基于TCP/IP的电力系统通信规约的研究与实现

论文题目: 基于TCP/IP的电力系统通信规约的研究与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 罗骏

导师: 黄东

关键词: 规约,远动传输,电力系统,网络编程,局域网通信,多线程技术,数据库访问,应用服务数据单元,报文

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 基于104规约,以VC++6.0为主要工具,讨论了104规约在电力系统远动传输中的具体实现,全文主要由以下几部分组成:第一章、第二章首先介绍104规约的发展趋势、研究概况、基于TCP/IP的104规约在远动传输的优点及实现该规约的主要工具,江苏省电力公司104规约试点推广项目,然后提出本文研究的一些主要问题和本文研究所需的一些预备知识(协议、套接字等通信概念及相关编程方法)。第三章针对用104规约实施网络访问的主要功能,一方面,对于具体的实现根据具体情况要具体分析、编程,才能得到符合工作实际要求的实现结果,因此很多文献只解决了个别问题如单个解决报头或信息体,目前还没有具体的文献体现出能解决涵盖大部分问题的较为一般化的实现过程;另一方面,尽管以上提到的文献在理论上提出了解决个别功能的方案,但要把理论应用于实践即用代码成功实现这些功能有一定难度,要全部实现就更复杂了,因此许多国家或企业把实现104规约功能的代码作为一种技术资本,不向外界透露,造成技术垄断并以此换取利润。本文就是把104规约的各功能综合起来,使得104规约的大部分功能能在较为一般化的工程实践中真正发挥作用。在这里,根据现已形成的技术方案及解决方案,通过VC++6.0这一开发工具,在Windows下基于局域网通信原理、TCP/IP协议及客户/服务器模型,实现了SOCKET套接字网络编程、多线程互斥和同步、进程间的通信和ODBC数据库访问技术,这些技术在以前的文献中只是分布的体现,同时实现这些功能尚无具体代码可查。本文对传输过程中的报文顺利、受到干扰、未确认的传输过程及这些情况下的测试过程进行了深入分析,然后对这些过程进行了代码实现,在实现过程中,把发送帧、接受帧、确认帧计数器相互之间的关系,以及在超时情况下定时器的设计融入其中。以上都是传输报头的机制,后面根据自己学习的实践整理出了ASDU传输的报文内容的格式、对传输信息的处理流程图(包括读装置组标题报文的流程图和读组的全部条目的描述、量纲报文的流程图)。接着,根据对子站自发上传的信息用到的几个相近的报文ASDU1和ASDU2﹑ASDU41和ASDU43进行比较,并对各种情况下使用哪种类型报文进行了总结。之后,在召唤查询、查询模拟量及总查询的情况下分别给出了传输过程流程图和报文格式(读定值主站下发报文ASDU21、子站回的装置运行定值的报文ASDU10)。在总召唤时对用来传输采集量状态的报文(ASDU40和ASDU42)进行比较,此外,各个传输报文数据的定义,及召唤查询历史信息的报文格式、流程图都一一做了整理、概括。第四章对全文进行了技术思想的总结——构建客户/服务器应用平台,创建多线程监听和接收多个SOCKET连接,再用第二部分给出的相应流程图和代码实现。主要是在TCP连接的基础上,使用线程处理多个主站同时发起连接的请求。并提出了新的问题,对104规约实现中的快速性、安全性问题的解决总结了较好的方案,对提高系统分析和监视故障的能力提出了自己的构建组件的想法。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 104 规约简介

1.1.1 104 规约研究概况

1.1.2 一般体系结构

1.1.3 规约结构

1.2 基于TCP/IP 的104 规约实现的意义

1.3 论文的主要工作及内容

1.3.1 项目的系统概述

1.3.2 项目的整体方案设计及技术难点

第二章 预备知识

2.1 局域网使用的网络协议

2.1.1 Internet 地址

2.1.2 TCP/IP 协议

2.1.3 TCP/IP 网络的分层结构

2.1.4 TCP/IP 网络模型

2.2 套接字(SOCKET)编程原理

2.2.1 套接字类型

2.2.2 套接字编程中的几个概念

2.2.3 WINDOWS SOCKET 程序设计

2.3 多线程技术

2.3.1 线程的相关概念

2.3.2 基于多线程模式的一对多通信

2.4 基于ODBC 方式的故障信息的数据访问

第三章 104 规约及其实现

3.1 104 规约中的数据传输单元的结构定义

3.2 实现过程中的技术难点及解决方案

3.2.1 用SOCKET104 程序实施网络访问的主要功能的介绍与过程实现

3.2.2 技术难点及解决方案

3.3 IEC60870-5-104 的APCI 报头控制传输机制的过程实现

3.3.1 安全传输功能

3.3.2 测试过程

3.3.3 用启/停进行传输控制

3.3.4 端口号

3.4 IEC60870-5-104 的ASDU 及流程图

3.4.1 系统初始化的ASDU 报文及流程图

3.4.2 子站自发上传的ASDU 报文及流程图

3.4.3 召唤查询运行定值的ASDU 报文及流程图

3.4.4 召唤查询模拟量的ASDU 报文及流程图

3.4.5 装置总查询的 ASDU 报文及流程图

3.4.6 召唤查询历史信息的 ASDU 报文及流程图

第四章 结束语

4.1 全文总结

4.2 存在的问题

4.3 调度系统远动技术发展及现状

参考文献

致谢

硕士学习期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

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