基于SCD工具的测控联锁配置功能的设计与实现

引言

由于历史性的原因,变电站的系统配置工具(SCD工具)和测控装置的电气联锁工具是两套独立的工具,对于保证模型的一致性、准确性是不利的。现场维护过程中,就曾发现SCD文件更新而测控联锁工具未更新模型,导致测控的联锁输入信号描述乃至输入信号模型不正确的现象。本文针对此问题进行研究,在此基础上开发了统一的基于SCD工具框架的测控联锁配置功能。

1方案概述

本文重点描述智能变电站系统配置工具的测控联锁配置功能,常规功能不再描述。测控联锁配置功能模块概括来说,包含以下三个方面的内容:

(1)通用逻辑组态平台:将联闭锁逻辑组态过程中用到的图形化逻辑组态功能进行抽象封装,以平台的形式提供一套通用的逻辑组态功能库。

(2)联闭锁组态模块:以站内SCD作为其数据源,基于通用逻辑平台提供的逻辑组态功能搭建联闭锁逻辑,并最终形成测控装置能够识别的联闭锁数据文件并下装到装置中。

(3)联闭锁仿真调试模块:联闭锁逻辑仿真调试模块以联闭锁逻辑组态工具的逻辑组态结果为基础,为数字化变电站间隔层测控装置提供离线及在线的仿真调试功能。

2系统设计

2.1应用功能划分

应用功能划分如图1所示。

(1)逻辑基础功能用于定义逻辑图元的统一接口。

(2)逻辑组件功能实现用于创建组态逻辑所需的所有功能部件,并通过对外提供统一的SDK。

(3)联闭锁应用功能基于逻辑组件提供的逻辑图组态功能。

(4)联闭锁通信功能为实现与间隔层设备通信提供相关的通信接口。

(5)SCD配置功能、联闭锁组态配置功能、联闭锁仿真调试功能不再单独描述。

2.2程序架构

程序架构如图2所示。

(1)基础功能库模块,用于实现与界面、字符串及文件目录等相关的一系列公共功能。

(2)基础通信库模块,用于实现联闭锁功能中用到MMS以及UAРCDPB等通信功能。

(3)SCG文件解析库模块,用于实现SCD文件的解析并提供与SCG逻辑相关辅助功能。

(4)基础图形库模块,用于实现与图形相关的一系列基础功能。

(5)逻辑组态业务库模块,基于基础图形库模块提供的功能,并在基础上提供统一的逻辑接口,供应用开发人员进行二次开发。

(6)联闭锁业务库模块,用于实现与数字化变电站间隔层联闭锁相关的一系列功能。

(7)联闭锁组态工具进程模块,该模块是联闭锁组态功能的包装进程,依赖基础通信库模块实现联闭锁文件的上装/下装。

(8)联闭锁仿真调试工具进程模块,该模块是联闭锁仿真调试功能的包装进程,依赖基础通信库模块实现联闭锁逻辑的在线仿真调试。

3模块设计

3.1基础功能库模块

基础功能库模块用于实现与界面、字符串及文件目录等相关的一系列公共功能。该功能的实现与开发语言、界面框架类库密切相关,这里不做赘述。

3.2基础通信库模块

MMS通信都有成熟的封装库可供直接使用,不做说明。

3.3SCL文件解析库模块

SCL解析库模块基于xML流的方式实现对SCL文件(SCLDocument类)的读取,并在内存中按树形结构存储各解析出来的SCL元素(SCLELement类)及其属性(SCLAttribute类),其结构如图3所示。

解析出来的SCL文件,在内存中按原有xML语法的树形格式对SCL数据进行了映射,通过SCLElement及SCLAttribute可方便地实现对整个SCL文件内容的遍历。

3.4基础图形库模块

基础图形库模块旨在提供与应用场景无关的基础图形化操作,本模块在架构上可分解为图符及图形环境两部分。

为实现图符的可自定义扩充,图符部分实现了GdSymbol-Template类,用于从外部文件中读取图符模板定义,并通过实例化的GdItemSymbol类来体现在图形环境中。图符模板文件采用xML格式,在该文件中描述了图符的形状、端子、属性等信息。一个典型的图符模板文件的结构如下所示:

其中,id属性用以唯一标识该图符模板:appType属性则用以标识该图符的应用类型。Shape、Terminal、PropertieS各子元素用以描述图符的形状、端子及属性等信息。

3.5逻辑组态业务库模块

逻辑组态业务库模块基于基础图形库模块提供的功能,实现图形化逻辑组态功能,具体包括预定义的逻辑符号及符号工具箱、符号属性编辑、逻辑表达式生成以及逻辑图形的管理,并在基础上提供统一的逻辑接口,供二次开发。

3.6联闭锁业务库模块

联闭锁业务库模块用于实现与数字化变电站间隔层联闭锁相关的一系列功能。该模块依赖SCL文件解析库模块对解析出来的SCD文件提取IO数据,并提供联闭锁数据文件的生成等功能。

扩展的IO数据主要分为两类:一类是无法用单个输入表示的连续过程命令,例如,来自于站控层的过程遥控命令、遥调命令、置位命令等:另一类是预定义数据输出点,将联闭锁逻辑与该数据点进行关联。

IO数据扩展通过Private扩展的方式由ICD文件提供并集成进入SCD文件中,其扩展原则如下:

(1)引用逻辑设备配置:

<nril:ReferedLDldInSt="LD0"/>

其中,ldInSt属性表示当前访问点下参与闭锁的逻辑设备实例名。

(2)过程输入配置:

<nril:Inputtype="DI"intAddr="B01By.01BStavol"deSc="开关量输入"/>

其中,type属性表示过程命令类型,包括:(1)DI:数字量输入,(2)AI:模拟量输入:intAddr属性表示变量地址(关键字):deSc属性表示描述。

(3)输出配置:

<nril:0utputtype="D0"intAddr="B18BkR一522Dout"deSc="开关量输出"/>

其中,type属性表示过程命令类型,包括:(1)D0:数字量输出,(2)A0:模拟量输出,(3)ND0:虚拟数字量输出,(一)NA0:虚拟模拟量输出,(5)IL:遥控联锁,(4)YK:遥控命令,(7)LED:液晶:intAddr属性表示变量地址(关键字):deSc属性表示描述。

3.7联闭锁组态工具进程模块

联闭锁组态工具进程模块是联闭锁组态功能的包装进程,通过调用逻辑组态业务库模块实现联闭锁组态功能,通过联闭锁业务库模块获取联闭锁逻辑组态所需的IO数据并生成联闭锁数据文件,此外,该模块还依赖基础通信库模块实现联闭锁文件的上装/下装,如图4所示。

联闭锁组态工具进程模块引入类似"工程"概念组织SCD文件及逻辑组态结果,其中逻辑组态结果采用多文件的方式进行存储,一个逻辑图对应于一个磁盘文件存储,针对SCD文件中某个特定IED进行的逻辑组态结果,存储在SCD文件所在目录中以IED名称为文件名的子目录下。

3.8联闭锁仿真调试工具进程模块

联闭锁仿真调试工具进程模块是联闭锁仿真调试功能的包装进程,通过复用联闭锁组态工具进程模块的逻辑组态结果,调用逻辑组态业务库模块及联闭锁业务库模块对逻辑组态结构进行展示,同时依赖基础通信库模块实现联闭锁逻辑的在线仿真调试。

4结语

本文描述了一种基于SCL配置工具框架的一体化测控联锁配置工具,应用于智能变电站。在实际使用过程中,能够有效保证系统配置文件和测控联锁配置的同步,提高了配置正确性,降低了配置难度,提高了配置效率。