調(diào)度自動化實時系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換功能的開發(fā)

在電力系統(tǒng)實際運行中，調(diào)度自動化實時系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)間存在數(shù)據(jù)交換的技術(shù)開發(fā)問題。以廣州電力工業(yè)局調(diào)度自動化OASYS的系統(tǒng)的工程實際為基礎，介紹一種實時SCADA系統(tǒng)與管理信息MIS系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方式。

　　在電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行中，電網(wǎng)數(shù)據(jù)不僅要采集并反映在調(diào)度自動化實時系統(tǒng)，也需要傳送到管理信息系統(tǒng)，為企業(yè)管理部門提供決策依據(jù)。因此，在調(diào)度自動化系統(tǒng)改造的過程中，調(diào)度自動化系統(tǒng)改造的過程中，調(diào)度自動化實時系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)間互聯(lián)是工程人員面臨的一項重要技術(shù)開發(fā)工作。

　　目前國內(nèi)調(diào)度自動化實時系統(tǒng)一般選用UNIX操作系統(tǒng)下的工作站方式，采用TCP／IP工業(yè)標準協(xié)議，基于X-Windows的圖形標準；而企業(yè)MIS系統(tǒng)一般沿用了NOVELL網(wǎng)絡技術(shù)，采用ipx協(xié)議，基于Microsoft?Windows圖形應用標準。在這兩種不同的系統(tǒng)之間，如果要實現(xiàn)圖形交換，難度較大，所涉及的工作量也非常龐大。相對而言，實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)信息交換就比較簡單。出于工程考慮，調(diào)度自動化實時系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)間的互聯(lián)一般可以歸結(jié)為兩系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換問題。

1　選擇系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)方式

　　廣州電力工業(yè)局引進的調(diào)度自動化實時OASyS系統(tǒng)是一個基于TCP／IP技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)，而MIS系統(tǒng)沿用了以往的NOVELL3.12網(wǎng)絡，兩個系統(tǒng)間存在數(shù)據(jù)交換的必要任務：OASyS系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)需要提供給MIS系統(tǒng)顯示，MIS系統(tǒng)需要向OASyS系統(tǒng)提供電網(wǎng)設備參數(shù)數(shù)據(jù)等。

　　在系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)方式上，廣州電力工業(yè)局作了較詳細的調(diào)研工作，考慮了以下幾種方式：

　　a)升級NOVELL服務器軟件版本，開發(fā)Netware下的TCP／IP協(xié)議功能；

　　b)改造MIS網(wǎng)，選用支持TCP／IP協(xié)議通信的網(wǎng)絡系統(tǒng)形式；

　　c)設置轉(zhuǎn)發(fā)機，在TCP／IP與ipx之間進行轉(zhuǎn)換。

　　考慮到技術(shù)力量分布和工程進度實際情況，前兩種方式都存在開發(fā)工期太長的問題，而且MIS網(wǎng)改造本身就是一項規(guī)模比較龐大的獨立工程，不適宜在調(diào)度自動化改造項目中同時考慮。采用第三種方式有利于在現(xiàn)有系統(tǒng)條件下滿足生產(chǎn)實際的迫切需要，開發(fā)投入很少，利于有步驟地實現(xiàn)全局效益。

　　應該指出，采用轉(zhuǎn)發(fā)機方式，只能完成數(shù)據(jù)部分的網(wǎng)絡交換，MIS系統(tǒng)還必須維護一套單獨的圖形界面，這對于已存在舊MIS系統(tǒng)的情況比較實用，但最終發(fā)展應該走向一體化結(jié)構(gòu)。

　　轉(zhuǎn)發(fā)機的設置方式有幾種，可以選擇轉(zhuǎn)發(fā)機在Microsoft?Windows?95／98平臺上進行軟件開發(fā)，也可以尋找DOS平臺上的一些應用軟件進行支撐，以達到協(xié)議轉(zhuǎn)換的目的。由于歷史應用原因，廣州電力工業(yè)局選擇了基于DOS平臺的轉(zhuǎn)發(fā)軟件開發(fā)。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

　　圖1表明，在硬件連接上，網(wǎng)絡多口開關NETWORK?SWITCH是調(diào)度自動化實時系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)的物理連接點，具有多個UTP端口，同時提供實時網(wǎng)和MIS網(wǎng)的物理連接位置。在物理層上，TCP／IP協(xié)議和ipx協(xié)議可以同時在雙絞線介質(zhì)上工作，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包可以在網(wǎng)絡多口開關的各端口之間進行傳輸。另外網(wǎng)絡多口開關提供物理屏蔽作用，使得ipx協(xié)議的數(shù)據(jù)包不流向?qū)崟r網(wǎng)，實時網(wǎng)的網(wǎng)絡安全和負荷得到保證。

　　轉(zhuǎn)發(fā)機采用一臺普通微機實現(xiàn)，配置一塊10?Mbit／s速率以太網(wǎng)卡。

3　轉(zhuǎn)發(fā)機網(wǎng)絡功能層次

　　由系統(tǒng)硬件連接方式可以看出，轉(zhuǎn)發(fā)機通過網(wǎng)絡多口開關，一方面要完成與OASyS系統(tǒng)間的TCP／IP協(xié)議數(shù)據(jù)包的交換，采集實時網(wǎng)提供的電網(wǎng)運行實時數(shù)據(jù)；另一方面要完成與MIS服務器之間的ipx協(xié)議數(shù)據(jù)包交換，將電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)發(fā)布到MIS系統(tǒng)中。這就要求轉(zhuǎn)發(fā)機同時具有處理TCP／IP協(xié)議和ipx協(xié)議的網(wǎng)絡軟件功能。圖2為轉(zhuǎn)發(fā)機的網(wǎng)絡功能層次示意圖。

　　在DOS平臺上，轉(zhuǎn)發(fā)機要同時實現(xiàn)TCP／IP和ipx協(xié)議應用，必須借助于一定的支撐軟件。在DOS操作系統(tǒng)中實現(xiàn)ipx協(xié)議應用是完全遵從NOVELL網(wǎng)絡工作站定義的，但是DOS本身并不具備TCP／IP協(xié)議的處理能力，如果要在DOS操作系統(tǒng)下同時實現(xiàn)這兩種網(wǎng)絡協(xié)議應用，并兼用同一的網(wǎng)卡物理驅(qū)動，需要尋求一種合適的支撐平臺。

　　通過對系統(tǒng)的應用條件大量調(diào)研，廣州電力工業(yè)局選擇了SUN公司出品的PC-NFS軟件來實現(xiàn)DOS平臺下的兩種網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換應用處理。

4　PC-NFS軟件的原理和設置

　　NFS(network?file?system)是UNIX操作系統(tǒng)中的一個標準應用，完成數(shù)據(jù)文件的網(wǎng)絡映射和共享。P-NFS，即在基于DOS操作系統(tǒng)的微機上實現(xiàn)NFS功能。

　　在轉(zhuǎn)發(fā)機上安裝PC-NFS軟件，可以將OASyS實時系統(tǒng)中充當通信功能工作站的某文件路徑映射為轉(zhuǎn)發(fā)機的一個當?shù)乇P符；同時在轉(zhuǎn)發(fā)機上安裝NOVELL工作站標準驅(qū)動軟件，MIS網(wǎng)的NOVELL服務器的某文件路徑映射為轉(zhuǎn)發(fā)機的另一盤符。轉(zhuǎn)發(fā)機的應用程序只需在兩個盤符之間完成數(shù)據(jù)文件內(nèi)容交換或數(shù)據(jù)廣播，就可實現(xiàn)兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。同時，在轉(zhuǎn)發(fā)機上還可以運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計打包模塊，實現(xiàn)諸如實時、總加、整點等數(shù)據(jù)分析功能。

　　要注意NFS的完整應用。不管是提供共享文件的工作站主機，還是享受共享文件內(nèi)容的機器，都要開放并定義相應的NFS功能。在OASyS系統(tǒng)中，要使用#setup來激活通信節(jié)點機的NFS功能，定義開放的子目錄，以及定義作為開放對象的機器名稱。

　　在轉(zhuǎn)發(fā)機安裝PC-NFS軟件的步驟為：

　　a)首先在工作站安裝NetWare工作站軟件，登錄到NetWare服務器，注意采用lsl.+carddriver.+ipxodi.的方式，避免使用ipx.方式。因為ODI方式下，PC-NFS的TCP／IP協(xié)議應用可以與ipx協(xié)議的網(wǎng)絡物理驅(qū)動兼用。

　　b)安裝PC-NFS軟件。根據(jù)提示，輸入提供NFS服務的主機名稱、IP地址、路徑，本地(轉(zhuǎn)發(fā)機)的名稱、IP地址及登錄的用戶名等內(nèi)容。

　　c)運行PC-NFS的mt程序，選擇提供NFS服務的主機名稱、路徑、IP地址、鎖文件方式、開機自動映射等薦，使得轉(zhuǎn)發(fā)機在開機過程中可以自動形成工作站節(jié)點路徑的映射盤符。

5　轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)過程

　　在轉(zhuǎn)發(fā)機，實時系統(tǒng)通信節(jié)點機盤符與MIS網(wǎng)服務器盤符生成后，要開發(fā)相應的應用程序，以實現(xiàn)兩側(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交換。應用程序的編制可以采取定時器方式，在規(guī)定的時間周期到達時，激活從實時網(wǎng)數(shù)據(jù)文件讀數(shù)，并廣播到MIS系統(tǒng)中，或?qū)懭隡IS服務器特定文件的進程。

　　在廣州電力工業(yè)局實時OASyS系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)之間，主要完成三類數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)工作，分別是實時電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)主要遙測總加點的歷史運行數(shù)據(jù)，和系統(tǒng)所有遙測量的歷史整點數(shù)據(jù)。有鑒于此，轉(zhuǎn)發(fā)機應用軟件的編寫方面，分別考慮這三類數(shù)據(jù)的讀寫處理。一個很重要的問題在于，作為數(shù)據(jù)來源，OASyS系統(tǒng)的通信節(jié)點機上必須根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)容的定義，運行必要的進程生成相應的數(shù)據(jù)文件。

　　在廣州電力工業(yè)局OASyS系統(tǒng)中，我們開發(fā)了在調(diào)度界面顯示電網(wǎng)設備參數(shù)的應用程序，由于調(diào)用過程簡單、內(nèi)容詳實，深受調(diào)度人員喜愛，其中實時網(wǎng)上的設備參數(shù)信息來源于MIS網(wǎng)中的有關數(shù)據(jù)庫內(nèi)容?？紤]到轉(zhuǎn)發(fā)機處于兩個系統(tǒng)的聯(lián)系地位，在轉(zhuǎn)發(fā)機的應用程序中，我們設計了一個專門的模塊，將MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息定時傳送到實時SCADA系統(tǒng)中。

　　由于轉(zhuǎn)發(fā)機應用軟件是獨立編程，可以避免MIS網(wǎng)中機器隨意破壞實時系統(tǒng)運行的可能性。同時由于轉(zhuǎn)發(fā)機的應用處理對象基本上是數(shù)據(jù)文件，在程序的模塊化處理、增刪功能方面很有優(yōu)勢。

6　工程實施情況

　　廣州電力工業(yè)局OASyS系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的工作在調(diào)度自動化新系統(tǒng)投運的同時就完成各項軟件編程和測試工作，經(jīng)過試運行和修改階段，現(xiàn)在已完全投入生產(chǎn)運行。根據(jù)設計基本思路，OASyS系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)間實現(xiàn)了實時、歷史、電網(wǎng)設備參數(shù)等數(shù)據(jù)的交換工作。運行情況表明，網(wǎng)絡支撐平臺和轉(zhuǎn)發(fā)應用運行穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議處理出錯的情況。

7　結(jié)束語

　　運用PC-NFS軟件開發(fā)調(diào)度自動化實時系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，能滿足實際生產(chǎn)需要，具有開發(fā)周期短、編程清晰明了、運行穩(wěn)定可靠的特點，是完善電力企業(yè)調(diào)度自動化系統(tǒng)改造項目的有效配套技術(shù)開發(fā)內(nèi)容。