基于状态机方法的国网专变终端控制模块设计与实现
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作者:周军武
摘 要：文章基于有限状态机原理提出一种实现专变终端控制模块业务功能的设计方案。专变终端控制模块的各项控制功能存在较为复杂的关联性，在多种类型的控制同时工作时，控制输出需要应对的事件和条件较多，为了使程序设计框架足够稳健，代码逻辑更有条理，在控制模块的设计中引入有限状态机的方法，降低了复杂业务功能代码维护和调试的难度。
关键词：专变终端;控制模块;程序设计;状态机
中图分类号：TP23 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）08-0025-05
Design and Implementation of Control Module for State Grid Special Transformer Terminal Based on State Machine Method
ZHOU Junwu
（Ningbo Singsung Smart Electric Co.， Ltd.， Ningbo 315034， China）
Abstract： Based on the principle of finite state machine， this paper presents a design scheme to realize the service function of the control module of special transformer terminal. Various control functions of the special transformer terminal control module have complex correlations. When various types of control work at the same time， the control output needs to deal with many events and conditions. In order to make the program design framework enough robust and the code logic more organized， the finite state machine method is introduced into the design of the control module to reduce the difficulty of maintaining and debugging the code of complex service functions.
Keywords： special transformer terminal; control module; programming; state machine
0 引 言
状态机提供一种以系统状态为中心、以事件为变量的设计方法，它专注于各个状态的特点以及状态之间的相互转换关系。状态的转换是由事件引起的，在研究某个具体状态的时候，我们必然会考虑任何一个事件对这个状态有什么样的影响。这样，每一个状态中发生的每一个事件都会在我们的预料之中，也就不会留下逻辑漏洞。逻辑完备性是状态机编程最大的优点。专变终端控制模块各项子功能之间存在关联性，其在运行调度的过程中需要良好的协调能力。采用状态机方法进行设计可使控制逻辑结构更加清晰，大大提高了程序的鲁棒性，降低异常情况发生的概率，对保证产品品质具有很大的帮助。
1 功能需求
专变终端控制模块的功能主要分为功率定值控制、电量定值控制、保电控制、遥控这四种。
1.1 功率定值控制
终端功率定值控制按照控制参数的不同可分为厂休控、时段控、营业报停控，下浮控。终端在接收到主站下发的控制投入命令和设置参数后，当未处于保证用电的状态时，如果所监测的实时用电功率超^限定额度，就会发出告警并根据基于控制条件的判断结果和设置参数执行跳闸动作，直到控制解除之后才允许用户合闸，并对过程状态信息进行记录和提示。
1.2 电量定值控制
电量定值控制主要分为月电控和购电控两种。终端在接收到主站下发的控制投入命令和设置参数后，如果采集到的月电量或剩余电量超过使用额度，就会发出告警并根据基于控制条件的判断结果和设置参数执行跳闸动作。月电控在控制解除或月末24时允许用户合闸;购电控在控制解除或重新购电使剩余电量大于跳闸门限时允许用户重新合闸，控制状态、过程等信息应有记录和提示。
1.3 保电控制
保电即保证用电需求，终端在接收到保电投入命令或与主站通信中断后，则解除原有控制状态且在任何情况下都不再执行跳闸命令，直至通信恢复或收到解除命令。终端保电在投入和解除前后记录控制状态信息。
1.4 遥控（远程控制）
终端在接收到主站的跳闸控制命令后，会立即对按照设定参数确定的被执行对象进行拉闸动作。直至接收到允许合闸控制命令后才允许用户合闸。控制状态信息应有记录和提示。
2 设计实现
2.1 总体设计框架概述
控制模块主要为专变终端提供负荷管理控制功能，主要包括功率控制、电量控制、遥控、保电、催费报警等功能。控制模块以独立任务的形式进行业务判断和实时处理，与其他外部模块完全独立，但需要外部模块提供总加组等数据。控制内部模拟多任务方，保电、功控、电控等功能由主函数负责业务判断，然后由专门的控制、保电等切换状态函数负责最终的拉合闸、声光、液晶显示等硬件状态切换。设计框图如图1所示，整体实物效果如图2所示。
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