基于IEC61850—9—2标准的通信及测试系统设计

检查各控制信号（CS、IOW、IOR和CMD等）的电平建立和保持时间是否符合DM9000A数据手册要求。

通信系统的数据输出流程如图3所示，当上电/复位，或者当上电/复位，或者DSP5409处理器更新了数据时，以太网控制芯片DM9000A将被初始化，并且重新组建IEC61850-9-2数据帧，当对接收到的各路数据处理完成之后，将调用数据发送函数，否则等待采样数据处理完成。为提高工作效率，数据发送函数并非每次调用都重新写入整个数据帧到以太网发送缓存，而是只将变化的数据更新到数据帧的相应位置上，其他没发生变化的数据将不必重复操作，当更新完整个数据帧的数据后则启动DM9000A发送数据。

LABVIEW测试系统设计

本测试软件是通过使用NI公司官网上提供的以太网数据抓取模块实现对以太网通信数据的抓取。因获取到的数据均为瞬时采样值，不能直接作为校验数据，校验所需的有效值和初始相角在测试软件中使用傅里叶算法得到，下面给出算法思路。

被采样的信号是一个周期性的时间函数，可表示为：

式1中n=0，1，2，…；a_n和b_n表示各次谐波的正弦项和余弦项的振幅。因为各次谐波的相位可能是任意的，故将其分解为任意振幅的正弦项和余弦项之和。根据傅里叶级数的原理，a₁和b₂分别可表示为：

在用计算机处理时，式2，3的积分可以用梯形法求得：

由于x（t）是周期函数，则求a₁和b₁的积分区间可以是x（t）的任意一段，只要满足一个周期的长度即可。测试软件中傅氏算法的周期采样点数根据合并单元周波采样点数设为80，即是N=80，而x_k（k=0，1，2，…，79）则为获取到的一个周波的瞬时采样值。其部分LABVIEW测试程序如图4所示。

系统测试结果

合并单元的输出IEC61850-9-2数据帧格式是已知的，测试的目的在于检验以太网数据发送、传输与接收是否正确无误，其测试结果如图5所示。通过测试软件抓取并解析出来的数据经过软件匹配处理后，将数据依次还原到IEC61850-9-2协议规定的帧位上，图5中帧位“Ethertype”对应的数据为88BA（十六进制），帧位“APPID”对应的数据为4001（十六进制）。测试表明各个帧位上的数据跟发送的IEC61850-9-2数据完成吻合。测试软件界面显示的是还原得到的IEC61850-9-2采样波形，信号源给出的是频率50Hz，峰峰值1V的正弦波形，从还原出来的波形可以看出各个通道的波形连续、完整和平滑，满足测试要求。

结束语

基于IEC61850-9-2标准的数字接口通信在现代化的变电站智能系统中起着重要的作用，对其进行研究设计与测试验证具有重要的理论意义和实用价值。本文以DSP按照给定的算法运算处理数据，通过以太网控制芯片DM9000A有序的将基于IEC61850-9-2协议的数据帧发送出去。并在PC上利用LABNIEW软件开发平台设计开发了通信测试软件，通过该软件对其功能及其性能进行了测试与分析。最后测试结果表明，本文所设计的基于IEC61850-9-2标准的通信及测试系统满足各项功能的设计及测试要求。

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