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自動化系統(tǒng)的統(tǒng)一支撐平臺設(shè)計方案

時間:2009-04-02 21:15:45來源:hesp

導(dǎo)語:?隨著電力系統(tǒng)自動化和企業(yè)管理現(xiàn)代化發(fā)展的需要,各供電企業(yè)通過計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)SCADA/EMS,DMS,MIS,GIS等應(yīng)用系統(tǒng),這些系統(tǒng)歸口于不同的主管部門,由不同廠家開發(fā)研制,分別實施。
隨著電力系統(tǒng)自動化和企業(yè)管理現(xiàn)代化發(fā)展的需要,各供電企業(yè)通過計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)SCADA/EMS,DMS,MIS,GIS等應(yīng)用系統(tǒng),這些系統(tǒng)歸口于不同的主管部門,由不同廠家開發(fā)研制,分別實施。這對整個自動化系統(tǒng)的維護和管理極為不便。為此,提出了設(shè)計一個能協(xié)調(diào)以  上各種應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支撐平臺,使其既能滿足各種功能分步實現(xiàn),又能實現(xiàn)統(tǒng)一管理和滿足企業(yè)內(nèi)各職能部門應(yīng)用的需要。 [b]1 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) [/b]  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基于Internet和Web的模式。各應(yīng)用系統(tǒng)可方便地掛接到網(wǎng)絡(luò)上,且相對獨立地運行。網(wǎng)絡(luò)上的客戶機在支撐平臺的管理下,可調(diào)動支撐平臺上各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可共享和重組。   PAN Desk(power automation network desk)采用Client/Server結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)主要分為如下4個部分(如圖1)。
[img=310,126]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dlxtzdh/dlxtzdh99/dlxtzdh9901/image/45.gif[/img]
   圖1 PAN Desk 系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖    Fig.1 Topology structure of PAN Desk   a.前置機:包括與RTU通信和系統(tǒng)GPS同步時鐘處理,若已有SCADA系統(tǒng),則不需要前置機。   b.服務(wù)器:包括2臺主服務(wù)器(或稱主機)PAN Desk 服務(wù)器,1臺Web服務(wù)器,多臺其它應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器。   c.客戶機:包括2臺調(diào)度機(可擴充到多臺)以及多個網(wǎng)絡(luò)上的瀏覽器,調(diào)度機上的 PAN Desk瀏覽程序是唯一能進行遙控操作的客戶機。另外,調(diào)度機可支持多屏顯示,同時亦為大屏幕顯示提供接口。   d.網(wǎng)絡(luò):為滿足多媒體應(yīng)用,采用1  000 Mbit/s快速以太網(wǎng)。 [b]2 系統(tǒng)軟件設(shè)計 [/b]  2.1 系統(tǒng)軟件   PAN Desk服務(wù)器選用Microsoft Windows NT Server 4.0(中文版),至少支持20個客戶;調(diào)度機選用Microsoft Windows 98(中文版);瀏覽器可以使用Windows NT 4.0或Windows 95中文版本;數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)采用Microsoft SQL Server 6.5;Web服務(wù)器選用Microsoft Internet Information Server 4.0;Web瀏覽器選用Netscape Communicator 4.0(中文版)或 Microsoft Internet Explorer 4.0(中文版)。   2.2 PAN Desk應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)   PAN Desk系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件主要包括如下3部分,其相互之間的關(guān)系如圖2所示。   a. PAN Desk服務(wù)器程序:運行于PAN Desk服務(wù)器中,主要負責實時數(shù)據(jù)采集和處理,數(shù)據(jù)庫管理,以及與客戶機的數(shù)據(jù)交互等工作;   b. PAN Desk客戶機程序:運行于PAN Desk客戶機中,主要負責人機界面、頁面和編輯以及數(shù)據(jù)庫顯示等工作;   c. Web應(yīng)用程序:運行于Web瀏覽器中,提供Web平臺支持。   2.3 PAN Desk服務(wù)器程序   2.3.1 數(shù)據(jù)采集程序   數(shù)據(jù)采集程序接收RTU發(fā)送來的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過必要的預(yù)處理(如協(xié)議轉(zhuǎn)換)后傳給數(shù)據(jù)服務(wù)器程序進行處理。對于已有SCADA系統(tǒng),則直接對SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行訪問。   2.3.2 數(shù)據(jù)服務(wù)器程序   負責數(shù)據(jù)管理工作:   a.通過標準的SQL語句實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、存儲、檢索及修改。   b.數(shù)據(jù)庫備份:將主服務(wù)器的存儲數(shù)據(jù)同步地復(fù)制到備用服務(wù)器中,始終保持數(shù)據(jù)的完整備份。   c.通過專用算法實現(xiàn)快速訪問的實時數(shù)據(jù)庫,并和SQL數(shù)據(jù)庫保持一個內(nèi)部接口。對用戶來說,該實時數(shù)據(jù)庫與SQL數(shù)據(jù)庫的使用是一致的。   d.對數(shù)據(jù)庫進行安全保護,只有授權(quán)用戶才允許訪問特定的數(shù)據(jù)。   e.事件處理:負責對系統(tǒng)內(nèi)所有的事件(包括報警事件)進行判斷、甄別、存儲等,并通過SCADA系統(tǒng)接口模塊交由客戶端顯示。   2.3.3 數(shù)據(jù)定義編輯器(VDT)   負責定義系統(tǒng)、廠站以及RTU數(shù)據(jù)點的相關(guān)數(shù)據(jù)特性。當用戶對VDT進行編輯修改后,網(wǎng)絡(luò)上各端點內(nèi)貯存的VDT鏡像自動刷新。   2.4 PAN Desk 客戶機程序   2.4.1 客戶端MMI程序   客戶端MMI是運行在所有PAN Desk客戶機上的應(yīng)用程序,該程序為用戶提供SCADA顯示界面及操作界面。   a. PAN Desk采用“頁面”方式組織各種畫面,用戶通過頁面導(dǎo)航條等方式調(diào)出頁面。   b. PAN Desk的頁面分為用戶頁面和系統(tǒng)頁面。   c.對于授權(quán)用戶,可通過頁面進行人工置數(shù),每一操作和操作人員的名字將自動記錄到事件記錄庫中以備查詢。   d. MMI還提供一個專門的顯示區(qū)顯示當前時間以及當前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。   2.4.2 多屏支持   多屏顯示(一般為雙屏顯示)為用戶提供了同時查看更多信息的方便途徑。   2.4.3 頁面編輯器   PAN Desk頁面編輯器用于編輯制作用戶頁面,具有面向?qū)ο蟆⒕庉嫻δ茇S富及數(shù)據(jù)對象直接嵌入到頁面等特點。   2.5 Web應(yīng)用程序   PAN Desk系統(tǒng)是一個開放式支撐平臺,其開放性最顯著的特點之一就是將Web技術(shù)納入系統(tǒng)體系中,Web服務(wù)器/瀏覽器構(gòu)成了基于Web的Client/Server模型,該模型與PAN Desk常規(guī)的客戶機/服務(wù)器模型同處一個系統(tǒng)中,相互獨立又彼此交互運行。   Web應(yīng)用程序包括PAN Desk系統(tǒng)中所有支持Web平臺的相關(guān)代碼。與傳統(tǒng)的應(yīng)用程序不同,Web應(yīng)用程序不能獨立于Web服務(wù)器和Web瀏覽器運行。其代碼或者存于Web服務(wù)器相關(guān)目錄下,或者作為Web瀏覽器附加的插件。   2.5.1 Web應(yīng)用程序功能   a.在Web瀏覽器中可以直接查看現(xiàn)有的AutoCAD圖形,并可對圖形進行瀏覽、整體縮放、局部縮放、打印等操作;   b.在Web瀏覽器中可以查看視頻系統(tǒng)圖像文件,播放電話錄音系統(tǒng)中的錄音文件;   c.在Web瀏覽器中可以查看SCADA數(shù)據(jù);   d. Web瀏覽器可以作為查看MIS的用戶界面。   2.5.2 Web應(yīng)用程序組成   a.瀏覽器插件:提供支持AutoCAD文件以及多媒體的能力;   b.服務(wù)器端CGI(公共網(wǎng)關(guān)接口):提供對SCADA動態(tài)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的訪問;   c. Java應(yīng)用程序(applet):提供SCADA動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示。   2.6 應(yīng)用系統(tǒng)接口軟件   PAN Desk是一個適應(yīng)性廣泛的開放式平臺,在此平臺上,各種應(yīng)用系統(tǒng)能方便地集成在一起,使用戶可以用一致或類似的界面使用各個系統(tǒng)。每個應(yīng)用系統(tǒng)只保持其獨有的服務(wù)器程序,可以不需要專用的用戶界面。以下介紹幾個主要應(yīng)用系統(tǒng)的接口設(shè)計。   2.6.1 SCADA系統(tǒng)的接口   SCADA系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)與核心,因此與SCADA系統(tǒng)的接口必須要考慮到開放性的要求,使其有一定的通用性,還要考慮到實時性的要求,能滿足電網(wǎng)調(diào)度的實際需要。   PAN Desk采用以下方式與SCADA接口:   a.采用數(shù)據(jù)標識ID方法標識每個數(shù)據(jù)點(RTU數(shù)據(jù)),對數(shù)據(jù)的訪問通過ID進行;   b.在服務(wù)器端建立常駐內(nèi)存的實時數(shù)據(jù)庫,而在客戶機端,保持一個鏡像數(shù)據(jù)庫;   c.服務(wù)器端與客戶機端保持熱連接,根據(jù)客戶請求,僅將客戶所請求的那部分數(shù)據(jù)傳送至客戶的鏡像數(shù)據(jù)庫中;   d.服務(wù)器端和客戶機端采用基于TCP/IP的應(yīng)用層協(xié)議(PDP協(xié)議);   e. PAN Desk提供一組基于SQL的數(shù)據(jù)庫訪問接口函數(shù)(API),用于其它應(yīng)用系統(tǒng)訪問SCADA數(shù)據(jù)。   2.6.2 與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的接口   配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過下列方式與PAN Desk接口:   a.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)利用PAN Desk提供的API函數(shù)訪問SCADA數(shù)據(jù)庫。   b. SCADA系統(tǒng)是基于SQL的,因此,如果配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)也采用SQL數(shù)據(jù)庫,則SCADA系統(tǒng)可按SQL方式進行訪問,若配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)為自定義數(shù)據(jù)庫,則需供方提供接口函數(shù)。   c.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用PAN Desk的頁面格式。   d.如果配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中含有自定義的畫面顯示格式,則需提供文件格式,PAN Desk可通過下列兩種方法之一來統(tǒng)一顯示方式:將專用格式轉(zhuǎn)換為PAN Desk頁面,用于在PAN Desk客戶機MMI程序中顯示;編寫Web瀏覽器插件,用于在標準瀏覽器中顯示。   e. PAN Desk將配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)作為一個子系統(tǒng)為其分配數(shù)據(jù)ID,由主服務(wù)器提供數(shù)據(jù)緩沖,與客戶端遵從PDP協(xié)議。   2.6.3 電能計費系統(tǒng)接口   電能計費系統(tǒng)與PAN Desk的接口只涉及PAN Desk對其數(shù)據(jù)庫的訪問,因此,只要電能計費系統(tǒng)采用SQL數(shù)據(jù)庫,PAN Desk服務(wù)器就可通過SQL對其進行訪問。電能計費系統(tǒng)作為PAN Desk的一個子系統(tǒng),分配一個指定范圍的數(shù)據(jù)ID,按PDP協(xié)議與客戶機進行通信。   2.6.4 視頻系統(tǒng)接口   a.對現(xiàn)場視頻監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)送來的圖像文件進行解碼轉(zhuǎn)換,支持BMP,MPEG,JPEG等文件格式。   b.支持下行聲音通道。   c.使用多媒體服務(wù)器存儲視頻圖像,用戶可定義圖像數(shù)據(jù)的保存時間。   d.在Web瀏覽器上安裝插件,用戶可通過Web瀏覽器查看視頻圖像。   2.6.5 網(wǎng)絡(luò)式電話錄音系統(tǒng)接口   a. PAN Desk系統(tǒng)通過文件共享方式訪問錄音系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。   b.通過Web瀏覽器對錄音文件進行放音檢索。   2.6.6 與MIS系統(tǒng)的接口   在各客戶機上安裝MIS系統(tǒng)的瀏覽程序。 [b]3 結(jié)語 [/b]  該開放式支撐平臺,可將不同的應(yīng)用系統(tǒng)集成到一個網(wǎng)絡(luò)上,用戶可根據(jù)需要方便地增加應(yīng)用系統(tǒng)。如調(diào)度臺不再因每推廣一個新的應(yīng)用系統(tǒng),就要再增加一臺計算機。當配電網(wǎng)與所屬電源的變電站屬于不同區(qū)供電局的情況下,只要通過該支撐平臺和廣域網(wǎng)或 Internet,就可方便地解決配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行系統(tǒng)重構(gòu)時的技術(shù)難題。

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