一種用于替換ge遠動控制裝置的模擬系統的制作方法
【專利摘要】一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，它包括新型遠動主控制器、人機界面模塊、網絡轉高級數據鏈路控制器和采集的輸入輸出模塊；所述采集輸入輸出模塊與所述網絡轉高級數據鏈路控制器通過HDLC總線連接；所述網絡轉高級數據鏈路控制器與所述新型遠動主控制器通過以太網線連接；所述新型遠動主控制器與所述人機界面模塊通過以太網線連接。本發明通過在系統中增加網絡轉高級數據鏈路控制器，在新型的主控制器中模擬原GE遠動控制裝置模塊，實現了即插的替換系統，從而減少了現場調試、維護工程量、施工費用、安裝空間、節約了調度通道、提高了網絡數據安全性；工程上減少了配合廠家，同時降低了調試難度，節省了安裝時間。
【專利說明】一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能變電站的自動化控制【技術領域】，具體地講就是涉及一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，節約了調試時間，降低了安裝成本。
【背景技術】
[0002]GE遠動控制裝置在變電站綜合自動化中承擔著數據采集、運動通信、操作監控三大任務的主要設備，是一個持續運行的系統，而設備的元器件每年都要老化，由于設備的老化引起變電站綜合自動化系統不穩定，從而影響了該領域的生產；某些變電站綜合自動化系統使用的是很老的通信模式，速度非常慢，隨著技術發展，在某些情況下，用戶想使用先進而且更加安全的通信方式，由于硬件的限制，老的系統已經無法運行新的功能模塊。
[0003]針對更換老化的設備，通用的做法是拔掉老的系統，采用全新的系統，這會給用戶造成很大的工作量:采集輸入輸出模塊需要重新布線，成千上萬個系統點需要重新校對，調試周期很長，雖然新的通信應用可以在新的系統中運行，但是不可避免的會造成預想不到的錯誤。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對現有的GE遠動控制裝置更換老化設備是需要重新布
[0005]線，更新調試周期長的技術缺陷，提供一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，屬于一個即插系統，無需重新布線，重新校點，從而大大縮短更換老化系統的調試時間，保證變電站綜合自動化系統的穩定性。
[0006]技術方案
[0007]為了實現上述技術目的，本發明設計一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:它包括新型遠動主控制器、人機界面模塊、網絡轉高級數據鏈路控制器和采集的輸入輸出模塊；
[0008]所述采集輸入輸出模塊與所述網絡轉高級數據鏈路控制器通過HDLC總線連接；
[0009]所述網絡轉高級數據鏈路控制器與所述新型遠動主控制器通過以太網線連接；
[0010]所述新型遠動主控制器與所述人機界面模塊通過以太網線連接。
[0011]進一步，所述新型遠動主控制器包括至少一個以太網接口、8個串行接口和I個GPS 接口。
[0012]進一步，所述新型遠動主控制器模塊包括主處理器控制模塊、模擬GE遠動控制模塊、數據庫同步模塊和可擴展通信模塊，各模塊通過數據總線連接。
[0013]進一步，所述主處理器控制模塊為嵌入式處理器。
[0014]進一步，所述模擬GE遠動控制模塊包含處理器模擬單元、操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元、內存交換數據模擬單元、配置信息及數據庫模擬單元、外部中斷模擬單元、模擬串行口單元、模擬以太網接口單元、模擬HDLC接口單元和I毫秒時間源模擬單元;[0015]所述操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元和配置信息及數據庫模擬單元在啟動時分別通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，讀取GE老化的遠動控制裝置的二進制文件，解析并形成新型主控制器識別的指令，把指令放到所述的內存交換數據模擬單元中；
[0016]所述外部中斷模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于完成GE老化的遠動控制系統的外部中斷的響應處理；
[0017]所述模擬串行口單元通過數據總線與串行口連接，用于完成原老化系統串行口數據的收發；
[0018]所述模擬以太網接口單元通過數據總線與以太網口連接，用于完成原老化系統以太網數據的收發；
[0019]所述模擬HDLC接口單元通過數據總線與以太網口連接，負責把原老化系統HDLC數據先轉化為以太網數據，通過以太網接口發送出去，或者從以太網口收到網絡數據后，先轉化為HDLC數據，通過數據總線發給所述的主處理器控制模塊，為了提高以太網傳輸速度，采用了原始套接字網絡通信方式，從而完成原老化系統HDLC數據收發；
[0020]所述的I毫秒時間源模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于收到GPS外部時鐘同步信息后，經過內部時鐘同步總線，把外部輸入的GPS對時同步信號擴展到各個功能模塊，保證系統各個模塊的時鐘一致，保證精度達到I毫秒。
[0021]進一步，所述數據庫同步模塊用于把GE遠動控制器原有的數據庫同步到新型的遠動主控制器的數據庫中。
[0022]進一步，所述可擴展通信模塊用于通過以太網接口或者串行通信接口擴展各種特定的通信模塊。
[0023]進一步，所述網絡轉高級數據鏈路控制器包含高性能的嵌入式處理器板、至少一個以太網接口和一個HDLC接口 ；
[0024]所述高性能嵌入式處理器能夠實時讀取以太網上的數據，經過處理后，按照HDLC定義格式輸出。
[0025]進一步，所述人機界面模塊包含一臺液晶顯示器，用于通過界面操作把老化的GE遠動控制裝置的二進制文件通過以太網接口下載給所述的新型的遠動主控制器。
[0026]有益效果
[0027]本發明公開的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，通過在系統中增加網絡轉高級數據鏈路控制器，在新型的主控制器中模擬原GE遠動控制裝置模塊，實現了即插的替換系統，從而減少了現場調試、維護工程量、施工費用、安裝空間、節約了調度通道、提高了網絡數據安全性；工程上減少了配合廠家，同時降低了調試難度，節省了安裝時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖1是本發明的結構示意圖。
[0029]附圖2是本發明流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步說明。[0031]實施例
[0032]如附圖1所示，一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:它包括新型遠動主控制器、人機界面模塊、網絡轉高級數據鏈路控制器和采集的輸入輸出模塊；
[0033]所述采集輸入輸出模塊與所述網絡轉高級數據鏈路控制器通過HDLC總線連接；
[0034]所述網絡轉高級數據鏈路控制器與所述新型遠動主控制器通過以太網線連接；
[0035]所述新型遠動主控制器與所述人機界面模塊通過以太網線連接。
[0036]所述新型遠動主控制器包括至少一個以太網接口、8個串行接口和I個GPS接口。
[0037]所述新型遠動主控制器模塊包括主處理器控制模塊、模擬GE遠動控制模塊、數據庫同步模塊和可擴展通信模塊，各模塊通過數據總線連接。
[0038]所述主處理器控制模塊為嵌入式處理器。
[0039]所述模擬GE遠動控制模塊包含處理器模擬單元、操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元、內存交換數據模擬單元、配置信息及數據庫模擬單元、外部中斷模擬單元、模擬串行口單元、模擬以太網接口單元、模擬HDLC接口單元和I毫秒時間源模擬單元；
[0040]所述操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元和配置信息及數據庫模擬單元在啟動時分別通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，讀取GE老化的遠動控制裝置的二進制文件，解析并形成新型主控制器識別的指令，把指令放到所述的內存交換數據模擬單元中；
[0041]所述外部中斷模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于完成GE老化的遠動控制系統的外部中斷的響應處理；
[0042]所述模擬串行口單元通過數據總線與串行口連接，用于完成原老化系統串行口數據的收發；
[0043]所述模擬以太網接口單元通過數據總線與以太網口連接，用于完成原老化系統以太網數據的收發；
[0044]所述模擬HDLC接口單元通過數據總線與以太網口連接，負責把原老化系統HDLC數據先轉化為以太網數據，通過以太網接口發送出去，或者從以太網口收到網絡數據后，先轉化為HDLC數據，通過數據總線發給所述的主處理器控制模塊，為了提高以太網傳輸速度，采用了原始套接字網絡通信方式，從而完成原老化系統HDLC數據收發；
[0045]所述的I毫秒時間源模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于收到GPS外部時鐘同步信息后，經過內部時鐘同步總線，把外部輸入的GPS對時同步信號擴展到各個功能模塊，保證系統各個模塊的時鐘一致，保證精度達到I毫秒。
[0046]所述數據庫同步模塊用于把GE遠動控制器原有的數據庫同步到新型的遠動主控制器的數據庫中，從而可以在新型的主控制器數據庫中采集到原老化系統的數據。
[0047]所述可擴展通信模塊用于通過以太網接口或者串行通信接口擴展各種特定的通信模塊。其具體過程是通過數據總線從新型的控制器數據庫中取數據，然后通過以太網或者串行口接口發送給調度主站、遠動設備或進行Web瀏覽，該模塊是可擴展的，可以容易擴展其它通信模塊，方便以后的升級。
[0048]所述網絡轉高級數據鏈路控制器包含高性能的嵌入式處理器板、至少一個以太網接口和一個HDLC接口 ；
[0049]所述高性能嵌入式處理器能夠實時讀取以太網上的數據，經過處理后，按照HDLC定義格式輸出。
[0050]所述人機界面模塊包含一臺液晶顯示器，用于通過界面操作把老化的GE遠動控制裝置的二進制文件通過以太網接口下載給所述的新型的遠動主控制器。
[0051]本發明的工作原理是系統上電后，主處理器控制模塊通過以太網接口與人機界面模塊交互，實現界面操作的輸入輸出，下載老化的GE遠動控制裝置的二進制文件給新型的主控制器的內存中。模擬GE遠動控制模塊通過數據總線讀取二進制文件，解析其二進制文件并翻譯指令，需要把老化系統的指令轉化為新型的主控制器系統的指令，再根據指令的類型通過數據總線分別跟其它功能模塊進行交互。
[0052]如附圖2所示，其具體流程是:
[0053]步驟(201)從人機界面模塊獲取老化系統的二進制文件。這里所述的二進制文件包括:老化系統的操作系統二進制文件、老化系統的集成應用二進制文件和配置及數據庫二進制文件。
[0054]步驟(202)操作系統模擬單元解析老化系統二進制文件。這里需要根據老化系統的文件格式解析并轉化為新型的主控制器識別的指令。
[0055]步驟(203)、集成應用代碼模擬單元解析老化系統二進制文件。這里需要根據老化系統的應用代碼解析并轉化為新型的主控制器識別的代碼指令。
[0056]步驟(204)配置及數據庫模擬單元解析老化系統二進制文件。這里需要根據老化系統配置及數據庫存儲格式解析并轉化到新型的主控制器內存中。
[0057]步驟(205)解析指令并轉化為新型主控制器識別的指令代碼，從而完成了對老化系統的二進制文件的模擬。
[0058]步驟(206)根據指令類型執行指令代碼。這是循環執行過程，執行完一條指令后調到下一條指令。
[0059]步驟(207)外部中斷模擬單元，響應外部的中斷。執行到指令類型為外部中斷碼時，交給外部中斷模擬單元處理并響應外部中斷。
[0060]步驟(208)模擬串行口單元，負責串行口數據的收發。執行到指令類型為串行口操作碼時，交給模擬串行口單元處理，通過串行接口與外部的調度主站、遠動設備或者Web瀏覽連接。
[0061]步驟(209)模擬以太網單元，負責以太網數據的收發。執行到指令類型為以太網操作碼時，交給以太網單元處理，通過以太網接口與外部的調度主站、遠動設備或者Web瀏覽連接。
[0062]步驟(210)模擬HDLC單元，負責把HDLC數據轉化為網絡數據，并通過以太網接口與所述的網絡轉高級數據鏈路控制器連接。本步驟采用原始套接字網絡通信技術，不經過以太網鏈路層，直接通過以太網物理層收發數據，這樣可以大大提高數據的傳輸速度。
[0063]步驟(211)模擬I毫秒時鐘源單元，保證時間精度達到I毫秒。本步驟首先通過GPS硬件對時接收外部時鐘同步信號，經過內部的數據總線，將外部輸入的GPS同步到新型的主控制器，再經過以太網接口采用高精度的網絡對時方法把時間同步到網絡轉高級數據鏈路控制器和采集輸入輸出模塊中，保證了各個模塊的時間源保持一致。
[0064]本發明提供的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，實現了更換老化的硬件設備時是即插的替換系統，從而減少現場調試、維護工程量、施工費用、安裝空間、節約調度通道、提高網絡數據安全性的目的；工程上減少了配合廠家，同時降低了調試難度，節省了安裝時間。
[0065]通過以上實施例本領域普通技術人員應該理解本發明并不限于在此描述的技術方案，并可以進行各種修改和變化而不背離本發明的精神和范圍，本發明所要保護的技術絕不限于本實施例，任何受本實施例的技術啟示的技術方案都落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:它包括新型遠動主控制器、人機界面模塊、網絡轉高級數據鏈路控制器和采集的輸入輸出模塊； 所述采集輸入輸出模塊與所述網絡轉高級數據鏈路控制器通過HDLC總線連接； 所述網絡轉高級數據鏈路控制器與所述新型遠動主控制器通過以太網線連接； 所述新型遠動主控制器與所述人機界面模塊通過以太網線連接。
2.如權利要求1所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述新型遠動主控制器包括至少一個以太網接口、8個串行接口和I個GPS接口。
3.如權利要求1所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述新型遠動主控制器模塊包括主處理器控制模塊、模擬GE遠動控制模塊、數據庫同步模塊和可擴展通信模塊，各模塊通過數據總線連接。
4.如權利要求3所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述主處理器控制模塊為嵌入式處理器。
5.如權利要求3所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述模擬GE 遠動控制模塊包含處理器模擬單元、操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元、內存交換數據模擬單元、配置信息及數據庫模擬單元、外部中斷模擬單元、模擬串行口單元、模擬以太網接口單元、模擬HDLC接口單元和I毫秒時間源模擬單元； 所述操作系統模擬單元、集成應用代碼模擬單元和配置信息及數據庫模擬單元在啟動時分別通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，讀取GE老化的遠動控制裝置的二進制文件，解析并形成新型主控制器識別的指令，把指令放到所述的內存交換數據模擬單元中； 所述外部中斷模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于完成GE老化的遠動控制系統的外部中斷的響應處理； 所述模擬串行口單元通過數據總線與串行口連接，用于完成原老化系統串行口數據的收發； 所述模擬以太網接口單元通過數據總線與以太網口連接，用于完成原老化系統以太網數據的收發； 所述模擬HDLC接口單元通過數據總線與以太網口連接，負責把原老化系統HDLC數據先轉化為以太網數據，通過以太網接口發送出去，或者從以太網口收到網絡數據后，先轉化為HDLC數據，通過數據總線發給所述的主處理器控制模塊，為了提高以太網傳輸速度，采用了原始套接字網絡通信方式，從而完成原老化系統HDLC數據收發； 所述的I毫秒時間源模擬單元通過數據總線與所述主處理器控制模塊連接，用于收到GPS外部時鐘同步信息后，經過內部時鐘同步總線，把外部輸入的GPS對時同步信號擴展到各個功能模塊，保證系統各個模塊的時鐘一致，保證精度達到I毫秒。
6.如權利要求3所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述數據庫同步模塊用于把GE遠動控制器原有的數據庫同步到新型的遠動主控制器的數據庫中。
7.如權利要求3所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述可擴展通信模塊用于通過以太網接口或者串行通信接口擴展各種特定的通信模塊。
8.如權利要求1所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述網絡轉高級數據鏈路控制器包含高性能的嵌入式處理器板、至少一個以太網接口和一個HDLC 接口 ； 所述高性能嵌入式處理器能夠實時讀取以太網上的數據，經過處理后，按照HDLC定義格式輸出。
9.如權利要求1所述的一種用于替換GE遠動控制裝置的模擬系統，其特征在于:所述人機界面模塊包含 一臺液晶顯示器，用于通過界面操作把老化的GE遠動控制裝置的二進制文件通過以太網接口下載給所述的新型的遠動主控制器。
【文檔編號】G05B19/418GK103941682SQ201410133215
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】黃震宇, 吳玉梅, 吳穎, 馬捷昱 申請人:上海惠安系統控制有限公司