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      一種便攜式二次設(shè)備通訊檢測(cè)裝置的研究

      2021-07-14 12:21:11吳洪波葉德富黃紅
      科技風(fēng) 2021年18期
      關(guān)鍵詞:檢測(cè)裝置二次設(shè)備通訊

      吳洪波 葉德富 黃紅

      摘?要:變電站常采用串口通訊設(shè)備,常見有直流電源監(jiān)測(cè)模塊、調(diào)度101通道相關(guān)設(shè)備等,但其在運(yùn)行階段易出現(xiàn)通訊異常及中斷的現(xiàn)象,難以精準(zhǔn)鎖定故障,從而導(dǎo)致后續(xù)的維護(hù)工作受阻,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懽冸娬镜倪\(yùn)行水平。鑒于此,文章提出一種便攜式二次設(shè)備通訊檢測(cè)裝置,其中電源輸入單元對(duì)接信號(hào)處理單元,為之提供電力支持,以便單元的穩(wěn)定運(yùn)行。在各單元的協(xié)同作用下,可提高串口通訊檢測(cè)的效率,可同時(shí)滿足20余個(gè)串口通訊的測(cè)試工作需求。指示燈的顯示清晰、直觀,是一種具有便攜化特性的檢測(cè)設(shè)備。

      關(guān)鍵詞:便攜化;二次設(shè)備;通訊;檢測(cè)裝置;單元組成

      若僅檢測(cè)工控主機(jī),在其與多個(gè)通訊設(shè)備連接的情況下,則存在檢測(cè)范圍較窄的問題,即難以全面掌握與之相連的通訊設(shè)備的運(yùn)行情況,導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的局限性較強(qiáng)。而對(duì)于便捷式設(shè)備通訊故障檢測(cè)裝置,其可以滿足同時(shí)檢測(cè)25個(gè)串口通訊故障的要求,具有覆蓋范圍廣、適應(yīng)能力強(qiáng)、檢測(cè)效率高、操作便捷性好的特點(diǎn)。

      1?智能變電站二次設(shè)備的概述

      現(xiàn)階段,二次設(shè)備的類型豐富,各自的功能各異。其中,測(cè)控裝置的功能包含“四遙”、SOE記錄、斷路器的同期合閘等;繼電保護(hù)裝置則起到安全防護(hù)的作用,在一次設(shè)備產(chǎn)生故障且會(huì)嚴(yán)重干擾變電站的運(yùn)行時(shí),將會(huì)及時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào),同時(shí)視實(shí)際情況及時(shí)做出響應(yīng),控制斷路器跳閘;故障錄播裝置則具有記錄的功能,包含故障發(fā)生階段的電能、電壓等,該部分信息可作為故障判斷以及修復(fù)工作的參考依據(jù);防誤閉鎖裝置的主要功能在于防止事故的發(fā)生,且最為突出的特征在于“五防”功能,包含防帶電掛接地線、防誤操作斷路器等。

      除此之外,在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置也是較為常見的一次設(shè)備,其基本功能在于在線監(jiān)測(cè)??梢?,一次設(shè)備具有類型豐富、功能各異的特點(diǎn)。

      2?技術(shù)方案

      一種串口通訊故障檢測(cè)裝置,以控制器為核心,分別對(duì)接顯示器和功能按鍵模塊,且控制器配備豐富的輸入/輸出接口,裝有連接線,可以根據(jù)需求及時(shí)連接設(shè)備,可操作性較高??刂破髂K的關(guān)鍵作用在于監(jiān)聽和解析通信報(bào)文;功能按鍵模塊則提供操作途徑,由相關(guān)人員利用該模塊做出相應(yīng)的操作;顯示器則用于呈現(xiàn)通訊參數(shù),充分踐行人機(jī)交互的設(shè)計(jì)理念。

      3?串口通訊故障檢測(cè)方法步驟

      輸入接口類型豐富,包含RS232通訊接口、RS485通訊接口和RS422通訊接口,且還提供串口通訊故障檢測(cè)方法,得益于接口功能豐富性和運(yùn)行穩(wěn)定性,串口通訊故障檢測(cè)裝置可以更為有效地完成故障檢測(cè)工作,具體流程為:

      (1)主機(jī)與設(shè)備串口通信故障時(shí),輸入接口的連接線連接至主機(jī)。

      (2)主機(jī)發(fā)出通信信息,由控制模塊接收,經(jīng)解析后生成通訊參數(shù),將所得數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行的正常參數(shù)展開對(duì)比分析,若兩者無異常,則排除主機(jī)故障,否則說明主機(jī)存在故障。

      (3)解開設(shè)備的故障串口接線,輸出接口的連接線連接至設(shè)備的串口,類似于前述的流程,依然由主機(jī)發(fā)出通信信息,由控制模塊接收,經(jīng)解析后生成通訊參數(shù),將所得數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行的正常參數(shù)展開對(duì)比分析,若兩者無異常,則排除通信線路故障,否則說明通信線路存在故障。

      (4)解開輸入接口與主機(jī)的連接線,由控制模塊將前述解析的通訊參數(shù)轉(zhuǎn)化為報(bào)文數(shù)據(jù),向設(shè)備發(fā)送,期間觀察響應(yīng)情況,若無應(yīng)答數(shù)據(jù)幀,則有理由說明通訊故障在設(shè)備。

      若采取上述所提的方法,對(duì)于主機(jī)與設(shè)備間的串口通信故障,檢測(cè)裝置可以富有秩序地完成對(duì)主機(jī)、通信通道、設(shè)備的檢測(cè)工作,從而對(duì)是否存在故障做出判斷,并鎖定故障的位置,檢測(cè)結(jié)果具有全面性,可參考價(jià)值豐富。變電站常用串口設(shè)備的通信參數(shù)被寫入控制模塊后,可以豐富數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容,從而作為正常參數(shù)而使用。通信參數(shù)的類型豐富,包含串口類型、規(guī)約協(xié)議、波特率等,諸如此類參數(shù)均可寫入數(shù)據(jù)庫中,進(jìn)一步由控制器模塊掃描,并與主機(jī)獲得的通訊參數(shù)形成相匹配的關(guān)系[1]。

      控制器模塊運(yùn)行中,以典型波特率自動(dòng)掃描,進(jìn)而匹配設(shè)備波特率,可以從中獲得源自設(shè)備的通訊參數(shù)。通過典型波特率的應(yīng)用,可有效減少匹配的數(shù)據(jù)量,高效完成匹配操作。

      4?具體實(shí)施方式的分析

      4.1?實(shí)例1

      4.1.1?結(jié)構(gòu)組成

      某串口通訊故障檢測(cè)裝置,具體結(jié)構(gòu)組成如下圖所示。于外殼處設(shè)置顯示器和功能按鍵模塊,控制器模塊分別與兩者連接,構(gòu)成完整的整體;在控制器模塊中設(shè)置有輸入接口和輸出接口,其分別配置可用于連接設(shè)備的連接線;通過控制器模塊的運(yùn)行,可以達(dá)到監(jiān)聽和解析通信報(bào)文的效果;借助功能按鍵模塊,可以完成相應(yīng)的操作;而通過顯示器的配置,可以呈現(xiàn)出經(jīng)解析后的通訊參數(shù)。控制器模塊采用的是嵌入式開發(fā)板,其自帶比較檢測(cè)算法,實(shí)際操作中可以根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整算法,可操作性和便捷性均較佳。

      4.1.2?工作原理

      選定待檢測(cè)故障的主機(jī),將輸入接口與之連接,運(yùn)行控制器模塊,對(duì)主機(jī)的通訊參數(shù)展開對(duì)比分析,所得結(jié)果及時(shí)于顯示器中呈現(xiàn),供技術(shù)人員分析,從而判斷是否存在故障;通過檢測(cè)裝置的應(yīng)用,替換故障區(qū)域的通信通道,依然利用控制器模塊對(duì)比通訊參數(shù),所得結(jié)果也可在顯示器中呈現(xiàn),由此判斷是否存在通信故障;通過輸出接口與故障所在處相應(yīng)設(shè)備的連接,加之控制器模塊的運(yùn)行(主要操作在于將通訊參數(shù)轉(zhuǎn)化為報(bào)文數(shù)據(jù)),若可以接收到設(shè)備的回應(yīng),則表明故障發(fā)生于設(shè)備處。

      通過該檢測(cè)裝置的應(yīng)用,能夠較為快速地對(duì)通訊故障做出響應(yīng),及時(shí)參與至檢測(cè)與維護(hù)管理工作中,全程操作便捷,所得結(jié)果的可靠性較佳[2]。

      4.2?實(shí)例2

      4.2.1?串口通訊故障檢測(cè)方法的流程

      (1)當(dāng)主機(jī)與設(shè)備串口通信故障,解開主機(jī)的對(duì)應(yīng)故障串口接線,采用輸入接口的連接線與主機(jī)連接。

      (2)控制器模塊收到主機(jī)的通信信息后將其解析為通訊參數(shù):對(duì)比通訊故障檢測(cè)裝置解析出來的通信參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行的正常參數(shù),若兩者數(shù)據(jù)一致,則排除主機(jī)故障。

      (3)解開設(shè)備的故障串口接線:將輸出接口的連接線與設(shè)備的串口連接,控制器模塊收到主機(jī)的通信信息后將其解析為通訊參數(shù);對(duì)比通訊故障檢測(cè)裝置解析出來的通信參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行的正常參數(shù),若兩者解開輸入接口連接線與數(shù)據(jù)一致,則排除通信線路故障[3]。

      (4)解開輸入接口連接線與主機(jī)的連接線,控制器模塊將步驟二或步驟三中得到的通訊參數(shù)轉(zhuǎn)換為報(bào)文數(shù)據(jù),向設(shè)備發(fā)送:若收不到應(yīng)答數(shù)據(jù)幀,則通訊故障在設(shè)備。

      結(jié)合前述所提的串口通訊故障檢測(cè)裝置(實(shí)例1),可以展開故障檢測(cè)工作,具體有:

      (1)若出現(xiàn)主機(jī)與設(shè)備串口通信故障的情況,將輸入接口的連接線與主機(jī)連接,將常用串口設(shè)備的通信參數(shù)寫至控制器模塊中,將該部分作為運(yùn)行的正常參數(shù)。全方位收集常用串口設(shè)備的通信參數(shù),例如規(guī)約協(xié)議、串口類型等,將其寫入數(shù)據(jù)庫內(nèi),進(jìn)而啟用控制器模塊,在采取算法循環(huán)掃描的方法后,可以較為高效地匹配源自于主機(jī)的通訊參數(shù)。

      (2)控制器模塊接收通信信息后,對(duì)其采取解析操作,以形成通訊參數(shù),將該部分結(jié)果與正常參數(shù)展開對(duì)比分析,若無差異,則排除主機(jī)故障,可以進(jìn)入后續(xù)檢測(cè)中,對(duì)其他部件做出判斷。

      (3)解開設(shè)備的故障串口接線,連接輸出接口與設(shè)備的串口,依然由控制器模塊接收通信信息,經(jīng)解析后生成通訊參數(shù),再與正常運(yùn)行的參數(shù)展開分析,若無差異,則排除通信線路故障,可以進(jìn)入后續(xù)檢測(cè)中,對(duì)其他部件做出判斷。

      (4)解開輸入接口與主機(jī)的連接線,由控制模塊將前述解析的通訊參數(shù)(來自于步驟2、步驟3)轉(zhuǎn)化為報(bào)文數(shù)據(jù),向設(shè)備發(fā)送,期間觀察響應(yīng)情況,若無應(yīng)答數(shù)據(jù)幀,則有理由說明通訊故障發(fā)生在設(shè)備處。

      4.2.2?數(shù)據(jù)庫的建立流程

      (1)全方位收集串口設(shè)備的規(guī)約類型及說明文檔,摘選傳輸幀,將該部分寫入數(shù)據(jù)庫可查詢字段內(nèi),對(duì)特定的傳輸幀做出拆解操作,得到同步字、控制字、信息字,將其分別視為獨(dú)立可查詢字段,并完整地寫入數(shù)據(jù)庫中。

      (2)根據(jù)控制器模塊的運(yùn)行特點(diǎn),為之設(shè)定誤碼率閾值,若實(shí)際誤碼率超過該閾值,則可以說明通信通道存在故障。

      (3)向控制器模塊輸入設(shè)備實(shí)際參數(shù)以及各類規(guī)約類型,由此實(shí)現(xiàn)對(duì)既有數(shù)據(jù)庫的升級(jí),在以往的基礎(chǔ)上增添信息。

      5?結(jié)語

      綜上所述,選取變電站應(yīng)用頻率較高的波特率,對(duì)其采取匹配操作,可有效縮短作業(yè)時(shí)間,可行性較高。相較于常規(guī)技術(shù)而言,通過該檢測(cè)裝置的運(yùn)行,加之科學(xué)方法的配套,可以精準(zhǔn)確定故障的發(fā)生區(qū)域以及實(shí)際情況,給故障處理提供了可靠的參考,技術(shù)人員能夠在此基礎(chǔ)上高效完成故障的處理工作,使變電站盡快恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。在本文有關(guān)于便攜式二次設(shè)備通訊檢測(cè)裝置的分析中,提出主要的檢測(cè)方法以及實(shí)例,希望所提的內(nèi)容可作為同仁的參考。

      參考文獻(xiàn):

      [1]潘志騰.關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究[J].電氣技術(shù),2020(12):78-82.

      [2]蔣婷.淺談變電站公用二次設(shè)備定檢時(shí)測(cè)試告警信號(hào)的管理方法[J].機(jī)電信息,2020(35):51-52.

      [3]梁秉崗,楊學(xué)廣.一種直流分壓器二次分壓設(shè)備快速檢測(cè)裝置研究[J].機(jī)電信息,2020(33):74-75.

      作者簡(jiǎn)介:吳洪波(1987—?),男,廣東陽江人,本科,高級(jí)工程師,從事自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)劃、缺陷管理工作。

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