一种基于IEC 61850的高速铁路智能远程测控终端制造技术

一种基于IEC 61850的高速铁路智能远程测控终端，包括主控板、遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件；所述遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件与主控板的交互采用CAN总线实现，所述主控板通过双冗余以太网与控制中心通信，通信协议遵循IEC 61850标准。所述测控终端采用嵌入式数据库实现数据存储和管理，数据库通过事务来进行调度和并发控制，有效地对数据进行查询、存取等共享操作，既要完成远动的四遥功能，又要具有故障录波功能，并且要求支持IEC 61850。本发明专利技术智能远程测控终端完全支持IEC 61850标准，实现信息交流标准化，具有配置灵活、自我描述、即插即用的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，属高速铁路智能测控

技术介绍
公告号CN102325149公开了电气化铁路智能网络远程测控终端系统，该系统由主控通信插件、遥信插件、遥控插件、遥测插件组成，设备设计支持协议包括IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、Modbus、CDT等目前业内较为通用的协议标准。目前高速铁路供电综合监控系统大多采用IEC60870-5-104远动规约作为控制站与被控站之间的通信规约。然而由于被控站设备厂家较多，不同厂家对IEC60870-5-104规约扩展的做法不同，可能导致系统的可扩展和可维护性较弱。代表国内外最新技术，能实现“一个世界、一种技术、一个标准”的IEC61850标准可以弥补目前存在的不足，提升系统的可维护性及扩展性。当前，IEC61850已成为变电站内部网络数据通信的国际最新标准，在国内外新的变电站自动化系统中正在受到推崇，并且随着IEC61850Ed2.0的发布，IEC61850的覆盖范围已扩展至SCADA系统，今后新开发的SCADA产品无论是控制中心，还是被控站都将逐渐全面支持IEC61850标准。目前，常用的实时数据存储和管理的方法主要是依据具体存储硬件人为地设计内存数据结构与管理算法。这种方法虽然简单直接，但造成软件可移植性差，对较复杂的算法很难达到高可靠性的要求。
技术实现思路
为克服现有技术不足，本专利技术目的是提供一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端。既要完成远动的四遥功能，又要具有故障录波功能，监控测点多，实时数据量大，并且要求支持IEC61850。实现本专利技术的技术方案如下：一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，包括主控板、遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件；所述遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件与主控板的交互采用CAN总线实现，所述主控板通过双冗余以太网与控制中心通信，通信协议遵循IEC61850标准。所述测控终端采用嵌入式数据库实现数据存储和管理，数据库通过事务来进行调度和并发控制，有效地对数据进行查询、存取等共享操作，既要完成远动的四遥功能，又要具有故障录波功能，并且要求支持IEC61850。所述主控板内设有设备管理单元、通信管理单元和数据管理单元。所述设备管理单元设有WEB维护模块和LCD显示模块。所述通信管理单元设有CAN通信模块和61850服务器模块。所述数据管理单元设有数据库和数据分析模块，采用SQLite嵌入式数据库完成实时数据管理、操作、存储；在SQLite中建有遥测表和遥信表，分别存储采集来的遥测和遥信数据。所述遥测卡件主要完成现场交、直流模拟量的采集及交流模拟量的有效值运算及相关测量参数的计算；采用32位高性能DSP处理器，每个卡件的通道容量为18路交流电流、3路交流电压、4路直流。单装置可配置多块卡件，采用硬件对时实现多路交流同步采样。输出的测量参数有相/线电流、相/线电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、直流量等。所述遥信卡件实现现场开关量的采集和处理，采用高性能的32位ARM处理器，每个卡件可采集64路开关量信号，开关量输入信号采用光耦隔离。所述遥控卡件实现对现场开关的控制功能，并根据遥控输出继电器的执行情况，将执行结果反馈给主控板，采用高性能的32位ARM处理器，每个卡件有32路控制输出。所述测控终端建立在数据库基础之上，所述测控终端设计有三个数据库：配置数据库、实时数据库和日志数据库。其中，配置数据库存储和管理与系统配置相关的信息，位于非易失性存储器；实时数据库位于内存中，存储和管理系统运行时的测量数据，包括遥测量、遥信量；日志数据库存储和管理系统运行时产生的日志记录，位于非易失性存储器。所述61850服务器模块包括61850服务器API、ACSI信息模型、ACSI服务、MMS对象、MMS服务器、硬件平台抽象层等子模块。所述61850服务器API向外部应用提供标准的IEC61850服务，通过61850服务器API创建一个完全遵循IEC61850的服务器设备IED；所述61850服务器API提供三种建立服务器IED数据模型的方法：第一种方法是生成完整的运行时无法修改的静态模型，这种方式将SCL文件提供的数据模型转换为C语言源代码，静态编译到应用程序，由于无需配置文件解析工具，该方式占用空间少；第二种方法是一个纯编程模型生成方法，该方法中数据模型是由API调用在运行时产生的；第三种方法是采用配置文件来为61850设备模型配置有关应用。所述ACSI信息模型包括基本信息模型和信息交换模型；基本信息模型包括服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据和数据属性这五个层次，通常一个物理装置为一个IED，一个IED通常对应一个SERVER，每个SERVER包含一个或多个LOGICAL-DEVICE，每个LOGICAL-DEVICE包含多个LOGICAL-NODE，依次类推；这种分层的信息模型在数据结构的设计上采用二叉树的三叉链表存储结构，三叉链表由二叉链表存储结构改进所得，增加指向父节点的指针，能更好地实现节点间的访问、遍历。所述MMS对象模型由61850的IED数据模型自动映射生成。所述MMS服务器为61850的ACSI服务提供MMSServerAPI，实现MMS通信服务，包括环境管理服务，变量访问服务，日志管理服务，文件管理服务；MMS作为OSI参考模型的应用层标准，其MMS服务必须在下层通信系统的支持下完成，它需要使用OSI表示层向它提供服务，MMS服务还包括表示层有关服务的实现。所述硬件平台抽象层包括：thread、time、socket、ethernet抽象层，是为适应不同操作系统而设计的，方便移植到新平台，这些功能的实现能避免应用对底层平台的依赖。本专利技术的有益效果在于，本专利技术智能远程测控终端完全支持IEC61850标准，实现信息交流标准化，具有配置灵活、自我描述、即插即用的特点。本专利技术利用嵌入式数据库技术，解决数据容量大存在的数据管理问题，使采集数据的存储更加规范，同时提高数据存储和读取的效率，方便数据管理，提高系统的实时性、稳定性和可扩展性。本专利技术测控终端硬件结构更改小，软件采用模块化设计，降低了系统的复杂性，提高了软件的可移植性，大大降低了开发成本。附图说明图1为本专利技术基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端硬件结构图；图2为本专利技术基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端软件信息流示意图；图3为本专利技术61850服务器模块软件框架；图4为本专利技术基于IEC61850的对象模型。具体实施方式现结合图1介绍本专利技术基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端的具体实施方式。图1为本实施例远程测控终端硬件结构图。本实施例智能远程测控终端包括主控板、遥信卡件、遥测卡件和遥控卡件。所述主控板内设有设备管理单元、通信管理单元和数据管理单元。所述遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件与主控板的交互采用CAN总线实现，主控板通过双冗余以太网与控制中心通信，通信协议遵循IEC61850标准。本实施例测控终端主控板的设备管理单元设有WEB维护和LCD显示模块。本实施例测控终端主控板的通信管理单元设有CAN通信模块和61850服务器模块。本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IEC 61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述测控终端包括主控板、遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件；所述遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件与主控板的交互采用CAN总线实现，所述主控板通过双冗余以太网与控制中心通信，通信协议遵循IEC 61850标准；所述测控终端采用嵌入式数据库实现数据存储和管理，数据库通过事务来进行调度和并发控制，有效地对数据进行查询、存取等共享操作，既要完成远动的四遥功能，又要具有故障录波功能，并且要求支持IEC 61850。

【技术特征摘要】
1.一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述测控终端包括主控板、遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件；所述遥信卡件、遥测卡件、遥控卡件与主控板的交互采用CAN总线实现，所述主控板通过双冗余以太网与控制中心通信，通信协议遵循IEC61850标准；所述测控终端采用嵌入式数据库实现数据存储和管理，数据库通过事务来进行调度和并发控制，有效地对数据进行查询、存取等共享操作，既要完成远动的四遥功能，又要具有故障录波功能，并且要求支持IEC61850。2.根据权利要求1所述一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述主控板内设有设备管理单元、通信管理单元和数据管理单元；所述设备管理单元设有WEB维护模块和LCD显示模块；所述通信管理单元设有CAN通信模块和61850服务器模块；所述数据管理单元设有数据库和数据分析模块，采用SQLite嵌入式数据库完成实时数据管理、操作、存储；在SQLite中建有遥测表和遥信表，分别存储采集来的遥测和遥信数据。3.根据权利要求1所述一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述遥测卡件完成现场交、直流模拟量的采集及交流模拟量的有效值运算及相关测量参数的计算；采用32位高性能DSP处理器，每个卡件的通道容量为18路交流电流、3路交流电压、4路直流;单装置可配置多块卡件，采用硬件对时实现多路交流同步采样；输出的测量参数有相/线电流、相/线电压、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率和直流量。4.根据权利要求1所述一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述遥信卡件实现现场开关量的采集和处理，采用高性能的32位ARM处理器，每个卡件可采集64路开关量信号，开关量输入信号采用光耦隔离。5.根据权利要求1所述一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述遥控卡件实现对现场开关的控制功能，并根据遥控输出继电器的执行情况，将执行结果反馈给主控板，采用高性能的32位ARM处理器，每个卡件有32路控制输出。6.根据权利要求1所述一种基于IEC61850的高速铁路智能远程测控终端，其特征在于，所述测控终端有三个数据库：配置数据库、实时数据库和日志数据库；所述配置数据库存储和管理与系统配置相关的信息，位于非易失性存储器；所述实时数据库位于内存中，存储和管理系统运行时的测量数据，包括遥测量、遥信量；所述日志数据库存...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅钦翠，陈剑云，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36