韓春江，董 貝，徐頔飛，李 勇

國(guó)電南自電網(wǎng)有限公司，江蘇南京 211100

0 引言

目前的繼電保護(hù)裝置，由于平臺(tái)和應(yīng)用的集成開(kāi)發(fā)，存在大量的重復(fù)工作，嚴(yán)重降低了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)質(zhì)量，延長(zhǎng)了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期。每升級(jí)一個(gè)硬件平臺(tái)，需要平臺(tái)和保護(hù)開(kāi)發(fā)人員重新進(jìn)行保護(hù)邏輯的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，對(duì)于已經(jīng)成熟的保護(hù)邏輯算法，需要多次的實(shí)現(xiàn)和編程；其次，每次的保護(hù)邏輯或者平臺(tái)的改變，需要平臺(tái)和應(yīng)用的開(kāi)發(fā)人員配合實(shí)現(xiàn)，工作量大，大大降低的工作效率，為此，本文提出了一種可視化可配置的繼電保護(hù)裝置開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該平臺(tái)系統(tǒng)將保護(hù)邏輯開(kāi)發(fā)和平臺(tái)開(kāi)發(fā)有效地剝離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚，低耦合”，把問(wèn)題劃分開(kāi)來(lái)各個(gè)解決。首先，通過(guò)將整個(gè)系統(tǒng)劃分為不同的層次，大大降低了應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本，保護(hù)開(kāi)發(fā)人員只需要關(guān)注自己保護(hù)邏輯，不需要考慮平臺(tái)的變化，反之亦然，大大降低了應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本；其次，增強(qiáng)了系統(tǒng)的復(fù)用性；再次，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)知識(shí)和電力繼電保護(hù)知識(shí)的分工，該平臺(tái)使得保護(hù)開(kāi)發(fā)人員除了繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，只需了解標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言，而不用了解裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)軟硬件細(xì)節(jié)。最后，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

該平臺(tái)系統(tǒng)按照層次構(gòu)架可分為信息配置模塊，邏輯圖配置模塊和邏輯掃描模塊。其中信息配置包括軟件信息配置和硬件信息配置，信息配置模塊和邏輯圖配置模塊位于PC側(cè)。 邏輯掃描模塊位于裝置側(cè)，見(jiàn)圖1。

圖1 軟件系統(tǒng)框架

2 信息配置模塊

該模塊軟件位于PC機(jī)側(cè)，供保護(hù)開(kāi)發(fā)人員使用，對(duì)裝置軟硬件資源和邏輯圖配置模塊軟件中使用的抽象邏輯標(biāo)識(shí)進(jìn)行定義和配置，其中裝置硬件信息配置，包括插件類(lèi)型，模擬通道，數(shù)字通道以及裝置指示燈等，這部分是與具體的硬件平臺(tái)部分相關(guān)的，以后應(yīng)用到新硬件平臺(tái)，重新配置相應(yīng)的硬件設(shè)備即可。軟件信息配置模塊配置保護(hù)應(yīng)用中要用到的各種保護(hù)軟件資源和相關(guān)屬性，包括定值，壓板，事件，標(biāo)志，錄波量，遙測(cè)，遙信等，這部分與硬件無(wú)關(guān)，當(dāng)使用新的硬件設(shè)備時(shí)，無(wú)需更改次模塊配置。

3 邏輯圖配置模塊

該模塊軟件處于PC機(jī)側(cè)，供保護(hù)開(kāi)發(fā)人員使用。保護(hù)開(kāi)發(fā)人員通過(guò)該圖形化開(kāi)發(fā)工具繪制保護(hù)邏輯圖，開(kāi)發(fā)保護(hù)算法，建立裝置保護(hù)邏輯的輸入輸出，并將邏輯圖順序化后，根據(jù)掃描周期生成相應(yīng)的掃描鏈表，下載給裝置，同時(shí)該軟件通過(guò)提供獨(dú)立功能分圖的概念，提供了多個(gè)保護(hù)功能獨(dú)立進(jìn)行投退的配置，每個(gè)獨(dú)立分圖設(shè)置自己的掃描周期（以采樣節(jié)拍為單位），供裝置內(nèi)的邏輯掃描模塊使用。該圖形軟件包括基本的常用元件，例如與門(mén)，或門(mén)，非門(mén)，時(shí)間繼電器等，同時(shí)，借助信息配置模塊，通過(guò)信息配置模塊定義的資源來(lái)搭建保護(hù)邏輯，包括控制字，壓板，事件，模擬通道，數(shù)字通道，事件，錄波，標(biāo)志，遙測(cè)，遙信等。該邏輯圖模塊軟件是經(jīng)過(guò)邏輯抽象，與具體硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)，移植到新的硬件平臺(tái)，基本上可以不用修改，可以直接應(yīng)用。

4 邏輯掃描模塊

該模塊軟件位于裝置側(cè)，是裝置側(cè)軟件的核心功能，該模塊利用采樣驅(qū)動(dòng)邏輯圖掃描，首先，對(duì)信息配置模塊的軟硬件資源信息進(jìn)行解析和映射，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩沖，記錄采樣時(shí)刻模擬通道和數(shù)字通道相應(yīng)值；接著，匹配和解析邏輯圖配置模塊的順序化圖形，根據(jù)邏輯圖配置模塊建立的掃描序列建立相應(yīng)的掃描節(jié)點(diǎn)，并且關(guān)聯(lián)掃描列隊(duì)中每個(gè)掃描節(jié)點(diǎn)的輸入和輸出；最后，根據(jù)每個(gè)掃描列隊(duì)的掃描周期，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行邏輯圖序列，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行邏輯圖的運(yùn)算，使能相應(yīng)的輸出設(shè)備。該軟件是與具體的硬件平臺(tái)相關(guān)的，需針對(duì)硬件相關(guān)部分重新移植開(kāi)發(fā)。因此當(dāng)硬件平臺(tái)需要改動(dòng)時(shí)，僅僅需要修改邏輯掃描模塊的硬件相關(guān)部分即可。

5 對(duì)比分析和結(jié)論

該平臺(tái)系統(tǒng)使用包括PC側(cè)的配置模塊和裝置側(cè)的邏輯掃描模塊，使用該平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)邏輯開(kāi)發(fā)與傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式相比有明顯的優(yōu)勢(shì)，如下所述：

1）保護(hù)邏輯開(kāi)發(fā)的高效性；

2）保護(hù)邏輯的低耦合度和高復(fù)用性；

3）硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)性；

4）配置和維護(hù)的靈活性。

實(shí)踐證明，使用該系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的多種保護(hù)裝置，大大減少了重復(fù)性工作，增加了保護(hù)開(kāi)發(fā)的高效性和實(shí)用性，對(duì)通用性的保護(hù)算法原理和邏輯的實(shí)現(xiàn)，最大程度的實(shí)現(xiàn)了跨硬件平臺(tái)。因而，在開(kāi)發(fā)階段和使用階段均體現(xiàn)了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，為公司獲取的巨大的經(jīng)濟(jì)效益，下一步將繼續(xù)在工程階段的可配置性做進(jìn)一步的研究。

[1]呂建等（Yu Jian）設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)，（Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software）.機(jī)械工業(yè)出版社（China Machine Press），2000，9.

[2]張?jiān)疲?保護(hù)裝置開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2005，8.

[3]王勝，王家華，蘭金波.圖形化保護(hù)的原理與實(shí)現(xiàn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2004，24(2)：76、78.

[4]張愛(ài)民，蔣剛，張連原，等.軟PLc的設(shè)計(jì)思想在在繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用[J].高壓電器，2007，43(6)：444、447.

[5]黃海悅，繆欣，權(quán)憲軍，等.基于元件化和可編程邏輯構(gòu)建的繼電保護(hù)平臺(tái)[J].繼電器，2006，34(14)：11、14.