面向非电力系统接口的通讯管理机模块的设计与开发

摘要

为了使石化、矿产等非电力行业的自动化系统中的设备能够接入电力综合自动化系统并实现信息共享，需要解决工业自动化控制系统通讯控制软件与电力自动化系统通讯控制软件的结构之间的差异、工业自动化控制系统与电力自动化系统的接口及通讯协议之间的差异、工业自动化控制系统与电力自动化系统设备接入后采集的信息要求之间的差异，需要研发一套面向非电力系统接口的通讯管理机模块。
　　本文主要采用一种通用的系统平台、便捷的开发手段，开发出适合各厂矿企业用户使用和日常维护、能完成电力自动化系统和工业自动化控制系统数据共享的通讯管理机软件系统。
　　一是搭建了既满足电力系统标准又符合各厂矿企业使用习惯的软件结构，并使用可组态的界面设计方式实现对每个工程进行定制化配置。
　　二是对通讯管理机系统内信息的事件传送方式、通讯接口的转换、双机互备机制的实现和双网切换的实现进行了详细的设计和开发。
　　三是实现对通讯管理机进行分层、分模块的设计，完成了多种工业自动化控制系统通讯规约的开发和测试。
　　经过系统测试，面向非电力系统接口的通讯管理机模块实现了常见自动化系统设备的接入和信息的共享，满足厂矿企业用户运行要求，符合电力综合自动化系统标准，具有组态性强、通讯接口丰富、规约库强大的特点，适合应用于厂矿企业大型自动化系统中。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 通讯管理机相关研究现状

1．1．1 通讯管理机在综自系统中的发展

1．1．2 国内外研究现状

1．1．3 国内外组态软件比较

1．2 本文背景及主要工作

1．2．1 课题背景

1．2．2 主要工作

1．3 章节安排

第二章 电力与非电力系统通讯比较

2．1 电力综自系统的通讯结构分析

2．1．1 电力综自系统通讯结构的发展

2．1．2 电力综自系统典型通讯结构

2．2 非电力综自系统的通讯结构分析

2．2．1 非电力系统控制系统的发展

2．2．2 非电力系统通讯结构

2．3 电力系统与非电力系统通讯要求比较

2．4 非电力系统的主要通讯接口

2．4．1 MODBUS通讯接口

2．4．2 OPC通讯接口

2．5 电力系统与非电力系统通讯需求主要区别

2．6 本章小结

第三章 面向非电力系统接口的通讯管理机模块的技术方案

3．1 需求分析

3．1．1 可组态界面

3．1．2 提供可配置的规约库

3．1．3 运行维护模块

3．1．4 支持双通讯管理机结构

3．2 通讯管理机模块设计的总体思路

3．2．1 软件适应性

3．2．2 硬件适应性

3．3 双以太网冗余模式

3．4 双通讯管理机冗余模式

3．4．1 传统双机冗余方式和本文双机冗余方式的比较

3．4．2 独立端口

3．4．3 主备切换组

3．4．4 主备通道

3．5 软件界面设计原则

3．5 本章小结

第四章 面向非电力系统接口的通讯管理机模块设计与实现

4．1 系统总体设计

4．1．1 系统设计思路

4．1．2 系统架构

4．1．3 主要数据结构

4．2 通讯转换层

4．2．1 普通串行口通讯

4．2．2 以太网通讯

4．2．3 工业现场总线通讯

4．3 规约转换层

4．3．1 典型的电力系统规约IEC60870-5系列规约的实现

4．3．2 典型的非电力系统规约MODBUS规约的实现

4．4 数据缓存

4．4．1 数据分类存储

4．4．2 数据存取的原则及对应关系

4．5 应用层功能

4．6 主要关键技术实现

4．6．1 事件定向传输机制

4．6．2 双机互备机制

4．6．3 数据缓存处理机制

4．7 本章小结

第五章 模块系统测试

5．1 测试环境

5．1．1 模拟系统搭建原则及设备选取

5．1．2 模拟测试系统的通讯结构

5．1．3 测试项目

5．2 测试结果

5．2．1 组态模块功能测试

5．2．2 非电力系统设备接入功能测试

5．2．3 维护模块功能测试

5．2．4 双机双网切换稳定性测试

5．3 本章小结

第六章 系统的应用

6．1 项目需求

6．2 系统配置

6．3 方案实施

6．5 实施效果

6．6 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献