本发明涉及一种继电保护装置硬件通道的矩阵式映射方法,属于继电保护装置控制技术领域。
背景技术:
随着电力系统的高速发展和计算机技术的持续进步,客户在继电保护工程实施过程中,对于继电保护装置也提出了更高和更人性化地调试和配置要求。但是由于电力工程实施的复杂性,很多需求在继电保护装置研发阶段是无法确定的,需要工程人员在施工的过程中根据实际情况才能最终确定下来。继电保护装置的硬件通道的规划和映射连接更是和现场的情况息息相关。传统的方式是,研发人员开发一套初始继电保护装置的硬件通道映射关系,如果无法满足现场需求,现场施工人员再将实际变化的需求层层反馈回给研发,研发人员再根据现场需求对继电保护装置进行二次修改,甚至于多次修改。这样会造成大量的开发、测试和发布等行为的重复劳动。另外现场和研发沟通还会存在时差、语义等问题,造成沟通效率低下,进而导致对客户响应不及时和降低客户满意度的情况。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种继电保护装置硬件通道的矩阵式映射方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种继电保护装置硬件通道的矩阵式映射方法,包括以下步骤:
1)对继电保护装置的硬件通道进行抽象和建模,将其归纳和总结为模拟量输入、模拟量输出、开关量输入和开关量输出四种硬件通道模型;
2)为继电保护装置中实际运行产生的输入和输出逻辑信号进行抽象和建模;
3)建立矩阵配置界面,用于继电保护装置的硬件通道和逻辑信号之间的映射关系;
4)生成矩阵配置文件,下载到继电保护装置中,从而在继电保护装置里面建立起来新的硬件通道和逻辑信号的连接关系。
前述的步骤1)中,判断硬件通道信号是否有源,如果硬件通道信号有源,则建立模拟量输入和模拟量输出两种硬件通道模型;如果硬件通道信号无源,则建立开关量输入和开关量输出两种硬件通道模型。
前述的模拟量输入硬件通道模型用于采集继电保护装置外部接收到的电流、电压连续变化量,所述模拟量输出硬件通道模型用于向继电保护装置外部输出电流、电压连续变化量,所述开关量输入硬件通道模型用于采集继电保护装置外部接收到电路开关、压板信号和遥信信号分离量,所述开关量输出硬件通道模型用于向继电保护装置外部输出电路开关、压板信号和遥控信号分离量;一个装置支持N个模拟量输入硬件通道,N个模拟量输出硬件通道,N个开关量输入硬件通道,N个开关量输出硬件通道,N≥0。
前述的步骤2)为继电保护装置中实际运行产生的输入和输出逻辑信号进行抽象和建模,具体包括如下步骤:
201)根据继电保护装置不同的保护逻辑,梳理出需要和硬件通道模型相关联的逻辑输入信号、逻辑输出信号;
202)根据逻辑输入信号、逻辑输出信号的唯一标识、名称、值类型、是否悬空、描述内容、权限控制和信号单位内容进行抽象,创建出逻辑输入模型和逻辑输出模型;所述逻辑输入模型是指在继电保护装置逻辑处理时需要接收到的输入信号,所述逻辑输出模型是指在继电保护装置逻辑处理时需要向外部发出的输出信号,一个装置中保护逻辑会需要M个逻辑输入模型,M个逻辑输出模型,M≥0。
前述的步骤3)中,针对模拟量输入、模拟量输出、开关量输入和开关量输出,提供4个可视化的矩阵配置界面,模拟量输入矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输入信号模型,横坐标为模拟量输入硬件通道模型;模拟量输出矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输出信号模型,横坐标为模拟量输出硬件通道模型;开关量输入矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输入信号模型,横坐标为开关量输入硬件通道模型;开关量输出矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输出信号模型,横坐标为开关量输出硬件通道模型。
前述的矩阵配置界面采用勾选横纵坐标交汇处的方式进行关联硬件通道和逻辑信号,点击横纵坐标交汇处可以弹出下拉框进行选择是否勾选,如果勾选则建立硬件通道和逻辑信号的映射关系,如果不勾选则表示硬件通道和逻辑信号没有关系。
前述的硬件通道和逻辑信号的映射关系存在六种情况:a、模拟量输入硬件通道和逻辑输入信号一一对应,表示直接将模拟量输入硬件通道和逻辑输入信号直接相连;b、模拟量输出硬件通道和逻辑输出信号一一对应,表示直接将逻辑输出信号和硬件输出通道直接相连;c、开关量输入硬件通道和逻辑输入信号一一对应,这种情况下,不选择运算符表示直接将开关量输入硬件通道和逻辑输入信号直接相连,如果选择“非”运算,表示将开关量输入硬件通道进行“非”运算后传递给逻辑输入信号;d、开关量输出硬件通道和逻辑输出信号一一对应,这种情况下,不选择运算符表示直接将逻辑输出信号和开关量硬件输出通道直接相连,如果选择“非”运算,表示将开关量输出硬件通道进行“非”运算后传递给逻辑输处信号;e、多个开关量输入硬件通道对应一个逻辑输入信号,这种情况下,如果选择“与”运算表示将所有勾选的开关量输入硬件通道进行“与”运算后传递给对应的逻辑输入信号;如果选择“或”运算表示将所有勾选的开关量输入硬件通道进行“或”运算后传递给对应的逻辑输入信号;f、多个逻辑输出信号对应一个开关量输出硬件通道,这种情况下,如果选择“与”运算表示将所有勾选的逻辑输出信号进行“与”运算后传递给对应的开关量输出硬件通道;如果选择“或”运算表示将所有勾选的逻辑输出信号进行“与”运算后传递给对应的开关量输出硬件通道。
本发明所达到的有益效果:
(1)提供可视化的矩阵式配置界面,对继电保护装置的硬件通道进行配置和映射;
(2)方便工程服务和技术支持在现场根据实际情况,对硬件通道映射关系进行调整,而不需要修改其他继电保护装置中的任何程序,进而摆脱对于研发人员和复杂流程的依赖,极大的提高了响应速度和整体效率;
(3)本发明产生的矩阵式的配置文件是基于XML文件格式,矩阵式的配置工具是基于QT开发。二者都是跨平台的利器,能够更好地支持各种主流平台。通过以上方式,本发明可以极大提高研发效率,工程调式效率和技术支持效率和客户满意度,降低时间成本,学习成本和人力成本。
附图说明
图1是本发明硬件输入通道和逻辑输入信号映射图;
图2是本发明硬件输出通道和逻辑输出信号映射图;
图3是本发明跨平台示意图;
图4是本发明模拟量输入和模拟量输出的矩阵配置示意图;
图5是本发明开关量输入和开关量输出的矩阵配置示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的继电保护装置硬件通道的矩阵式映射方法,通过对继电保护装置的硬件通道进行抽象和建模,将其归纳和总结为模拟量输入、模拟量输出、开关量输入和开关量输出四种通道模型;然后为继电保护装置中实际运行产生的输入和输出的逻辑信号进行抽象和建模;然后提供简单易懂和清晰明了的矩阵式配置界面,用于继电保护装置的硬件通道和逻辑信号之间的映射关系;最后生成矩阵式的配置文件,下载到装置中,从而在继电保护装置里面建立起来新的硬件通道和逻辑信号的连接关系。具体如下:
第一、对继电保护装置的硬件通道进行抽象和建模,将其归纳和总结为模拟量输入、模拟量输出、开关量输入和开关量输出四种硬件通道模型,具体包括如下步骤:
步骤101、根据硬件通道信号是否有源,如果硬件通道信号有源,则建立模拟量输入和模拟量输出两种硬件通道模型。模拟量输入硬件通道模型用于采集继电保护装置外部接收到的电流、电压等连续变化量,一个装置可以支持N个模拟量输入硬件通道(N≥0)。模拟量输出硬件通道模型用于向继电保护装置外部输出电流、电压等连续变化量,一个装置可以支持N个模拟量输出硬件通道(N≥0)。
步骤102、根据硬件通道信号是否无源,如果硬件通道信号无源,建立开关量输入和开关量输出两种硬件通道模型。开关量输入硬件通道模型用于采集继电保护装置外部接收到电路开关、压板信号和遥信信号等分离量,一个装置可以支持N个开关量输入硬件通道(N≥0)。开关量输出硬件通道模型用于向继电保护装置外部输出电路开关、压板信号和遥控信号等分离量,一个装置可以支持N个开关量输出硬件通道(N≥0)。
第二、为继电保护装置中实际运行产生的输入和输出的逻辑信号进行抽象和建模,具体包括如下步骤:
步骤201、根据继电保护装置不同的保护逻辑,如线路保护、变压器保护和母线保护等,梳理出需要和硬件通道模型相关联的逻辑输入、输出信号。
步骤202、根据逻辑输入、输出信号的唯一标识、名称、值类型、是否悬空、描述内容、权限控制和信号单位等内容进行抽象,创建出逻辑输入模型和逻辑输出模型,为下一步矩阵式配置做好准备。逻辑输入模型是指在继电保护装置逻辑处理时需要接收到的输入信号,一个装置中保护逻辑可能会需要N个逻辑输入模型(N≥0)。逻辑输出模型是指在继电保护装置逻辑处理时需要向外部发出的输出信号,一个装置中保护逻辑可能会需要N个逻辑输出模型(N≥0)。
第三、提供简单易懂和清晰明了的矩阵式配置界面,用于继电保护装置的硬件通道和逻辑信号之间的映射关系。
步骤301、矩阵式配置界面提供纵坐标为继电保护装置逻辑输入信号和逻辑输出信号,横坐标为继电保护装置硬件通道(包括模拟量输入硬件通道,模拟量输出硬件通道,开关量输入硬件通道,开关量输出硬件通道);针对模拟量输入、模拟量输出、开关量输入和开关量输出,提供4个可视化矩阵配置界面,如图1和图2所示。模拟量输入矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输入信号模型,横坐标为模拟量输入硬件通道模型。模拟量输出矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输出信号模型,横坐标为模拟量输出硬件通道模型。开关量输入矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输入信号模型,横坐标为开关量输入硬件通道模型。开关量输出矩阵配置界面纵坐标为继电保护装置逻辑输出信号模型,横坐标为开关量输出硬件通道模型。
步骤302、继电保护装置矩阵式配置界面采用勾选横纵坐标交汇处的方式进行关联硬件通道和逻辑信号,点击横纵坐标交汇处可以弹出下拉框进行选择是否勾选,如果勾选则建立硬件通道和逻辑信号的映射关系,如果不勾选则表示硬件通道和逻辑信号没有关系。具体参见图4和图5,其中图5包含了多个开关量输入硬件通道对应一个逻辑输入信号,添加运算符的情况以及多个逻辑输出信号对应一个开关量输出硬件通道,添加运算符的情况。
步骤303、硬件通道和逻辑信号的映射关系存在六种情况:如图1和图2所示,一、模拟量输入硬件通道和逻辑输入信号一一对应,这种情况不需要选择运算符,表示直接将模拟量输入硬件通道和逻辑输入信号直接相连,无需做额外的运算。二、模拟量输出硬件通道和逻辑输出信号一一对应,这种情况不需要选择运算符,表示直接将逻辑输出信号和硬件输出通道直接相连,无需做额外的运算。三、开关量输入硬件通道和逻辑输入信号一一对应,这种情况运算符可以不选择或者选择非运算。不选择表示直接将开关量输入硬件通道和逻辑输入信号直接相连,无需做额外的运算;如果选择非运算,表示将开关量输入硬件通道进行非运算后传递给逻辑输入信号。四、开关量输出硬件通道和逻辑输出信号一一对应,这种关联关系时运算符可以不选择或者选择非运算。不选择表示直接将逻辑输出信号和开关量硬件输出通道直接相连,无需做额外的运算;如果选择非运算,表示将开关量输出硬件通道进行非运算后传递给逻辑输处信号。五、多个开关量输入硬件通道对应一个逻辑输入信号,这种情况运算符可以选择“与”运算和“或”运算,如果选择“与”运算表示将所有勾选的开关量输入硬件通道进行“与”运算后传递给对应的逻辑输入信号;如果选择“或”运算表示将所有勾选的开关量输入硬件通道进行“或”运算后传递给对应的逻辑输入信号。六、多个逻辑输出信号对应一个开关量输出硬件通道,这种情况运算符可以选择“与”运算和“或”运算,如果选择“与”运算表示将所有勾选的逻辑输出信号进行“与”运算后传递给对应的开关量输出硬件通道;如果选择“或”运算表示将所有勾选的逻辑输出信号进行“与”运算后传递给对应的开关量输出硬件通道。
第四、最后生成矩阵式的配置文件,下载到继电保护装置中,从而在继电保护装置里面建立起来新的硬件通道和逻辑信号的连接关系。通过简单的测试,即可验证继电保护装置的实际硬件通道映射关系是否和矩阵式配置界面展示的关系一致。
继电保护装置硬件通道的矩阵式映射方法,可以提供可视化的矩阵式配置界面,对继电保护装置的硬件通道进行配置和映射;可以方便工程服务和技术支持在现场根据实际情况,对硬件通道映射关系进行调整,而不需要修改其他继电保护装置中的任何程序,进而摆脱对于研发人员和复杂流程的依赖,极大的提高的响应速度和整体效率。
本发明实现了跨平台,只要是支持QT技术的平台,就可以使用本发明。当前Windows,Linux、Android和IOS等主流平台对于QT技术都是支持的, 如图3所示。因此本发明都是可以在以上平台使用的,通过以上方式,本发明可以极大提高研发效率,工程调式效率和技术支持效率和客户满意度,降低时间成本,学习成本和人力成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。