CN112286041B - 一种电气设备冗余监控装置切换方法及切换控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电气设备冗余监控装置切换方法及切换控制***，冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，包括如下步骤：判断任一监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；如在预设等待时间内收到数据报文，则使该监控装置保持侦听模式，并判定另一监控装置处于查询状态；如在预设等待时间内未收到数据报文，使监控装置切换为查询模式，并判定另一监控装置处于异常状态。通过利用现有的串口RS485通信组网，在不改变检测终端设备通信硬件结构的情况下，实现冗余控制***对待测终端的不间断监测，实现了一个监控装置故障时及时切换，并在故障排除时不会发生两个监控装置数据冲突的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备控制技术领域，特别涉及一种电气设备冗余监控装置切换方法及切换控制***。
背景技术
高压直流断路器和柔性直流输电换流阀的冗余控制***为两套完全独立且互为主备的控制***，这两套控制***各自独立对一次设备采集数据。因为控制功能复杂，每套控制***由多面控制屏柜组成，每个屏柜都安装有若干个温度监视设备。
温度监视设备由一组小型风扇和控制电路组成，一方面提供散热功能，另一方面对屏柜内温度进行监视。温度监视设备一般设计的体积小、功能单一，便于在控制屏柜内部安装。温度监视设备通常提供一路RS485通信，采用modbus协议，负责输出温度采集信息。
基于串口RS485通信的modbus协议，数据通信采用一主多从模式，即在RS485组网中，只能有一个设备作为主站，通过主动查询的方式，和每个从站设备进行数据交互。各个从站之间没有数据交互，但可以接收到相互发出的数据，只是不对数据进行解析处理。因此，按照现有的RS485功能设计，互为冗余的两套控制***无法作为主站从只有一个通信接口的温度监视设备获取数据。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电气设备冗余监控装置切换方法及切换控制***，通过利用现有的串口RS485通信组网，在不改变检测终端设备通信硬件结构的情况下，实现冗余控制***对待测终端的不间断监测，实现了一个监控装置异常时可以及时切换为处于备用状态的另一监控装置，并在故障排除时不会发生两个监控装置数据冲突的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种电气设备冗余监控装置切换方法，所述冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，所述两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，所述两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，包括如下步骤：
判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；
如在所述预设等待时间内收到所述数据报文，则使所述监控装置保持侦听模式，并判定另一所述监控装置处于查询状态；
如在所述预设等待时间内未收到所述数据报文，使所述监控装置切换为查询模式，并判定另一所述监控装置处于异常状态。
进一步地，所述判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收所述检测终端的响应报文之前，还包括：
通过随机函数生成随机数，并将所述随机数作为所述监控装置的等待时间，即所述预设等待时间；
其中，所述两个监控装置的随机数不相同，即所述两个监控装置的所述预设等待时间与查询频率不相同。
进一步地，所述判定另一所述监控装置异常之后，还包括：
处于异常状态的所述另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
进一步地，所述检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
进一步地，所述数据报文包括：其他所述监控装置发出的查询报文和/或所述检测终端发出的响应报文。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种电气设备冗余监控装置切换控制***，所述冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，所述两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，所述两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，所述切换控制***包括：
判断模块，其用于判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；
控制模块，其用于在所述预设等待时间内收到所述数据报文时使所述监控装置保持侦听模式，并判定另一所述监控装置处于查询状态；
所述控制模块还用于在所述预设等待时间内未收到所述数据报文时所述监控装置切换为查询模式，并判定另一所述监控装置处于异常状态。
进一步地，所述切换控制***还包括：
随机数生成模块，其用于通过随机函数生成随机数，并将所述随机数作为所述监控装置的等待时间，即所述预设等待时间。
进一步地，所述控制模块还用于在处于异常状态的所述另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
进一步地，所述检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
进一步地，所述数据报文包括：其他所述监控装置发出的查询报文和/或所述检测终端发出的响应报文。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过利用现有的串口RS485通信组网，在不改变检测终端设备通信硬件结构的情况下，实现冗余控制***对待测终端的不间断监测，实现了一个监控装置异常时可以及时切换为处于备用状态的另一监控装置，并在故障排除时不会发生两个监控装置数据冲突的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换方法流程图；
图2是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换方法逻辑图；
图3是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置原理示意图；
图4是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换控制***模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换方法流程图。
图2是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换方法逻辑图。
图3是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置原理示意图。
电气设备冗余监控装置包含两套功能完全一样且相互独立的监控装置，这两套监控装置单独采集数据，且保持数据完全同步。两套监控装置互为主备，一套监控装置负责对一次设备进行运行控制，另一套监控装置处于热备状态，且所监视的数据和运行状态的监控装置保持一致，一旦监控装置出现故障，备用监控装置能够无缝切换为运行状态，替代故障的监控装置负责对一次设备进行运行控制。
请参照图1、图2和图3，本发明实施例的第一方面提供了一种电气设备冗余监控装置切换方法，冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，包括如下步骤：
S200，判断任一监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文。
S300，如在预设等待时间内收到数据报文，则使监控装置保持侦听模式，并判定另一监控装置处于查询状态。
S400，如在预设等待时间内未收到数据报文，使监控装置切换为查询模式，并判定另一监控装置处于异常状态。
上述技术方案结合串口RS485通信的组网特点，结合电气设备(如高压直流断路器和柔直换流阀)冗余监控装置对数据采集的要求，提出一种基于冗余监控装置的检测终端(如控制柜温度)检测方法，在不改变现有散热模块通信协议和不增加通信接口的情况下，实现两个控制***主站对只有一个通信接口的温度监视设备进行数据采集。
具体的，RS485通信网络是一种半双工通信网络，数据的接收和发送采用同一通道，因此，在同一时刻，网络中只允许一个设备处于发送数据模式，其他设备为接收数据模式。一般的通信模型中，网络中只有一个主站，来控制整个网络设备的收发模式，即主站定时设置为发送模式，发送查询报文，完成发送后，自动设置为接收模式，待下一个定时周期到时，重复执行；从站默认为接收数据模式，不主动发送报文，当收到主站发送的查询报文后，确认是发送至本设备的报文后，设置为发送模式，发出响应报文，然后再置为接收模式，如果确认接收到的报文不是发送至本设备的，则直接丢弃，不做任何处理。在本技术方案中，两个监控装置作为主站，为了防止数据冲突，同一时刻只允许一个监控装置处于查询模式，作为主站向检测终端发送查询报文。此时另一个监控装置处于侦听模式，只接收检测终端发出的响应报文。
考虑到互为冗余的两个监控装置，必须保持软硬件完全一致，本发明采用产生随机数的方法来确定两个监控装置被选为主站的优先级。
步骤S200前，判断任一监控装置在预设等待时间内是否接收检测终端的响应报文之前，还包括：
S100，通过随机函数生成随机数，并将随机数作为监控装置的等待时间，即预设等待时间；
其中，两个监控装置的随机数不相同，即两个监控装置的预设等待时间与查询频率不相同。
通过随机数来设定监控装置的等待时间，使两个监控装置由侦听转入查询的等待时间，以及查询频率不相等。这样，当两个监控装置同时上电或监控装置与检测终端通信恢复时，一个监控装置等待时间短，则可以优先由侦听状态进入查询状态，避免了两个监控后台同时由侦听状态转入查询状态，造成查询报文冲突。
进一步地，预设等待时间的单位为秒。
此外，步骤S400中判定另一监控装置异常之后，还包括：
S500，处于异常状态的另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
任一监控装置启动时，默认设置为侦听模式，通过随机函数产生一个随机数R，作为***等待时间，单位为秒，如果在等待时间内收到数据报文，则说明另一个监控装置已经设置为查询模式，作为主站正常运行，因此本监控装置继续为侦听模式，只接收检测终端的响应数据。同时，继续开始等待接收下一帧数据报文的预设等待时间的计数。当实际等待时间大于预设等待时间R秒，则说明另一个监控装置故障或未设置为查询模式，此时本监控装置设置为查询模式，开始向检测终端发送查询报文，并接收处理响应报文。
如果原先处于查询模式的监控装置在运行过程中出现通信异常，在等待的时间R秒内未恢复正常，则另一监控装置会出现等待超时情况，此时该监控装置会设置为查询模式，负责对检测终端通信。当处于异常状态的监控装置通信恢复后，会先默认设置为侦听模式，避免与另一监控装置数据冲突。在侦听模式下，在设定的时间R秒内收到报文，则该监控装置继续处于侦听模式，否则，设置为查询模式。
具体的，检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
具体的，数据报文包括：其他监控装置发出的查询报文和/或检测终端发出的响应报文。
图4是本发明实施例提供的电气设备冗余监控装置切换控制***模块示意图。
相应地，请参照图4，本发明实施例的第二方面提供了一种电气设备冗余监控装置切换控制***，冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，切换控制***包括：判断模块和控制模块。其中，判断模块用于判断任一监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；控制模块用于在预设等待时间内收到数据报文时使监控装置保持侦听模式，并判定另一监控装置处于查询状态；控制模块还用于在预设等待时间内未收到数据报文时监控装置切换为查询模式，并判定另一监控装置处于异常状态。
可选的，切换控制***还包括：随机数生成模块，其用于通过随机函数生成随机数，并将随机数作为监控装置的等待时间，即预设等待时间。进一步地，预设等待时间的单位为秒。
进一步地，控制模块还用于在处于异常状态的另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
具体的，检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
具体的，数据报文包括：其他监控装置发出的查询报文和/或检测终端发出的响应报文。
本发明实施例旨在保护一种电气设备冗余监控装置切换方法及切换控制***，冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，包括如下步骤：判断任一监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；如在预设等待时间内收到数据报文，则使监控装置保持侦听模式，并判定另一监控装置处于查询状态；如在预设等待时间内未收到数据报文，使监控装置切换为查询模式，并判定另一监控装置处于异常状态。上述技术方案具备如下效果：
通过利用现有的串口RS485通信组网，在不改变检测终端设备通信硬件结构的情况下，实现冗余控制***对待测终端的不间断监测，实现了一个监控装置异常时可以及时切换为处于备用状态的另一监控装置，并在故障排除时不会发生两个监控装置数据冲突的问题。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (8)
1.一种电气设备冗余监控装置切换方法，所述冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，所述两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，所述两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，其特征在于，包括如下步骤：
判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；
如在所述预设等待时间内收到所述数据报文，则使所述监控装置保持侦听模式，并判定另一所述监控装置处于查询状态；
如在所述预设等待时间内未收到所述数据报文，使所述监控装置切换为查询模式，并判定另一所述监控装置处于异常状态；
其中，所述判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收所述检测终端的响应报文之前，还包括：
通过随机函数生成随机数，并将所述随机数作为所述监控装置的等待时间，即所述预设等待时间；
其中，所述两个监控装置的随机数不相同，即所述两个监控装置的所述预设等待时间与查询频率不相同。
2.根据权利要求1所述的电气设备冗余监控装置切换方法，其特征在于，所述判定另一所述监控装置异常之后，还包括：
处于异常状态的所述另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
3.根据权利要求1所述的电气设备冗余监控装置切换方法，其特征在于，
所述检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
4.根据权利要求1所述的电气设备冗余监控装置切换方法，其特征在于，
所述数据报文包括：其他所述监控装置发出的查询报文和/或所述检测终端发出的响应报文。
5.一种电气设备冗余监控装置切换控制***，所述冗余监控装置包括：相同的两个监控装置，所述两个监控装置分别处于查询模式或侦听模式，所述两个监控装置与若干个检测终端均通过串口RS485通信组网进行数据交互，其特征在于，所述切换控制***包括：
判断模块，其用于判断任一所述监控装置在预设等待时间内是否接收到数据报文；
控制模块，其用于在所述预设等待时间内收到所述数据报文时使所述监控装置保持侦听模式，并判定另一所述监控装置处于查询状态；
所述控制模块还用于在所述预设等待时间内未收到所述数据报文时所述监控装置切换为查询模式，并判定另一所述监控装置处于异常状态；
还包括：
随机数生成模块，其用于通过随机函数生成随机数，并将所述随机数作为所述监控装置的等待时间，即所述预设等待时间。
6.根据权利要求5所述的电气设备冗余监控装置切换控制***，其特征在于，
所述控制模块还用于在处于异常状态的所述另一监控装置恢复正常后，使其切换为侦听模式。
7.根据权利要求5所述的电气设备冗余监控装置切换控制***，其特征在于，
所述检测终端包括设置于控制屏柜中的若干个温度检测终端。
8.根据权利要求5所述的电气设备冗余监控装置切换控制***，其特征在于，
所述数据报文包括：其他所述监控装置发出的查询报文和/或所述检测终端发出的响应报文。
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