能分析存儲器12中固化的功能對步驟D得到數據對象模型D和步驟E得到的自檢告警對象模型E或步驟D得到數據對象模型d和步驟E得到的自檢告警對象模型e進行分析，具體為，調用功能分析存儲器12中固化的功能對自檢告警對象模型E中的Ia跳閘(一級)數據對象和測量值的中速報文(三級)數據對象數值進行判斷，若上述兩個數值至少有一個不在給定範圍內，產生動作告警源、目標動作設備ID、動作類型的三方關 系表，調用模型建立存儲器11中固化的功能將三方關係表建立表示動作的數據對象模型F，否則處理結束；調用功能分析存儲器12中固化的功能對自檢告警對象模型e中的Ia跳閘(一級)數據對象和測量值的中速報文(三級)數據對象數值進行判斷，若上述兩個數值至少有一個不等於給定值，產產生動作告警源、目標動作設備ID、動作類型的三方關係表，調用模型建立存儲器11中固化的功能將三方關係表建立表示動作的數據對象模型f，否則處理結束；G.調用邏輯節點建立存儲器14中固化的功能將表示動作的數據對象模型F建立邏輯節點G或將表示動作的數據對象模型f建立邏輯節點g ；H.調用發送存儲器15中固化的功能對邏輯節點G或邏輯節點g設置發送命令，將其發送給下級網絡。
權利要求1.一種基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於包括CPU主晶片(21)，還包括依次連接的生產模塊(I)、數據緩衝模塊(2)和消費模塊(3);生產模塊(I)還連接上級網絡，消費模塊(3)還連接下級網絡；CPU主晶片(21)分別與生產模塊(I)、數據緩衝模塊(2)和消費模塊⑶相連。
2.根據權利要求I所述的基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於所述的生產模塊⑴包括CPU晶片A (22)，還包括與CPU晶片A (22)相連的網絡接收存儲器⑷和網絡事件處理存儲器(5)，網絡接收存儲器(4)和網絡事件處理存儲器(5)之間相互連接；網絡接收存儲器(4)還分別連接上級網絡和數據緩衝模塊(2)，網絡事件處理存儲器(5)還連接數據緩衝模塊(2)。
3.根據權利要求2所述的基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於所述的數據緩 衝模塊⑵包括CPU晶片B (23)，還包括與CPU晶片B (23)相連的數據存儲器(16);數據存儲器(16)和CPU晶片B(23)都連接著數據管理存儲器(17)、空間拓展存儲器(18)、空間限制存儲器(19)和生產能力限制存儲器(20);數據存儲器(16)還連接著生產模塊(I)和消費模塊(2)，生產能力限制存儲器(20)連接著網絡接收存儲器(4)。
4.根據權利要求3所述的基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於所述的消費模塊(3)包括CPU晶片C (24)，還包括與CPU晶片C (24)相連的數據讀取存儲器(6)和數據處理模塊(7)，數據讀取存儲器(6)和數據處理模塊(7)之間相互連接；數據讀取存儲器(6)還連接數據緩衝模塊(2)，數據處理模塊(7)還連接下級網絡。
5.根據權利要求4所述的基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於所述的數據處理模塊(7)包括CPU晶片D (25)，還包括依次相連的協議判斷存儲器(8)、翻譯存儲器(9)、數據判斷存儲器(10)和模型建立存儲器(11)，模型建立存儲器(11)還連接著自檢告警存儲器(12)、功能分析存儲器(13)和邏輯節點建立存儲器(14)，邏輯節點建立存儲器(14)還連接著發送存儲器(15);協議判斷存儲器(8)還連接著數據讀取存儲器￠)，發送存儲器(15)還連接著下級網絡；CPU晶片D(25)分別與協議判斷存儲器(8)、翻譯存儲器(9)、數據判斷存儲器(10)、模型建立存儲器(11)、自檢告警存儲器(12)、功能分析存儲器(13)、邏輯節點建立存儲器(14)和發送存儲器(15)相連。
6.根據權利要求5所述的基於EC61850的協議轉換裝置，其特徵在於所述的CPU主晶片(21)分別與CPU晶片A (22)、CPU晶片B (23)和CPU晶片C (24)相連；CPU晶片C (24)和CPU晶片D (25)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種基於EC61850的協議轉換裝置包括CPU主晶片(21)，還包括依次連接的生產模塊(1)、數據緩衝模塊(2)和消費模塊(3)；生產模塊(1)還連接上級網絡，消費模塊(3)還連接下級網絡；CPU主晶片(21)分別與生產模塊(1)、數據緩衝模塊(2)和消費模塊(3)相連。本實用新型採用上述技術方案，能夠將智能電子設備因採用的不同通信協議產生的數據轉換為基於IEC61850的數據，使各個系統能夠識別理解，實現各個系統間的通信，並且將數據的處理放到消費模塊中進行能夠高效的從上級網絡中提取數據，高效的管理儲存數據，高效的進行系統間通信。
文檔編號H04L29/06GK202385133SQ20112056873
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者何焱, 馮貴賓, 吳萬港, 張加斌, 晉偉平, 朱興柯, 李衛, 李長生, 楊義興, 甘百新, 白彪 申請人:浙江大華系統工程有限公司