【正文】 服務(wù)，稱為系統(tǒng)服務(wù)。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用的需求，提供了一些公共服務(wù)，主要包括報(bào)表服務(wù)、日志服務(wù)、報(bào)警服務(wù)、時(shí)間服務(wù)等。該層向應(yīng)用層提供了服務(wù)對(duì)象接口，保證了應(yīng)用層各部分的獨(dú)立性，簡化了應(yīng)用層的開發(fā)。該層內(nèi)部則使用CORBA提供的基礎(chǔ)服務(wù)和通訊機(jī)制來進(jìn)行各個(gè)服務(wù)間的信息共享與通訊。CORBA提供的系統(tǒng)服務(wù)在前面的章節(jié)中已經(jīng)簡單介紹過，下面介紹一下公共服務(wù)。報(bào)表服務(wù)：對(duì)各種電流、電壓、功率、電度量等整點(diǎn)抄表并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，還要對(duì)各種設(shè)備的運(yùn)行工況、時(shí)間、合格率、負(fù)荷率等做技術(shù)統(tǒng)計(jì)，生成各種需要的 數(shù)據(jù)型報(bào)表，具體包括各種測量、計(jì)量、事故報(bào)表，分時(shí)報(bào)表、班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、 月報(bào)表、年報(bào)表等。日志服務(wù)：系統(tǒng)進(jìn)行一些操作時(shí)或程序自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，日志會(huì)記錄一些相關(guān)信息，這些信息對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行人員和安全工作人員相當(dāng)有價(jià)值，如應(yīng)用程序日志、安 全日志、系統(tǒng)日志等等。報(bào)警服務(wù)：一般包括模擬量報(bào)警和狀態(tài)量報(bào)警，當(dāng)系統(tǒng)檢測到報(bào)警時(shí)，會(huì)及時(shí)利用報(bào)警條閃爍、聲光提示、顏色變化等方式通知運(yùn)行人員進(jìn)行處理，以保障各設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)。時(shí)間服務(wù)：系統(tǒng)利用GPS時(shí)鐘送出的時(shí)間信息，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后可以滿足系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源的要求，同步本系統(tǒng)中的各種計(jì)算機(jī)設(shè)備和具有計(jì)數(shù)時(shí)間功能的底層 智能設(shè)備。集成服務(wù)：系統(tǒng)具備與第三方系統(tǒng)互聯(lián)的接口，提供基于以太網(wǎng)的通訊協(xié)議庫，使第三方的系統(tǒng)能與本系統(tǒng)互聯(lián)，在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和集成。并將 此數(shù)據(jù)有機(jī)地與本地的SCADA數(shù)據(jù)整合，統(tǒng)一作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。WEB服務(wù)：利用這種技術(shù)提供基于Intranet/Internet的信息門戶服務(wù)，用戶可 以利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器查看各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、波形等信息。瀏覽時(shí)只需在地 址欄中輸入WEB服務(wù)器節(jié)點(diǎn)名稱即可進(jìn)入該WEB站點(diǎn)，站點(diǎn)上還可提供系統(tǒng)運(yùn) 行狀況顯示、客戶端應(yīng)用程序下載以及多種工具軟件的下載。4．應(yīng)用層：應(yīng)用層包括SCADA子系統(tǒng)、電能量管理子系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)作為相互獨(dú)立的CORBA工程對(duì)象存在，彼此間的信息交互是通過系 統(tǒng)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用層的各子系統(tǒng)建立在下三層的基礎(chǔ)之上，是實(shí)現(xiàn)工礦企業(yè) 電氣監(jiān)控與電能量管理的核心模塊，也是構(gòu)建本系統(tǒng)的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，并直接面向 用戶。子系統(tǒng)對(duì)外提供CORBA接口，通過ORB總線與客戶端完成數(shù)據(jù)交互；對(duì)內(nèi)通過對(duì)工程業(yè)務(wù)邏輯的分析，并調(diào)用各種服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工程業(yè)務(wù)邏輯功能。子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)占了整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的大部分工作量， 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA)的設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)的功能主要是監(jiān)督控制，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行過程進(jìn)行全面監(jiān)視，使管理人員全面掌握情況。其數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都是遠(yuǎn)程通信，分布較廣，遠(yuǎn)程通 信的處理量很大，因此配有通信處理前置機(jī)，以減輕中心服務(wù)器的負(fù)荷。SCADA 系統(tǒng)的特點(diǎn)在于其廣泛的監(jiān)視范圍和龐大的數(shù)據(jù)量，這類系統(tǒng)一般不追求毫秒級(jí) 的響應(yīng)，一般能夠達(dá)到秒級(jí)就完全可以滿足要求，但系統(tǒng)中包含的監(jiān)測點(diǎn)卻非常 多，因此需要一個(gè)強(qiáng)有力的軟硬件平臺(tái)作為支撐。 SCADA的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃SCADA子系統(tǒng)對(duì)下根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的需求采用具體的通信鏈路和通信協(xié)議對(duì) 設(shè)備進(jìn)行訪問和控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，對(duì)上通過CORBA總線提供各種接口， 利用各種服務(wù)與監(jiān)控站和服務(wù)器進(jìn)行通信。也就是說，SCADA子系統(tǒng)屏蔽了對(duì)下 層各種不同設(shè)備的操作，向上提供了統(tǒng)一的服務(wù)，上層的監(jiān)控站和服務(wù)器可以通 過調(diào)用SCADA子系統(tǒng)對(duì)象的接口或通過事件通道來獲得底層控制網(wǎng)絡(luò)的各種狀 態(tài)信息并完成數(shù)據(jù)的交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。下圖是SCADA子系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃： SCADA子系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)于CORBA部分，在第一節(jié)中已經(jīng)有詳細(xì)設(shè)計(jì)和介紹，本章的重點(diǎn)在于 SCADA子系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 SCADA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照一般的電氣規(guī)劃，SCADA系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示，從系統(tǒng)功能上劃分，分為現(xiàn)場間隔層和站級(jí)管理層。 SCADA子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D 現(xiàn)場間隔層是電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面，用來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電氣量檢測、運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)量檢測、操作控制和微機(jī)保護(hù)。間隔層設(shè)備主要包括各種智能設(shè)備(如繼電保護(hù)裝置、電力參數(shù)測量儀表)、總線控制器和總線網(wǎng)絡(luò)。各智能儀表通常具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，并具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，方便組網(wǎng)。總線控制器是連接前置機(jī)和現(xiàn)場設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，它是前置機(jī)組和總線網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)這兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞。在實(shí)際應(yīng)用中，常采用多串口服務(wù)器，它是一種基于網(wǎng)絡(luò)的總線控制器。多串口服務(wù)器將雙向通訊的串行數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口與計(jì)算機(jī)連接，在計(jì)算機(jī)上通過驅(qū)動(dòng)軟件映射出虛擬串口，為用戶擴(kuò)展了串行數(shù)據(jù)通訊接口，能擴(kuò)展多路RS232/422/485串口。多串口服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)化的，以前的串口擴(kuò)展模塊卡必須是插在PCI插槽中，且僅供單臺(tái)計(jì)算機(jī)使用，多串口服務(wù)器接到網(wǎng)絡(luò)中，能讓網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)共享。站級(jí)管理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)交換、操作邏輯判斷、操作命令下達(dá)等功能， 并主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。數(shù)據(jù)采集：前置機(jī)可設(shè)定相 應(yīng)的采集策略，可以是基于時(shí)間的策略或基于事件的策略，采集策略既可以根據(jù) 現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行本地編輯，也可以通過遠(yuǎn)程工作站進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定。數(shù)據(jù)處理： 對(duì)采集上來的生數(shù)據(jù)做出初步處理，并針對(duì)模擬量、狀態(tài)量調(diào)用相應(yīng)的計(jì)算策略； 通過對(duì)變量參數(shù)的設(shè)置，調(diào)整報(bào)警策略和方式，提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的信息；具備源地 址和目的地址過濾功能，保障遙控命令的準(zhǔn)確執(zhí)行。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：將按照數(shù)據(jù)的分 類記錄各種參數(shù)值，并可調(diào)整相應(yīng)的存儲(chǔ)策略。站級(jí)管理層站的主要設(shè)備是前置 機(jī)，常采用工業(yè)計(jì)算機(jī)，工業(yè)計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)，可用于惡劣的 工作環(huán)境。 根據(jù)任務(wù)的劃分，將SCADA的分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采集包括測量點(diǎn)配置、任務(wù)配置和驅(qū)動(dòng)管理，數(shù)據(jù)處理包括生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、變 量管理、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)發(fā)布等。這些功能模塊的設(shè)計(jì)除了基于業(yè)務(wù)邏輯上的考 慮，在開發(fā)的時(shí)候根據(jù)需要調(diào)用了CORBA服務(wù)層所提供的各種服務(wù)。例如， SCADA作為一個(gè)系統(tǒng)工程要使用到命名服務(wù)，通過命名服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)，提供SCADA所提供的功能從名字到對(duì)象引用的映射；數(shù)據(jù)發(fā)布要通過調(diào)用事件服務(wù)實(shí) 現(xiàn)組播發(fā)送；遙控要通過安全服務(wù)的認(rèn)證；大部分功能都要使用日志服務(wù)，以記 錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和異常處理信息。 SCADA功能結(jié)構(gòu)圖 （一）數(shù)據(jù)采集功能SCADA實(shí)時(shí)采集遙測、遙信、電度、數(shù)字量等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)一般可以分為模擬 量和狀態(tài)量。模擬量主要包括有功功率、無功功率、電流、電壓、補(bǔ)償電容電流、 直流電壓、頻率等；狀態(tài)量包括斷路器位置、隔離開關(guān)位置、故障過流信號(hào)、設(shè) 備狀態(tài)、開關(guān)儲(chǔ)能信號(hào)、重合閘動(dòng)作信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)或事故信號(hào)、通道狀態(tài) 等。A測量點(diǎn)配置測量點(diǎn)配置為各種硬件設(shè)備提供一個(gè)通用的接口。測量點(diǎn)配置主要包括：1）測量變量：是一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符字符串，它對(duì)應(yīng)每個(gè)測量點(diǎn)。2）變量類型：用于區(qū)分測量點(diǎn)的類型，包括模擬量和狀態(tài)量。3）說明：是一組文本信息，主要說明了測量點(diǎn)的物理意義。4）驅(qū)動(dòng)程序：對(duì)應(yīng)測量點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)程序組的名稱。5）初始值：默認(rèn)的初始值。6）生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換公式：定義了把原始數(shù)據(jù)(如二進(jìn)制數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換為所需測量點(diǎn)變量數(shù)值的計(jì)算方法。7．限值：變量允許的最大最小范圍。8．記錄標(biāo)識(shí)：表示測量點(diǎn)變量的實(shí)時(shí)數(shù)值是否要存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫。B 任務(wù)配置任務(wù)配置主要用于對(duì)數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)進(jìn)行有效的管理，任務(wù)配置主要包 括如下 變量管理示意圖 C 報(bào)警管理為了確保報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)執(zhí)行，采用了消息處理機(jī)制，以便對(duì)報(bào)警消息做出 迅速的反應(yīng)。報(bào)警信號(hào)的類型分為越限報(bào)警、變位報(bào)警、事故報(bào)警，這些報(bào)警類 型結(jié)合測量點(diǎn)的配置信息(上限、下限、報(bào)警延遲標(biāo)記、報(bào)警延遲時(shí)間、報(bào)警累計(jì)次數(shù))存儲(chǔ)在報(bào)警數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)檢測到一個(gè)報(bào)警信號(hào)時(shí)，通過數(shù)據(jù)發(fā)布將報(bào)警信息實(shí)時(shí)上傳，并且該信息會(huì)被寫入報(bào)警本地?cái)?shù)據(jù)庫。作為主服務(wù)器的備份，系統(tǒng)的報(bào)警和事件信息可以長期保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫中，并可以按事件類型、設(shè)備類型、時(shí)間、所在線路等多種方式分類查詢。D數(shù)據(jù)發(fā)布數(shù)據(jù)發(fā)布把各種數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控站或服務(wù)器，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布、報(bào)警事件 信息發(fā)布、異常信息發(fā)布等。SCADA作為數(shù)據(jù)發(fā)布者，有兩種發(fā)布方式，一種是 主動(dòng)方式，一種是被動(dòng)方式。主動(dòng)方式是指SCADA主動(dòng)發(fā)送，監(jiān)控站或服務(wù)器 被動(dòng)接收；被動(dòng)方式是指監(jiān)控站或服務(wù)器主動(dòng)通過接口實(shí)時(shí)訪問。主動(dòng)方式是基 于事件服務(wù)的組播數(shù)據(jù)發(fā)布，如數(shù)據(jù)量較大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布和實(shí)時(shí)性要求高的報(bào) 警信息發(fā)布等；而被動(dòng)方式常用于不太重要的數(shù)據(jù)或不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)的發(fā)布， 當(dāng)監(jiān)控站或服務(wù)器有需要時(shí)調(diào)用。且各種數(shù)據(jù)發(fā)布有相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)是根 據(jù)任