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2024年4月28日发(作者：matlab为什么那么大)

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ＮＳ３０００变电站系统前置通讯通用接口的先进性及其应用分析　

葛长明韩伟　

（国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京２１００６５）　

摘要：ＮＳ３０００变电站监控系统在前置通讯接口上采用分层控制处理模式，应用层和通讯层分开处理，拥有架构简单、层次清晰、扩　

展容易等特点，现对其先进性及应用进行介绍。　

关键词：ＮＳ３０００变电站监控系统；前置通讯；全过程处理；分层控制处理　

Ｏ引言　

目前，全国各地区各电压等级的变电站大都已经实现了变　

启１６个串Ｅｌ程序、６个ＵＤＰ／ＩＰ程序、６个ＴＣＰ／ＩＰ程序共２８　

个进程。所以，在全过程处理程序　

的工作方式下，由于每个进程都占　

用不同的内存片，造成了内存空间　

电站自动化的综合监控，尽管不同厂家的监控系统实现方法有　

所不同，但基本功能都差不多。变电站监控系统的前置通讯模　

块主要负责完成全站数据采集、处理，写入前置数据库等功能，　

是整个系统的数据之源，所以它在变电站监控系统中非常重　

比较乱，同时也存在着大量的内存　

浪费；由于进程较多，进程管理和　

进程守护也比较困难；另外，开发　

新的前置通讯程序需要编写通讯　

层和应用层程序的全过程，增加了　

工作量和出错的概率。全过程处　

理程序的优点是：扩展新程序会比　

较方便，而且单一进程有问题基本　

不会影响其他进程。　

全过程处理程序的流程如图１　

所示（以部颁ＩＥＣ１０１问答式主站　

规约为例）。　图１　全过程处理程序流程图　

要。目前的变电站监控系统应用软件都是建立在Ｗｉｎｄｏｗｓ、　

Ｓｏｌａｒｉｓ、ＳＣＯ　ＵＮＩＸ、Ｌｉｎｕｘ等多任务多进程操作系统上的，每种　

保护或测控装置的通讯程序都用单一进程控制，然后进程之间　

通过信号、消息和共享内存等机制实现通讯或数据信息的共享　

交换。变电站监控系统前置通讯程序的前置数据处理方式基　

本包括全过程处理和分层控制处理２种，下面进行详细分析。　

１全过程处理程序　

全过程处理程序由于通讯层过程和应用层过程在同一个　

程序中实现，造成了每个接口都需要启一个进程。例如：某机　

器前置通讯接有很多保护或测控装置，共需要１６个串口、６个　

ＵＤＰ／ＩＰ链接、６个ＴＣＰ／ＩＰ链接，则该机器前置通讯进程就要　

２分层控制处理程序　

ＮＳ３０００变电站监控系统采用的是分层控制处理程序工作　

４结语　

渐开线花键的标准压力角有３Ｏ。、３７．５。和４５。３种，而不是　

２０。，难以通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的Ｔｏｏｌｂｏｘ插件进行建模，采用参数　

方程可很好地解决这一难题，该方法也为非标准渐开线齿轮的　

图１５创建基准面　图１６扫描路径　

三维建模提供了启示。通过渐开线参数方程形成的渐开线齿　

廓精度较高，有助于在后继的ＣＡＭ中加工出高精度的渐开线　

３．２．３扫描切除　

执行“扫描切除”命令，选择“轮廓扫描”，以键槽齿廓为轮　

廓，拾取扫描路径，得如图１７所示的１条渐开线键槽。对扫描　

切除的特征进行２８个实例数的圆周阵列，完成渐开线花键的　

创建，如图１８所示。　

齿廓。“通过ｘｙｚ点的曲线”方式生成渐开线的精度取决于ｔ的　

增值，ｔ增值越小，精度越高，而“方程式驱动的曲线”适用于　

ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ　２０１０及以上版本。　

［参考文献］　

Ｅ１］陈秀宁．机械设计基础［Ｍ］．杭州：浙江大学出版社，１９９３　

［２］张晋西，郭学琴．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ及ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ机械仿真设　

／　嚣　

图１７扫描切除　图１８圆周阵列　

计［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００７　

［３］韩斌慧．渐开线内花键传动轴实体造型［Ｊ］．机械与电子，２００９　

（１）　

３．３添加其他特征，完成花键轴的　

实体造型　

参照零件图所示各部分位置，　

建立辅助基准面，通过切除特征生　

成１个键槽、６个沉孔，并添加倒　

角、圆角等特征，最后完成如图１９　

所示过渡联接轴的实体造型。　

图１９成形后的过渡联接轴　

［－４３　ＤＩＮ５４８０—２中文版［ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｅｎｋｕ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｒｎ／ｖｉｅｗ／　

９ｄＯ８ｃｃｌ】６ｅｄｂ６ｆｌａｆｆ００１ｆ３ｂ．ｈｔｍｌ　

收稿日期：２０１３—０８—３０　

作者简介：许金伟（１９７３一），男，浙江龙泉人，硕士研究生，中　

学高级教师，主要从事机械加工技术的教学研究工作。　

机电信息２０１３年第３６期总第３９０期１２７　

≥设计与分析◆ｓｈｅ　

方式，该系统通讯层守护程序用ｆｃｏｍｍ程序管理，应用层守护　

程序由ｐｒｏｔｏｃｏｌ程序管理。　

ＮＳ３０００变电站监控系统通讯层管理程序包括ｆｔｔｙ、ｆｃａｎ、　

ｆｕｄｐ、ｆｔｃｐ

ｃ、ｆｔｃｐ

２＿２分层控制处理程序的应用　

ＮＳ３０００变电站监控系统的启动过程为：ｏｒａｃｌｅ商用数据库　

启动、后台（告警、画面、报表、采样等）程序启动、前置实时库的　

Ｓ、ｔｓ

～—

ｃｏｒｎ等。　

初始化程序启动、前置通讯层守护程序（ｆｃｏｍｍ）启动、前置应用　

层守护程序（ｐｒｏｔｏｃｏ１）启动、其他前置进程（ｐｒｏｔｅｃｔ

ｎｅｔ、ｂｈ

ｆｔｔｙ：串口管理程序，主要负责串口的启动、初始化和串口　

数据的收发。　

ｆｃａｎ：ＣＡＮ网管理程序，主要负责ＣＡＮ网的启动、初始化　

ｔＯ

ｙｘ、ｆｒｏｎｔ

ｎｅｔ等）的启动。　

前置通讯层守护程序（ｆｃｏｍｍ）启动后，该进程读取数据库　

和ｃＡＮ网数据的收发。　

ｆｕｄｐ：ＵＤＰ网络程序，主要负责ＵＤＰ协议ｓｏｃｋｅｔ的创建、　

初始化和ｓｏｃｋｅｔ数据的收发。　

ｆｔｃｐ

Ｃ：ＴＣＰ客户端网络程序，主要负责ＴＣＰ协议客户端　

ｓｏｃｋｅｔ的创建、初始化和ｓｏｃｋｅｔ数据的收发。　

ｆｔｃｐ

＿

ｓ：ＴＣＰ服务器网络程序，主要负责ＴＣＰ协议服务器　

ｓｏｃｋｅｔ的创建、初始化、关闭操作和ｓｏｃｋｅｔ数据的收发。　

ｔｓ

ｃｏｒｎ：终端服务器ｓｏｃｋｅｔ的创建、初始化、关闭操作和　

ｓｏｃｋｅｔ数据的收发。　

ＮＳ３０００变电站监控系统通讯层管理程序除了支持以上几　

种模式外，还支持ｆｕｄｐ＋ｆｔｃｐ—Ｃ和ｆｕｄｐ＋ｆｔｃｐ—Ｓ等组合模式。　

ＮＳ３０００变电站监控系统应用层管理程序包括ｉｅｃｌ０４　

（ＩＦＸ２１０４规约的接收程序）、ｉｅｃｌ０４一ｚｆ（ＩＥＣ１Ｏ４规约的转发程序）、　

ｃｄｔ（ＣＤＴ规约的接收程序）、ｃｄｔ＿ｚｆ（ＣＤＴ规约的转发程序）等。　

２．１　分层控制处理程序的优缺点　

（１）通讯层管理程序在同一种物理接口参数一致的情况下　

只启１个进程。所有的串口设备由ｆｔｔｙ串口管理程序统一管理；　

所有ＣＡＮ网设备由ｌｅａｎ　ＣＡＮ网管理程序统一管理；所有ＵＤＰ　

协议用ｆｕｄｐ通讯层程序管理，不同端口号的ＵＤＰ协议启动时　

ｆｕｄｐ进程所带的参数不同（例如进程名称为ｆｕｄｐ　８０００　６，８０００为　

端口号，６为链接个数）；所有ＴＣＰ协议客户端用ｆｔｃｐ　ｃ通讯层程　

序管理，不同端口号的ＴＣＰ协议客户端启动进程时所带的参数　

不同。所有ＴＣＰ协议服务器用ｆｔｃｐ＿ｓ通讯层程序管理，不同端　

口号的ＴＣＰ协议服务器启动进程时所带的参数不同。所有终端　

服务器用ｔｓ＿ｃｏｍ通讯层程序管理。和全过程处理程序相比，分　

层控制处理程序有效减少了进程的数量．提高了ＣＰＵ和内存的　

利用率。缺点就是对物理接口程序的参数控制和数据收发参数　

要求较严格，如果控制不好，有可能影响整个类型接口的程序。　

（２）每个应用层程序对应一种规约，这一点和全过程处理程序一　

样，只是缺少了通讯层的部分。（３）分层控制处理程序进程守护　

比较简单。南于进程个数较少，且每个进程名称和参数唯一，可　

以南守护程序监视进程的存在；一旦通讯层管理程序非正常退　

出，通讯层守护程序ｆｃｏｍｍ会重启该通讯层管理程序；一旦应用　

层管理程序非正常退出，应用层守护程序ｐｒｏｔｏｃｏｌ会重启该应用　

层管理程序。（４）同一个应用层的规约可以用不同的通讯层管　

理程序实现，而不用修改程序。例如现场保护设备为串口通讯　

设备，通讯过程中出现了问题，现场将问题报文发回公司。公司　

技术人员完全可以在应用层规约配置不变的情况下，将通讯层　

管理程序由ｆｔｔｙ改为ｆｕｄｐ，然后用ＵＤＰ网络工具模拟现场报文　

进行问题分析，迅速定位并处理问题，这就节约了搭建串口通讯　

环境的时间，提高了问题的处理效率。（５）在物理层管理程序已　

经完备的情况下，新增前置规约程序只要增加应用层程序，直接　

调用物理层管理程序的接口函数即可，节省了程序开发和调试　

时间，维护更简单。　

１２８　

定义链路信息启动相应的通讯层管理程序，然后守护其运行。　

通讯层管理程序启动后，先初始化接口参数；再进入主循环开　

始扫描发送报文共享内存区，该共享内存区有报文时发送该报　

文；然后从接口接收报文，如果接收到报文则将接收报文放人　

接收报文共享内存区。　

前置应用层守护程序（ｐｒｏｔｏｃｏ１）启动后，该进程读取数据库　

定义规约信息启动相应的应用层管理程序，然后守护其运行。　

应用层管理程序启动后，先初始化规约参数；再进入主循环开始　

发送报文时间扫描，满足发送时间间隔发送相应报文到发送报　

文共享内存区；然后扫描接收报文共享内存区有无接收报文，如　

有接收报文则处理该报文存入前置库，并发送相应信号给后台。　

前置进程ｆｒｏｎｔ—ｎｅｔ定时发送全数据给后台，实时发送变位　

数据和变化数据给后台。　

分层控制处理程序的流程如网２所示（以部颁ＩＥＣ１０１问　

答式主站规约为例）。　

图２分层控制处理程序流程图　

３结语　

在采用分层控制通讯模式后，ＮＳ３０００变电站监控系统前　

置模块的结构变得简单清晰，前置规约扩充更加容易；由于数　

据具有层次性，容易开发Ｔ具监视过程数据，使分析处理问题　

变得更简单。　

［参考文献］　

Ｅ１］国电南瑞科技股份有限公司．ＮＳ３０００计算机监控系统系统使　

用手册（资料版本号：Ｖ８）　

收稿日期：２０１３—０８—１９　

作者简介：葛长明（１９７５一），男，河南鹤壁人，工程师，研究方　

向：变电站自动化技术。　


本文标签： 程序 进程 前置 系统 渐开线

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