远动设备IEC60870-5-101非平衡规约的测试研究.pdf

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1、化工自动化及仪表第43卷远动设备IEC60870—5-101非平衡规约的测试研究王昕卜2曹敏1’2李仕林∽洪灿梅3李英娜3李川3(1.云南电网有限责任公司电力科学研究院,昆明650217;2.南方电网电能计量重点实验室,昆明6502173.昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明650500)摘要为了确保电网调度远动设备传送信息的准确可靠和管理人员及时对电网通信过程中的故障进行分析、处理,开发了一个对使用传输规约IEC60870-5—101的远动设备进行测试分析的系统。根据云南电网调度自动化系统生产运行的实际情况,通过对101规约进行建模分析来实现测试系统的设计,利用

2、此测试系统对远动设备进行实地测试,对所形成的报文进行分析得到设备的实时运行状态,能够准确诊断并快速处理远动信息的故障。通过对测试数据进行分析,达到对使用101规约的远动设备进行检测的目的,以便提高工作人员的工作效率。关键词传输规约IEC60870—5-101测试系统远动设备报文分析中图分类号THl65+.2文献标识码A文章编号1000—3932(2016)03-0308-05目前国际标准传输规约IEC60870.5.101(简称101规约)基本远动任务配套标准(即中国电力系统行业标准DL/T634.5101.2002/IEC60870.5-101:2002基本远动任

3、务配套标准)在电力系统远动传输中已经广泛使用⋯。2008年狄文辉等在基于101规约的电力远动通信测试软件中对报文的分析算法进行了重点分析¨1。2012年董白丹在电力远动自动化测试系统分析和探讨中对系统的功能和原理方面做了分析¨o。随着电力系统设备越来越多,远动设备兼容性的问题也日益突出。而在实际应用中,为保证实现相同规约的不同设备能够通信,需要确定该设备的规约实现是否符合标准,这就需要有相应的测试工具,电力远动规约测试系统的出现,在一定程度上满足了这一需求‘4

4、。笔者根据云南电网调度的远动设备生产运行的实际情况,利用C++编程对远动设备101规约测试系统的对象进行建

5、模、设计与实现,对测试的各模块和数据进行相应的分析。利用Access2003建立数据库来存储程序中101规约报文转化的结果。1101规约概述101规约来自《中华人民共和国国家标准远动设备及系统》GB/T16436.1—1996,具体指远动设备及系统传输规约第101篇——基本远动任务。其基本远动配套标准规定了电网的数据采集和监视控制系统中主站与子站之间以问答的方式进行数据传输。笔者采用非平衡的传输方式,该方式针对信息采集、处理均由主站控制,实现简单,易于控制。101规约的传输帧格式有:单字符格式、固定帧格式和可变帧格式。单字符一般用于确认数据;固定帧主要用于链路层服务

6、;可变帧主要用于主站和子站间的数据交换。101规约的3种级别服务和功能见表1。表1101规约级别服务和功能收稿日期:2016-01.27(修改稿)基金项目:国家自然科学基金资助项目(51567013);基于多源传感的配网设备故障检测数据融合关键技术研究项目(2013FZ021)第3期王听等.远动设备IEC60870-5.10l非平衡规约的测试研究3092101规约建模分析笔者在建模时主要用静态测试用例和泳道图对对象和建模流程进行分析。用例是对用户需求(主要功能需求)的规范化描述,最终为用户和开发者提供一种相互交流的手段。用例图给出了用例之间和同用例参与者之间的联系、

7、系统需要什么功能、各功能之间的关系,如图1所示。在图1中,对远动规约测试系统而言,它所需要实现的功能包括了新建项目、打开项目、项目属性、启停端口、屏显操作、模拟主站或模拟子站等,测试人员以模拟主站或模拟子站的方式对系统的整体功能进行测试,最终来评定此系统是否符合用户需求。图1101测试用例图动态模型表达了所有时间内对象的变化和对象之间关系的变迁"。。泳道图是描述流程中对象与对象之间关系的特殊图标,它有利于分清在流程过程中每个对象的工作范围,同时对业务流程进行梳理,如图2所示。在图2中,101非平衡传输过程包括链路初始化过程、基本问答过程和其他问答过程。在链路初始化过

8、程中首先主站向子站询问,再由子站向主站询问,其次主站发送总召唤命令,最后主站发送时钟同步命令,最终完成初始化过程;在基本问答过程中,如果不存在1、2级数据,则否定报文回答(否定回答是单个字符“E5H”);在其他问答过程中,遥控选择命令以遥控选择确认帧回答,遥控执行命令以遥控执行确认帧回答,召唤电度命令以传送电度数据帧回答等。主站和子站之间进行通信之前必须保证通信链路的畅通,通常由主站向子站发送请求链路状态命令来检测双方通信链路是否正常。为了给主站、子站间的通信提供正确的时标或日期,子站与主站时钟必须同步。对于101非平衡主要有固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格

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