淺析配網自動化中遠方終端的設計與調試

摘 要：配網自動化系統主要包括主站、子站以及遠方終端幾大部分，這其中的遠方終端是通過對配網運行數據的采集與分析，明確并處理配網中存在的故障，是保證配網自動化高效運行的基礎設施。基于此，為進一步優化配網自動化建設，該文就對配網自動化遠方終端的設計及調試進行較為深入的探討。

關鍵詞：配網自動化 遠方終端 設計 調試

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（c）-0067-03

傳統意義上的配網智能系統的遠方終端主要起到采集、上傳數據以及下達命令等功能[1]。隨著智能自動化技術的發展，配電網自動化系統的遠方終端在RTU數據庫的基礎上，結合了API通用接口軟件以及PLC編程控制器，實現信息傳輸的標準細節制定、規約擴展與文件高速傳輸的功能實現以及自動化遠程操控。

1 配網自動化中遠方終端的設計

1.1 RTU數據庫設計

（1）設備庫：設備序號、安裝位置、廠家名稱、設備名稱、型號、通信規約、接口類型（LAN＼RS232）、接口地址（IP或COM1）等。

（2）YX庫：設備序號、YX序號、YX名稱、YX類型等。

（3）YC庫。

（4）YK庫。

（5）告警歷史庫（SOE、YX 變位、遙控記錄、時間記錄）：設備序號、YX序號、YX名稱、動作（分-->合 、合->分）、動作時間、類型（SOE、YX 變位、YK操作）。

（6）設備參數庫：設備序號、參數組號、參數組名稱、參數名稱、序號（本組中的序號）、類型（整型、浮點型、邏輯型）。

1.2 API通用接口軟件設計

目前實現通用接口軟件技術方案主要有以下幾種。

1.2.1 設備驅動模式接口軟件開發（API函數級的統一）

設備驅動模式接口軟件開發：將各個廠家每類設備功能進行封裝統一，通過標準的API函調用。

優點：各類設備現有程序不需要發生變化。

缺點：（1）需每類設備獨立開發標準API的封裝庫（動態鏈接庫），開發難度較大；（2）設備差異不能有效消除，可擴展性差，只能在交互界面盡量形式上統一；（3）只能支持本地調試，不能跨平臺遠程維護。

1.2.2 基于標準規約模式接口軟件開發（通訊規約級的統一）

基于標準規約模式接口軟件開發：在現有標準通訊規約的基礎增加遠程維護與遠程升級功能模塊[2]。

通用接口軟件開發組成如下。

（1）標準規約文件傳輸實現標準細節制定、規約擴展與文件傳輸的程序實現。

（2）通用接口軟件功能界面、通訊規約擴展與設備數據庫軟件實現。

（3）終端類設備參數與程序文件對設備功能的維護與升級的軟件實現。

通用接口軟件的創新性如下。

（1）設備維護規約由內部的、非標通訊方法統一到標準的外部通訊規約。

（2）設備維護的差異與復雜性由標準的文件傳輸進行統一與簡化。

（3）設備維護與擴展實現文件格式形成統一的標準化文件。

2 配網自動化中遠方終端的調試

在配網調試軟件方面，各廠商因設計思想不盡相同，在調試軟件與調試接口線上存在很大差異。本文就以北京科銳開發的自動化通用調試軟件IEC104規約文件傳輸協議在配網遠方終端調試的應用為例，對遠方終端的調試方案進行探討。

2.1 調試軟件下發文件過程

調試軟件向配電終端發送文件傳輸命令（類型標識TI=120，傳送原因COT=6），命令報文應包括將要下裝的參數文件的大小、CRC校驗碼信息。

配電終端確認已收到文件傳輸命令（類型標識TI=120，傳送原因COT=7），存儲參數文件大小、CRC校驗碼信息，執行文件傳輸進程。

調試軟件向配電終端傳輸文件（類型標識TI=121，傳送原因COT=13），每包數據報文包括數據內容起始地址、長度和CRC校驗碼信息。

配電終端核對每包數據報文的CRC校驗，如正確，存儲報文中的數據信息；如錯誤，回復否定確認報文（類型標識TI=121，傳送原因COT=47）。

調試軟件發送最后一包數據報文（類型標識TI=123，傳送原因COT=13），配電終端核實無誤后，對數據包進行組合，根據之前存儲的文件大小、CRC校驗信息，核對文件正確性。

配電終端確認文件生成正確，向調試軟件發送文件認可報文（類型標識TI=124，傳送原因COT=6），調試軟件回復確認（類型標識TI=124，傳送原因COT=7），文件傳輸進程結束。如果配電終端確認文件生成錯誤，向調試軟件發送文件否定認可報文（類型標識TI=124，傳送原因COT=46），調試軟件系統重新下發文件。（如圖1所示）

2.2 調試軟件召喚文件過程

調試軟件向配電終端發送召喚文件命令（類型標識TI=122，傳送原因COT=6），指定參數組，定義文件傳輸包長度。

配電終端提取調試軟件指定參數組相關參數，生成文件，計算數據內容長度和CRC校驗和，回復確認（類型標識TI=122，傳送原因COT=7），調試軟件存儲數據內容長度和CRC校驗和信息。

配電終端按照調試軟件定義的文件傳輸包長度對數據內容進行分包，向調試軟件傳輸文件（類型標識TI=121，傳送原因COT=13），每包數據報文都包括數據內容CRC校驗和信息。

調試軟件對配電終端上傳的每包數據報文進行校驗，驗證數據內容準確性，如正確，存儲報文中的數據信息[3]；如錯誤，回復否定確認報文（類型標識TI=121，傳送原因COT=47）。

配電終端發送最后一包數據報文（類型標識TI=123，傳送原因COT=13），后臺軟件回復確認后，對數據包進行組合、解析，驗證文件長度和CRC校驗和，確認文件正確性。

后臺軟件確認文件正確，向配電終端發送文件認可報文（類型標識TI=124，傳送原因COT=6），配電終端回復確認（類型標識TI=124，傳送原因COT=7），召喚文件進程結束。如果調試軟件確認文件生成錯誤，向配電終端發送文件否定認可報文（類型標識TI=124，傳送原因COT=46），配電終端重新上傳文件。（如圖2所示）

2.3 調試軟件下發文件生效命令

配電終端在對調試軟件系統下發的文件參數發送正確認可報文后，等待調試軟件下發文件生效命令。

調試軟件向配電終端發送文件（指定參數組）生效命令（類型標識TI=127，傳送原因COT=6），配電終端回復確認（類型標識TI=127，傳送原因COT=7），執行文件起用命令（覆蓋裝置內原參數配置文件）。（如圖3所示）

3 結語

綜上所述，遠方終端是配網自動化系統的重要組成部分，為提高有效提升配網自動化系統的應用質量，需要對RTU、API接口軟件進行科學設計，并采用適宜的調試軟件進行終端調試，確保系統的高質量運行。

參考文獻

[1]韓國政，徐丙垠，索南加樂，等.基于IEC 61850的配網自動化通信技術研究[J].電力系統保護與控制，2013（2）：62-66.

[2]齊昕，張育臣，唐喜，等.基于IEC61850的配網成套開關狀態監測系統研制[J].電力系統保護與控制，2015（6）：109-114.

[3]歐陽衛年，吳樹鴻，李高明，等.基于DMS的配網自動化終端遙測異常診斷方法及系統應用[J].自動化與儀器儀表，2015（12）：132-134.