一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，主機(jī)之間基于以太網(wǎng)組播報(bào)文的發(fā)布/訂閱模式進(jìn)行通信，發(fā)布側(cè)設(shè)置發(fā)送目的MAC地址、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)端口和發(fā)送緩沖區(qū)地址，訂閱側(cè)設(shè)置接收目的MAC地址、接收網(wǎng)絡(luò)端口和接收輸出緩沖區(qū)地址，并建立接收網(wǎng)絡(luò)端口、接收目的MAC地址和接收輸出緩沖區(qū)的一對(duì)一訂閱關(guān)系。此種通信方法既可保證主機(jī)間通信實(shí)時(shí)性，又可控制通信流量，支持雙網(wǎng)配置組網(wǎng)運(yùn)行，可以滿足直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間一對(duì)多高速可靠大容量通信要求。
【專利說明】一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于直流輸電領(lǐng)域，特別涉及一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電具有輸送容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源優(yōu)化配置的重要途徑?？刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)是直流輸電工程的“大腦”，主要包括極控制主機(jī)、極保護(hù)主機(jī)、閥控主機(jī)、交直流濾波器保護(hù)主機(jī)等，其中極控制主機(jī)負(fù)責(zé)功率和電壓、電流控制等，極保護(hù)主機(jī)主要負(fù)責(zé)換相失敗保護(hù)、差動(dòng)過流保護(hù)、閥短路保護(hù)等。直流控制保護(hù)系統(tǒng)各主機(jī)之間需要一對(duì)多實(shí)時(shí)交互數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)工作保證直流系統(tǒng)一次設(shè)備的安全運(yùn)行，其通信實(shí)時(shí)性直接關(guān)系到故障時(shí)刻系統(tǒng)切換和保護(hù)動(dòng)作的速度。
[0003]一般的直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間通信使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信的方法，基本能夠滿足工程應(yīng)用需求。但對(duì)于±800kV特高壓直流工程，增加了閥控制層進(jìn)行高、低端閥的協(xié)調(diào)控制，整個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，控制保護(hù)主機(jī)之間的通信鏈接數(shù)目大大增多，如果還沿用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，通信網(wǎng)絡(luò)將形成密密麻麻的“蜘蛛網(wǎng)”，復(fù)雜度大幅提升，可靠性降低。在中國(guó)已投運(yùn)的特高壓直流工程中，主機(jī)間通信仍在使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信方式，普遍存在通信擴(kuò)展性差、雙通道配置復(fù)雜的缺點(diǎn)。因此，解決直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間一對(duì)多高速、高可靠性、大數(shù)據(jù)量通信問題就顯得非常重要。
[0004]正是基于前述分析,本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，其既可保證主機(jī)間通信實(shí)時(shí)性，又可控制通信流量，支持雙網(wǎng)配置組網(wǎng)運(yùn)行，可以滿足直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間一對(duì)多高速可靠大容量通信要求。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0007]—種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，主機(jī)之間基于以太網(wǎng)組播報(bào)文的發(fā)布/訂閱模式進(jìn)行通信，發(fā)布側(cè)設(shè)置發(fā)送目的MAC地址、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)端口和發(fā)送緩沖區(qū)地址，訂閱側(cè)設(shè)置接收目的MAC地址、接收網(wǎng)絡(luò)端口和接收輸出緩沖區(qū)地址，并建立接收網(wǎng)絡(luò)端口、接收目的MAC地址和接收輸出緩沖區(qū)的一對(duì)一訂閱關(guān)系。
[0008]上述發(fā)布側(cè)還對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)幀中各成員設(shè)置高優(yōu)先級(jí)或普通優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷周期僅檢測(cè)數(shù)據(jù)幀中高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有無變化，不檢測(cè)普通優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有無變化；如果高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有變化，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)幀，否則，每N個(gè)中斷周期發(fā)送數(shù)據(jù)幀，其中，N為間隔中斷周期的數(shù)量。
[0009]上述主機(jī)間通信采用雙網(wǎng)配置組網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，還包括在鏈路層和應(yīng)用層同時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障用于雙網(wǎng)間切換；應(yīng)用層采用方法是在應(yīng)用數(shù)據(jù)中增加高速心跳信號(hào)，訂閱側(cè)通過檢測(cè)心跳信號(hào)正確性檢測(cè)通信異常。[0010]采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)本發(fā)明基于以太網(wǎng)組播報(bào)文發(fā)布/訂閱模式解決直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間一對(duì)多高速實(shí)時(shí)通信的需求，便于交換機(jī)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。相比傳統(tǒng)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信的方法，其擴(kuò)展性更加靈活、雙通道配置也更簡(jiǎn)單。尤其對(duì)于特高壓直流工程，直流控制保護(hù)系統(tǒng)單站大約有30至40臺(tái)主機(jī)，當(dāng)各主機(jī)需要與其它多臺(tái)主機(jī)實(shí)時(shí)通信時(shí)，相比傳統(tǒng)方法，節(jié)省大量硬件資源，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加清晰；
[0012](2)本發(fā)明通過設(shè)置通信幀中各數(shù)據(jù)成員優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷僅檢測(cè)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)成員有無變化，如有變化則立即發(fā)送，否則，每N個(gè)中斷周期發(fā)送I次數(shù)據(jù)幀；相比傳統(tǒng)方法每個(gè)中斷周期發(fā)送數(shù)據(jù)幀，既保證了通信實(shí)時(shí)性，又控制了通信流量；
[0013](3)直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)之間通信采用本發(fā)明雙網(wǎng)配置組網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，支持在鏈路層、應(yīng)用層同時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障用于A、B網(wǎng)切換，正確選擇網(wǎng)絡(luò)保證通信實(shí)時(shí)性，提高了通信可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間通信的示意圖；
[0015]圖2是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的示意圖；
[0016]圖3是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖；
[0017]圖4是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)接收數(shù)據(jù)的示意圖；
[0018]圖5是直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信雙網(wǎng)切換的邏輯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明提供一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，利用百兆(或千兆)光纖以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)通信功能，圖1所示是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖，其中，極控制主機(jī)(PCP)、極保護(hù)主機(jī)(PPR)、站控主機(jī)(DCC)、換流變保護(hù)、交直流濾波器保護(hù)等主機(jī)間需要高速一對(duì)多可靠通信，配合圖1所示，直流控制單極內(nèi)部主機(jī)間通信采用雙交換機(jī)雙網(wǎng)(雙通道，如A、B網(wǎng)結(jié)構(gòu))配置，各主機(jī)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口接入A網(wǎng)交換機(jī)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接入B網(wǎng)交換機(jī)，雙網(wǎng)配置簡(jiǎn)單。由于使用以太網(wǎng)組播報(bào)文通信技術(shù)，交換機(jī)支持全端口轉(zhuǎn)發(fā)，各主機(jī)可以從交換機(jī)接收到其它主機(jī)發(fā)送的報(bào)文，從而實(shí)現(xiàn)一對(duì)多高速通信功能。根據(jù)主機(jī)間通信流量，可以選擇百兆或千兆交換機(jī)。
[0021]圖2是直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)示意圖。發(fā)布側(cè)設(shè)置內(nèi)容包括:發(fā)送網(wǎng)絡(luò)端口、發(fā)送目的MAC地址、發(fā)送緩沖區(qū)地址以及發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。如圖2所示，發(fā)送目的MAC地址第I個(gè)字節(jié)第0個(gè)bit位必須為1，表明為組播地址，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)端口可以設(shè)置多值，即支持同時(shí)多端口拷貝發(fā)送，圖2中設(shè)置即表示某主機(jī)同時(shí)從1、2兩個(gè)端口向A、B網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)。圖2中發(fā)送緩沖區(qū)SencLdata各成員可以設(shè)置普通優(yōu)先級(jí)和高優(yōu)先級(jí)，將發(fā)送緩沖區(qū)Send_data中高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)變量地址加入到檢測(cè)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)列表中。直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間通信任務(wù)周期通常為200us，進(jìn)入中斷后，檢測(cè)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)列表中數(shù)據(jù)有沒有發(fā)生變化，如果有變化則立即發(fā)送SencLdata緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，如果沒有變化，則每N個(gè)中斷周期發(fā)送，其中，N為間隔中斷周期的數(shù)量，取決于通信實(shí)時(shí)性要求和實(shí)際工程網(wǎng)絡(luò)流量限制。圖3是主機(jī)間通信發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖，相比傳統(tǒng)方法每個(gè)中斷周期固定發(fā)送數(shù)據(jù)幀，本發(fā)明既保證了通信實(shí)時(shí)性，同時(shí)控制了通信流量。
[0022]圖4是主機(jī)接收(訂閱)數(shù)據(jù)示意圖。訂閱側(cè)設(shè)置內(nèi)容包括:接收網(wǎng)絡(luò)端口、接收目的MAC地址(組播地址)、接收輸出緩沖區(qū)地址。本發(fā)明根據(jù)設(shè)置內(nèi)容建立接收網(wǎng)絡(luò)端口、接收目的MAC地址和接收輸出緩沖區(qū)的一對(duì)一訂閱接收關(guān)系。圖4中接收側(cè)設(shè)置示例表示:某主機(jī)通過以太網(wǎng)I號(hào)端口，接收目的MAC地址為“01:AA:BB:CC:DD:EE”的主機(jī)間通信報(bào)文，更新接收輸出緩沖區(qū)RecV_data ;同時(shí)通過以太網(wǎng)2號(hào)端口，接收目的MAC地址同樣為“ 01: AA: BB: CC: DD: EE ”的主機(jī)間通信報(bào)文，更新接收輸出緩沖區(qū)Recv_data，即某主機(jī)通過
1、2網(wǎng)口(A、B網(wǎng))同時(shí)接收某主機(jī)發(fā)出的主機(jī)間通信報(bào)文(目的MAC地址相同)。當(dāng)直流控制保護(hù)系統(tǒng)某主機(jī)接收其它多臺(tái)主機(jī)通信報(bào)文時(shí)，只需將需要接收的報(bào)文目的MAC地址設(shè)置到端口地址表中，并關(guān)聯(lián)接收輸出緩沖區(qū)即可。如圖4所示，直流控制保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)間通信雙網(wǎng)配置運(yùn)行時(shí)，需要根據(jù)A、B網(wǎng)切換邏輯輸出選擇一路數(shù)據(jù)更新接收輸出緩沖區(qū)。 [0023]圖5是主機(jī)間通信雙網(wǎng)切換邏輯示意圖。本發(fā)明分別支持通過鏈路層、應(yīng)用層檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障并進(jìn)行A、B網(wǎng)切換。通過鏈路層采用兩種方法判斷異常，第一種方法:規(guī)定時(shí)間Ttiffleout內(nèi)沒有接收到正確數(shù)據(jù)幀，如鏈路層接收數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)誤或沒有接收到任何數(shù)據(jù)等，一般為整數(shù)倍通信中斷周期。第二種方法:通信報(bào)文鏈路層包含數(shù)據(jù)幀號(hào)，連續(xù)M幀接收數(shù)據(jù)幀號(hào)不連續(xù)(發(fā)生丟幀等)。通過應(yīng)用層采用的方法:應(yīng)用數(shù)據(jù)中增加網(wǎng)絡(luò)心跳信號(hào)，占用I個(gè)bit位，發(fā)布側(cè)輸出周期為Tpwitjd的方波心跳信號(hào)，訂閱側(cè)如檢測(cè)到該信號(hào)連續(xù)2XTp?i()d內(nèi)沒有變化，即判應(yīng)用層出錯(cuò)。這種方法能檢測(cè)出系統(tǒng)負(fù)載重(發(fā)布側(cè)主機(jī)負(fù)載重?zé)o法實(shí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀)、網(wǎng)絡(luò)流量大等引起的通信異常，保證了通信實(shí)時(shí)性。只要檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)異常，立即進(jìn)行A、B網(wǎng)切換。
[0024]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，其特征在于:主機(jī)之間基于以太網(wǎng)組播報(bào)文的發(fā)布/訂閱模式進(jìn)行通信，發(fā)布側(cè)設(shè)置發(fā)送目的MAC地址、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)端口和發(fā)送緩沖區(qū)地址，訂閱側(cè)設(shè)置接收目的MAC地址、接收網(wǎng)絡(luò)端口和接收輸出緩沖區(qū)地址，并建立接收網(wǎng)絡(luò)端口、接收目的MAC地址和接收輸出緩沖區(qū)的一對(duì)一訂閱關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，其特征在于:所述發(fā)布側(cè)還對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)幀中各成員設(shè)置高優(yōu)先級(jí)或普通優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷周期僅檢測(cè)數(shù)據(jù)幀中高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有無變化，不檢測(cè)普通優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有無變化；如果高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)有變化，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)幀，否則，每N個(gè)中斷周期發(fā)送數(shù)據(jù)幀，其中，N為間隔中斷周期的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于直流控制保護(hù)系統(tǒng)的主機(jī)間通信方法，其特征在于:所述主機(jī)間通信采用雙網(wǎng)配置組網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，還包括在鏈路層和應(yīng)用層同時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障用于雙網(wǎng)間切換；應(yīng)用層采用方法是在應(yīng)用數(shù)據(jù)中增加高速心跳信號(hào)，訂閱側(cè)通過檢測(cè)心跳信號(hào)正確性檢測(cè)通信異常。
【文檔編號(hào)】H04L12/865GK103746848SQ201410011447
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】李秋華, 馮亞東, 周強(qiáng), 徐東方, 袁濤, 李廣華, 趙天恩 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司