CN104750911B - 一种变电站保信子站的仿真建模方法 - Google Patents

一种变电站保信子站的仿真建模方法 Download PDF

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Abstract

一种变电站保信子站的仿真建模方法:包括网络域建模、节点域建模、进程域建模三部分内容;其中:网络域建模是在网络域中,由主站、子站及主站与子站间的信息传输设备构建继电保护信息***;变电站保信子站模型遵循103通信规约并与智能电子设备通信,收集智能电子设备的正常运行、异常告警及故障信息,经过初步处理之后上送到位于调度端的保信主站,实现与主站的交互通信;节点域建模是根据103通信规约,建立保信子站五层通信协议,分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层;进程域建模包括处理模块和报文生成模块的实现过程。本法实现了在OPNET仿真平台中对保信子站五层通信协议的建模,同时在应用层建立103规约特有模型,模型更合理准确。

Description

一种变电站保信子站的仿真建模方法
技术领域
本发明涉及电力自动化***仿真建模的技术领域,特别涉及一种变电站保信子站的建模仿真方法。
背景技术
变电站保信子站作为继电保护信息***的主要组成部分,其在遵循103通信规约基础上与继电保护、故障录波器、安全自动装置等智能电子设备(IED:IntelligentElectronic Device)通信,收集这些装置的正常运行、异常告警及故障信息,经过初步处理之后上送到位于调度端主站,实现与主站的交互通信。目前由于缺乏有效的分析方法和分析工具,针对主子站间网络及其继电保护等应用***的性能分析与研究评估几乎是空白,对站端数据流特性分析没能梳理清楚,因此为了实现站端数据流定量仿真分析对变电站站端设备建模变得十分必要和迫切,而保信子站作为继电保护信息***联系变电站端与调度中心的重要桥梁,肩负着变电站端保护信息流的采集、处理、存储及远传任务,因此进行网络仿真时对其进行精细化建模以模拟其数据流特征显得非常重要。
在现有仿真分析中,国际通信仿真软件OPNET由于具有层次化的建模机制、面向对象的建模特点、集成的分析工具等优点,近来逐渐被应用于电力***通信网络的仿真分析,但仍停留在OPNET已有模型和功能的应用,对网络建模仿真也局限于定性分析。为实现变电站保信子站数据流特性分析,充分发挥OPNET建模仿真优势,因此提出一种变电站保信子站的仿真建模方法实现对保信子站的精细化建模。
为实现对变电站保信子站数据流特性分析,目前主要是采用基于OPNET的网络建模仿真方法,直接采用***自带的标准七层协议模型对变电站保信子站数据流进行建模仿真分析。标准七层协议模型包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。其物理层接收到报文时通过各层协议对报文进行解析,根据主站的召唤、命令等以及从站内设备送到子站的相关信息需求,在应用层按照保信子站应用业务的报文信息流属性如报文类型、大小等进行配置,形成保信子站应用业务数据包,再按照配置的发包周期生成业务报文,其根据七层协议提供的标准服务进行报文封装,最终由物理层的设备端口发出。
上述现有仿真建模方法存在如下不足:(1)OPNET仿真平台的现有模型缺少对电力***103通信规约报文的建模,不能真实准确地描述保信子站数据处理及分析网络性能,仿真结果难以进行定量化分析;(2)直接采用仿真平台***标准的七层协议模型代替保信子站模型进行仿真分析,不能真实体现保信子站报文的实际处理过程,在报文处理和延时方面存在较大误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变电站保信子站的仿真建模方法。该方法根据保信子站数据传输特点,实现了在OPNET仿真平台中对保信子站五层通信协议的建模,弥补原有仿真模型一直沿用七层通信协议的不足;同时在应用层建立103规约特有模型,使仿真模型更加合理准确。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现:
本发明对比现有技术,有如下优点:
一种变电站保信子站的仿真建模方法,包括网络域建模、节点域建模、进程域建模三部分内容;其中:
网络域建模:在网络域中,由主站、子站及主站与子站间的信息传输设备构建继电保护信息***;变电站保信子站模型遵循103通信规约并与智能电子设备通信,收集智能电子设备的正常运行、异常告警及故障信息,经过初步处理之后上送到位于调度端的保信主站,实现与主站的交互通信;
节点域建模:根据103通信规约,建立保信子站五层通信协议,分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层;
其中,所述物理层的节点域包括:接收模块、发送模块、封装模块和解析模块;
所述网络层的节点域包括路由模块;
所述传输层的节点域包括接口模块;
所述应用层的节点域包括处理模块和报文生成模块;
进程域建模:包括处理模块和报文生成模块的实现过程;
(1)所述处理模块实现如下流程:
(11)当数据包从传输层的接口模块送到处理模块时,触发“初始化”进程的中断,在数据包中添上处理模块的标签,进而把数据包转移到“预处理”进程;“预处理”负责对数据包进行初步解析,从数据包获取对应字段信息来判断该数据包的来源,在“预处理”进程中,当获取TYP字段属于控制方向时,将把该包发送往“控制”进程,当TYP字段属于监视方向时,将把该包发送往“监视”进程;
(12)所述“控制”进程收到的数据包来自主站,对数据包进行进一步处理:解析该数据包,获取来自主站数据包的具体内容,判断该数据包的功能,再决定是否需要调用子站的信息;若该数据包内容包含主站的信息,则转移到“调用”进程,由“调用”进程再做处理;若该数据包内容为其他信息,则把该数据包转移到“处理模块接口”进程;所述主站的信息包括读取子站配置、召唤装置故障历史信息;所述其他信息包括召唤装置的保护信息、故障录波器故障文件。
(13)所述“调用”进程收到“控制”进程的信息后,读取需要调用的具体内容,向“存储”进程发出调用命令;当收到来自“存储”进程反馈回来的内容后,将其封装处理,再送到“处理模块接口”进程;
(14)所述“监视”进程收到的信息类型有:子站装置的配置/参数信息、正常运行状态信息、异常告警信息、故障信息及故障相关数据,“监视”进程把这些数据分为两大类:一类是需要直接上送主站的信息,包括装置运行状态信息、异常告警信息;另一类保存在子站内部,等待主站召唤再调用;当“监视”进程收到数据包后,执行判断命令,若发现该包内容是第一类信息,则直接发送往“处理模块接口”,若该包内容是第二类信息,则保存到“存储”进程;
(15)所述“存储”进程在收到保护装置配置/参数信息、故障录波器配置/参数信息、装置故障历史信息时,直接以原始信息方式存储;在收到来自故障录波器的录波数据时,将其转化为符合COMTRADE标准引导文件(*.HRD)、配置文件(*.CFG)、数据文件(*.DAT)的文件格式并完成保存后,通知主站,等待主站召唤时再送到“调用”进程;
(16)所述“处理模块接口”进程用于连接处理模块和报文生成模块;当有数据包到达“处理模块接口”进程时,将触发发送机制,把数据包送到报文生成模块。
(2)所述报文生成模块实现如下流程:
(21)当数据包到达报文生成模块时,触发“初始化”进程,产生流中断,往数据包中添加报文生成模块的标签,再把数据包转移到“解析”进程;“解析”进程收到数据包后,对数据包逐步进行解析,对各部分内容进行判断;当读取到数据包内容与应用协议控制信息APCI(Application Protocol Control Information)有关,则送往“APCI”进程;其余信息送往“ASDU”进程;所述ASDU即Application Service Data Unit,应用服务数据单元;
(22)“ASDU”进程对收到数据包作进一步处理,读取到数据包中与ASDU有关的信息,然后利用OPNET函数往ASDU单元填充对应的内容,形成ASDU数据包,完成后再送往“APCI”进程;
(23)所述“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI数据包,所述APCI即Application Protocol Control Information,应用协议控制信息;
(24)最后,“APCI”进程把APCI数据包和ASDU数据包合并,形成完整的APDU报文,再送到“send”进程,由“send”进程把生成的APDU报文发送出去。
所述步骤(22)中,“ASDU”进程对收到数据进一步处理的过程如下:
“ASDU”进程先创建ASDU数据包,接着设置变量A-H,分别表示ASDU数据包的类型标识符、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址、功能类型、信息序号、信息元素集和时标这8个字段;然后逐步提取ASDU数据包的上述8个字段,每提取出一次数据就赋值给对应的变量;在提取完ASDU数据包的上述8个字段后就逐一往ASDU数据包填充对应的内容,当完成ASDU数据填充后得到填充后的ASDU数据包再送往“APCI”进程;
所述步骤(23)中“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI数据包的过程如下:
首先,创建和填充APCI控制域数据包,过程为:
(a)由于来自“解析”进程的数据包分为三大类:信息传输格式类型、编号的监视功能类型、未编号的控制功能类;所述信息传输格式类型记为I格式,所述编号的监视功能类型记为S格式,所述未编号的控制功能类记为U格式;
“APCI”进程收到来自“解析”进程的数据包,并根据数据包内容确定该数据包的类型是I格式、S格式还是U格式,再创建和填充相应的APCI控制域数据包;
(a1)若该数据包是I格式的,则创建I格式的APCI控制域数据包,该APCI控制域数据包共4字节大小,第一和第二字节为发送序列号,其中第一字节的第一比特固定为0,第三和第四个字节为接收序列号,其中第三字节的第一比特固定为0,其余比特位的信息则是需要根据收到数据包的内容来填充;
(a2)若该数据包是S格式的,则创建S格式的APCI控制域数据包,S格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一比特为1,其余比特为0,第二字节所有比特为0,第三字节的第一比特为0,剩下的比特和第四字节信息则需要根据收到数据包的内容来填充;
(a3)若该数据包是U格式的,则创建U格式的APCI控制域数据包,U格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一二比特为0,剩下的6比特需要根据收到的数据包内容来填充,第二至第四字节全部为0;
(b)确定了APDU的长度并得到APCI数据包:由于APCI数据包包括1字节的启动字符、2字节的APDU长度,4字节的APCI控制域,总大小为7字节;因此,“APCI”进程收到来自“ASDU”进程的ASDU数据包后,先通过解析ASDU数据包,获得该ASDU数据包大小,由于APDU数据包的大小等于APCI数据包和ASDU数据包之和,而APCI数据包的大小是确定的,故确定了APDU的长度;接着填充APCI数据包的启动字符,其固定不变为十六进制的68H;接着把步骤(a)的结果和APDU的长度填充在APCI数据包中,即完成了APCI数据包的填充并得到APCI数据包。
在通信仿真平台中实现五层协议的建模,比七层协议更接近保信子站的真实模型,能更加真实反映子站对数据包的处理过程,有效提高子站的仿真精度,缩短数据包的处理延时,同时给电力***二次***仿真建模提供一种新的建模思路。
附图说明
图1为节点域模型图;
图2为处理模块进程图;
图3为报文生成模块进程图;
图4为报文类型及其功能示意;
图5为103规约APDU报文格式;
图6为OPNET中APDU报文格式;
图7为三种类型报文的控制域。
具体实施方式
OPNET提供了层次化的建模方式:最高层为网络域模型,主要体现主子站间网络的功能特性;中间层为节点域模型,由相应的协议模型反映服务特性;最底层为进程域模型,以有限状态机方式来描述应用协议。本方发明利用OPNET上述建模方式来实现对保信子站模型的建立。
2.2.1.1网络域建模
在网络域中,继电保护信息***由主站、子站及主站与子站间的信息传输设备构成。变电站保信子站模型主要是在遵循103通信规约基础上与继电保护、故障录波器、安全自动装置等智能电子设备通信,收集这些装置的正常运行、异常告警及故障信息,经过初步处理之后上送到位于调度端主站,实现与主站的交互通信。
2.2.1.2节点域建模
根据103规约,保信子站采用五层通信协议,分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。在OPNET仿真模型中,节点域实现保信子站不同模块的组合,描述了通信协议结构层次。再结合五层协议对数据包处理的特点,把节点域分为接收模块、解析模块、路由模块、接口模块、处理模块、报文生成模块、封装模块和发送模块八个模块,其与五层协议之间的关系如图1所示。
节点域中各模块对数据包的处理过程如下:首先,物理层通过物理介质接收外接设备发送过来的数据流,把其转换成比特流形式送到数据链路层的封装模块;然后,封装模块对来自物理层的比特流数据进行封装形成数据帧,在数据帧中填上相应的源地址和目的地址,再往上送到网络层的路由模块;接着,路由模块再对收到的数据帧处理,形成数据包,同时通过路径选择、组合、进/出路由控制,把数据包发送到传输层的接口模块;当数据包到达接口模块时,触发该模块的传输服务机制,选择对应的服务来处理数据包,并在必要时分割数据,确保数据能正确、完整地送达应用层;最后,应用层的处理模块经过判断数据包的来源、读取数据包中主站的命令、根据主站命令调用存储进程的信息等处理步骤,再由报文生成模块对收到的数据包进行解析,把解析内容分别送到对应的APCI和ASDU进程,最后利用利用OPNET函数op_pk_nfd_set()形成103规约报文,再往下一层一层传送,最终在物理层的发送模块形成比特流送到外接设备。从物理层到传输层,本发明采用OPNET原有的通信模型对数据包进行处理,应用层模型是本发明的核心部分,是保信子站功能实现的载体,其对数据包的处理过程体现在OPNET进程域模型中,详细建模原理如下所述。
2.2.1.3进程域建模
保信子站具体功能是利用OPNET三层建模机制的进程域中有限状态机、C语言、以及OPNET自带的核心函数来实现。保信子站应用层模型包含了处理模块和报文生成模块,在进程域中其模型结构分别如图2和图3所示,说明了数据包在应用层的处理过程。
(1)处理模块
当数据包从传输层的接口模块送到处理模块时,触发“初始化”进程的中断,在数据包中添上该模块的标签,进而把数据包转移到“预处理”进程。“预处理”负责对数据包进行初步解析,从数据包获取对应字段信息来判断该数据包的来源,103规约对保信子站数据源分为两类:一种是来自主站控制方向的数据包(控制方向),一种是来自非主站方向的数据包(监视方向),数据包的类型标识(TYP)及其功能如图4所示。在“预处理”进程中,当获取TYP字段属于控制方向时,将把该包发送往“控制”进程,当TYP字段属于监视方向时,将把该包发送往“监视”进程。
“控制”进程收到的数据包来自主站,对数据包进行进一步处理:解析该包,获取来自主站数据包的具体内容,判断该数据包的功能,再决定是否需要调用子站的信息。若该数据包内容包含主站的读取子站配置、召唤装置故障历史信息等,则转移到“调用”进程,由“调用”进程再做处理;若该数据包内容为召唤装置的保护信息、故障录波器故障文件等,则把该包转移到“处理模块接口”进程。
“调用”进程收到“控制”进程的信息后,读取需要调用具体内容,向“存储”进程发出调用命令。当收到来自“存储”进程反馈回来的内容后,把其封装处理后,再送到“处理模块接口”进程。
“监视”进程收到信息类型有:子站装置的配置/参数信息、正常运行状态信息、异常告警信息、故障信息及故障相关数据,在“监视”进程把这些数据分为两大类:一种是需要直接上送往主站的信息,如装置运行状态信息、异常告警信息等;另一种保存在子站内部,等待主站召唤再调用。当“监视”进程收到数据包后,执行判断命令,若发现该包内容是第一类信息,则直接发送往“处理模块接口”,若该包内容是第二类信息,则保存到“存储进程”。
“存储”进程对不同的数据类型有多种存储方式,以便适应“调用”进程的召唤。当收到的信息是保护装置、故障录波器送的配置/参数信息,装置故障历史信息,直接以原始信息方式存储;当收到来自故障录波器的录波数据,把其转化为符合COMTRADE标准引导文件(*.HRD)、配置文件(*.CFG)、数据文件(*.DAT)的数据文件再保存,完成保存后再通知主站,等待主站召唤后再送到“调用”进程。
“处理模块接口”进程连接处理模块和报文生成模块。当有数据包到达该进程时,将触发发送机制,把数据包送到报文生成模块。
(2)报文生成模块
在103规约中,规定的APDU报文格式如图5所示,由应用规约控制信息APCI和应用服务数据单元ASDU两部分组成,APCI包含了报文的启动字符、报文长度和控制域,ASDU包含了数据类型、可变结构限定词、传送原因和公共地址等信息。用OPNET对数据包建模时,先利用其自身附带的包格式编辑器建立APDU报文格式,如图6,然后在进程域给对应的模块赋值。
该报文生成模块实现如下流程:
(21)当数据包到达报文生成模块时,触发“初始化”进程,产生流中断,往数据包中添加报文生成模块的标签,再把数据包转移到“解析”进程;“解析”进程收到数据包后,对数据包逐步进行解析,对各部分内容进行判断;当读取到数据包内容与应用协议控制信息APCI(Application Protocol Control Information)有关,则送往“APCI”进程;其余信息送往“ASDU”进程;所述ASDU即Application Service Data Unit,应用服务数据单元;
(22)“ASDU”进程对收到数据包作进一步处理,读取到数据包中与ASDU有关的信息,然后利用OPNET函数往ASDU单元填充对应的内容,形成ASDU数据包,完成后再送往“APCI”进程;
(23)所述“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI控制域数据包,所述APCI即Application Protocol Control Information,应用协议控制信息;
(24)最后,“APCI”进程把APCI数据包和ASDU数据包合并,形成完整的APDU报文,再送到“send”进程,由“send”进程把生成的APDU报文发送出去。
所述步骤(22)中,“ASDU”进程对收到数据进一步处理的过程如下:
“ASDU”进程先创建ASDU数据包,接着设置变量A-H,分别表示ASDU数据包的类型标识符、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址、功能类型、信息序号、信息元素集和时标这8个字段;然后逐步提取ASDU数据包的上述8个字段,每提取出一次数据就赋值给对应的变量;在提取完ASDU数据包的上述8个字段后就逐一往ASDU数据包填充对应的内容,当完成ASDU数据填充后得到填充后的ASDU数据包再送往“APCI”进程;
所述步骤(23)中“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI数据包的过程如下:
首先,创建和填充APCI控制域数据包,过程为:
(a)由于来自“解析”进程的数据包分为三大类,如图7所示:信息传输格式类型、编号的监视功能类型、未编号的控制功能类;所述信息传输格式类型记为I格式,所述编号的监视功能类型记为S格式,所述未编号的控制功能类记为U格式;
“APCI”进程收到来自“解析”进程的数据包,并根据数据包内容确定该数据包的类型是I格式、S格式还是U格式,再创建和填充相应的APCI控制域数据包;
(a1)若该数据包是I格式的,则创建I格式的APCI控制域数据包,该APCI控制域数据包共4字节大小,第一和第二字节为发送序列号,其中第一字节的第一比特固定为0,第三和第四个字节为接收序列号,其中第三字节的第一比特固定为0,其余比特位的信息则是需要根据收到数据包的内容来填充;
(a2)若该数据包是S格式的,则创建S格式的APCI控制域数据包,S格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一比特为1,其余比特为0,第二字节所有比特为0,第三字节的第一比特为0,剩下的比特和第四字节信息则需要根据收到数据包的内容来填充;
(a3)若该数据包是U格式的,则创建U格式的APCI控制域数据包,U格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一二比特为0,剩下的6比特需要根据收到的数据包内容来填充,第二至第四字节全部为0;
(b)确定了APDU的长度并得到APCI数据包:由于APCI数据包包括1字节的启动字符、2字节的APDU长度,4字节的APCI控制域,总大小为7字节;因此,“APCI”进程收到来自“ASDU”进程的ASDU数据包后,先通过解析ASDU数据包,获得该ASDU数据包大小,由于APDU数据包的大小等于APCI数据包和ASDU数据包之和,而APCI数据包的大小是确定的,故确定了APDU的长度;接着填充APCI数据包的启动字符,其固定不变为十六进制的68H;接着把步骤(a)的结果和APDU的长度填充在APCI数据包中,即完成了APCI数据包的填充并得到APCI数据包。
根据以上方法原理的描述,该方法实现流程主要体现在保信子站采用五层通信协议模型对外来数据包的一系列处理过程,最终形成103规约报文发送出去,具体实现流程下:
(1)子站的物理层接收外来数据包,并转换成比特流送到数据链路层。
(2)数据链路层把收到的比特流封装成数据帧,然后把封装的结果上送到网络层。
(3)网络层把收到的数据帧转换成数据包,并通过路径选择、组合等方式把数据包送到传输层。
(4)传输层利用传输服务对数据包进行流量控制、差错控制和序列控制,确认数据包的无差错、无丢失、无乱序后再上送到应用层。
(5)应用层收到数据包后,先做初步处理,然后按照控制方向和监视方向两种方式对数据包进行处理,再送往报文生成模块。
(6)报文生成模块收到数据包,按照103规约形成APDU格式的报文后,再将报文返送回传输层。
(7)此后数据包逆着上送过程经过传输层、网络层、数据链路层后到达物理层,物理层再把103规约报文以比特流方式发送至外接设备。
本发明的实施方式不限于此,在本发明上述基本技术思想前提下,按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更,均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变电站保信子站的仿真建模方法,其特征在于包括网络域建模、节点域建模、进程域建模三部分内容;其中:
网络域建模:在网络域中,由主站、子站及主站与子站间的信息传输设备构建继电保护信息***;变电站保信子站模型遵循103通信规约并与智能电子设备通信,收集智能电子设备的正常运行、异常告警及故障信息,经过初步处理之后上送到位于调度端的保信主站,实现与主站的交互通信;
节点域建模:根据103通信规约,建立保信子站五层通信协议,分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层;
其中,所述物理层的节点域包括:接收模块、发送模块、封装模块和解析模块;
所述网络层的节点域包括路由模块;
所述传输层的节点域包括接口模块;
所述应用层的节点域包括处理模块和报文生成模块;
进程域建模:包括处理模块和报文生成模块的实现过程;
所述处理模块实现如下流程:
(11)当数据包从传输层的接口模块送到处理模块时,触发“初始化”进程的中断,在数据包中添上处理模块的标签,进而把数据包转移到“预处理”进程;“预处理”负责对数据包进行初步解析,从数据包获取对应字段信息来判断该数据包的来源,在“预处理”进程中,当获取TYP字段属于控制方向时,将把该包发送往“控制”进程,当TYP字段属于监视方向时,将把该包发送往“监视”进程;
(12)所述“控制”进程收到的数据包来自主站,对数据包进行进一步处理:解析该数据包,获取来自主站数据包的具体内容,判断该数据包的功能,再决定是否需要调用子站的信息;若该数据包内容包含主站的信息,则转移到“调用”进程,由“调用”进程再做处理;若该数据包内容为其他信息,则把该数据包转移到“处理模块接口”进程;所述主站的信息包括读取子站配置、召唤装置故障历史信息;所述其他信息包括召唤装置的保护信息、故障录波器故障文件;
(13)所述“调用”进程收到“控制”进程的信息后,读取需要调用的具体内容,向“存储”进程发出调用命令;当收到来自“存储”进程反馈回来的内容后,将其封装处理,再送到“处理模块接口”进程;
(14)所述“监视”进程收到的信息类型有:子站装置的配置/参数信息、正常运行状态信息、异常告警信息、故障信息及故障相关数据,“监视”进程把这些数据分为两大类:一类是需要直接上送主站的信息,包括装置运行状态信息、异常告警信息;另一类保存在子站内部,等待主站召唤再调用;当“监视”进程收到数据包后,执行判断命令,若发现该包内容是第一类信息,则直接发送往“处理模块接口”,若该包内容是第二类信息,则保存到“存储”进程;
(15)所述“存储”进程在收到保护装置配置/参数信息、故障录波器配置/参数信息、装置故障历史信息时,直接以原始信息方式存储;在收到来自故障录波器的录波数据时,将其转化为符合COMTRADE标准引导文件*.HRD、配置文件*.CFG、数据文件*.DAT的文件格式并完成保存后,通知主站,等待主站召唤时再送到“调用”进程;
(16)所述“处理模块接口”进程用于连接处理模块和报文生成模块;当有数据包到达“处理模块接口”进程时,将触发发送机制,把数据包送到报文生成模块。
2.根据权利要求1所述的变电站保信子站的仿真建模方法,其特征在于:所述报文生成模块实现如下流程:
(21)当数据包到达报文生成模块时,触发“初始化”进程,产生流中断,往数据包中添加报文生成模块的标签,再把数据包转移到“解析”进程;“解析”进程收到数据包后,对数据包逐步进行解析,对各部分内容进行判断;当读取到数据包内容与应用协议控制信息APCI(Application Protocol Control Information)有关,则送往“APCI”进程;其余信息送往“ASDU”进程;所述ASDU即Application Service Data Unit,应用服务数据单元;
(22)“ASDU”进程对收到数据包作进一步处理,读取到数据包中与ASDU有关的信息,然后利用OPNET函数往ASDU单元填充对应的内容,形成ASDU数据包,完成后再送往“APCI”进程;
(23)所述“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI数据包,所述APCI即Application Protocol Control Information,应用协议控制信息;
(24)最后,“APCI”进程把APCI数据包和ASDU数据包合并,形成完整的APDU报文,再送到“send”进程,由“send”进程把生成的APDU报文发送出去。
3.根据权利要求2所述的变电站保信子站的仿真建模方法,其特征在于:所述步骤(22)中,“ASDU”进程对收到数据进一步处理的过程如下:
“ASDU”进程先创建ASDU数据包,接着设置变量A-H,分别表示ASDU数据包的类型标识符、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址、功能类型、信息序号、信息元素集和时标这8个字段;然后逐步提取ASDU数据包的上述8个字段,每提取出一次数据就赋值给对应的变量;在提取完ASDU数据包的上述8个字段后就逐一往ASDU数据包填充对应的内容,当完成ASDU数据填充后得到填充后的ASDU数据包再送往“APCI”进程。
4.根据权利要求2所述的变电站保信子站的仿真建模方法,其特征在于:所述步骤(23)中“APCI”进程对接收到的数据包进行处理形成APCI数据包的过程如下:
(a)首先,创建和填充APCI控制域数据包:由于来自“解析”进程的数据包分为三大类:信息传输格式类型、编号的监视功能类型、未编号的控制功能类;所述信息传输格式类型记为I格式,所述编号的监视功能类型记为S格式,所述未编号的控制功能类记为U格式;“APCI”进程收到来自“解析”进程的数据包,并根据数据包内容确定该数据包的类型是I格式、S格式还是U格式,再创建和填充相应的APCI控制域数据包;
(b)确定了APDU的长度并得到APCI数据包:由于APCI数据包包括1字节的启动字符、2字节的APDU长度,4字节的APCI控制域,总大小为7字节;因此,“APCI”进程收到来自“ASDU”进程的ASDU数据包后,先通过解析ASDU数据包,获得该ASDU数据包大小,由于APDU数据包的大小等于APCI数据包和ASDU数据包之和,而APCI数据包的大小是确定的,故确定了APDU的长度;接着填充APCI数据包的启动字符,其固定不变为十六进制的68H;接着把步骤(a)的结果和APDU的长度填充在APCI数据包中,即完成了APCI数据包的填充并得到APCI数据包。
5.根据权利要求4所述的变电站保信子站的仿真建模方法,其特征在于:其特征在于:所述根据数据包内容确定该数据包的类型,创建和填充相应的APCI控制域数据包的过程是:
(a1)若该数据包是I格式的,则创建I格式的APCI控制域数据包,该APCI控制域数据包共4字节大小,第一和第二字节为发送序列号,其中第一字节的第一比特固定为0,第三和第四个字节为接收序列号,其中第三字节的第一比特固定为0,其余比特位的信息则是需要根据收到数据包的内容来填充;
(a2)若该数据包是S格式的,则创建S格式的APCI控制域数据包,S格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一比特为1,其余比特为0,第二字节所有比特为0,第三字节的第一比特为0,剩下的比特和第四字节信息则需要根据收到数据包的内容来填充;
(a3)若该数据包是U格式的,则创建U格式的APCI控制域数据包,U格式的APCI控制域同样是4字节大小,第一字节的第一二比特为0,剩下的6比特需要根据收到的数据包内容来填充,第二至第四字节全部为0。
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