基于嵌入式装置来实现后台监控的方法.pdf

基于嵌入式装置来实现后台监控的方法是采用高性能配置的嵌入式装置来实现原后台系统中实时性要求强的部分，而把原非实时的、需人机交互的应用放在便携式PC机上，作为后台的终端，仅在变电站维护时使用。便携式PC机上的终端程序所关联的所有数据或文件均存在于嵌入式装置内，不在本PC机上保存。因此该维护用便携式PC机可用于所有采用该种后台监控模式的变电站维护。

1.  一种基于嵌入式装置来实现后台监控的方法，其特征是该方法具体为：将整个嵌入式装置按实时性和人机交互要求整体上分为两个部分：便携式PC机侧和嵌入式装置侧；其中便携式PC机作为客户端，嵌入式装置侧作为服务端；客户端包含以下内容：
a.数据库组态：用于对后台系统的数据进行建模、配置；
b.图形编辑：绘制各类图形；
c.图形监视：通过事先绘制的图形来实时监视变电站情况；包括地理图、单线图、间隔图、列表、各类曲线、棒图、饼图；
d.报表工具：包括报表制作、历史报表察看、实时报表察看；
e.保护信息管理：察看各类保护信息、故障报告、波形分析；
f.历史事件浏览：查询、分析各类历史事件；服务端包含以下内容：
g.历史库：用于存放各种历史数据、系统配置数据、各应用配置数据、各类文件；
h.实时库：保存实时信息；
i.数据采集与监视控制模块：完成变电站数据的分析、处理；
j.前置通讯：用于同间隔层设备相连，接收间隔层设备数据；
k.电压无功控制：变电站电压无功调节；
客户端本身不存在数据，所有的数据均存在于服务端，所有数据的访问均是通过网络从服务端读写，客户端的应用对数据库的访问还是通过统一数据库访问接口来实现，由统一数据库访问接口判别出是客户端，则通过客户端网络接口到服务端的历史库或实时库中去读写数据；在服务端SCADA模块和VQC也是通过统一数据库访问接口到本地的历史库或实时库中读写数据。

2、  如权利要求1所述的基于嵌入式装置来实现后台监控的方法，其特征是嵌入式装置采用主频为1G的PowerPC作为CPU和可扩充的大容量工业级硬盘或固态盘，来满足后台对性能和容量的要求；采用嵌入式linux操作系统和嵌入式mysql商用库，来满足后台对性能和易用性的要求。

基于嵌入式装置来实现后台监控的方法
技术领域
本发明涉及一种变电站综合自动化系统中后台监控的运行方法。
背景技术
目前，变电站综合自动化系统已经广泛应用于各级变电站，其稳定可靠的运行是变电站安全运行的保证，其中后台监控系统作为所有数据的汇总点，其安全性尤为关键。由于后台监控机要求实时运行，处理的数据量非常大，响应速度要求快，而且处在强电磁环境，所以一般商用PC机无法满足要求，即便是工控机其性能也不尽人意，而若采用大型工作站势必会增加变电站的投资费用，而且这些机器均采用交流供电，其可靠性又受到影响。
在中低电压等级变电站中采用无人或少人值班模式，而且这种模式正逐步向高电压等级变电站推广。因此后台监控系统在平时运行时是不需要进行人机交互的，即不需要屏幕显示。这种情况为嵌入式后台监控系统的应用提供了很好的时机。
高速的芯片技术、网络技术、电磁兼容的发展；大容量工业级硬盘和固态盘的推广应用；各种嵌入式软件技术和操作系统的发展为嵌入式后台监控系统的应用提供了很好的技术支持。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种基于嵌入式装置来实现后台监控的方法，解决现有设备故障点多、可靠性低、需经常性维护等诸多问题，并具有更强的抗电磁干扰能力、低功耗、高可靠性以及更快的实时性等特性。
技术方案：本发明所述的基于嵌入式装置来实现后台监控系统的方法是采用高性能配置的嵌入式装置来实现原后台系统中实时性要求强的部分，而把原非实时的、需人机交互的应用放在便携式PC机上，作为后台的终端，仅在变电站维护时使用。便携式PC机上的终端程序所关联的所有数据或文件均存在于嵌入式装置内，不在本PC机上保存。因此该维护用便携式PC机可用于所有采用该种后台监控模式的变电站维护。嵌入式装置采用高性能CPU和可扩充的大容量工业级硬盘，来满足后台对性能和容量的要求：
基于嵌入式装置来实现后台监控的方法具体为：
将整个嵌入式装置按实时性和人机交互要求整体上分为两个部分：便携式PC机侧和嵌入式装置侧；其中便携式PC机作为客户端，嵌入式装置侧作为服务端；客户端包含以下内容：
a.数据库组态：用于对后台系统的数据进行建模、配置；
b.图形编辑：绘制各类图形；
c.图形监视：通过事先绘制的图形来实时监视变电站情况；包括地理图、单线图、间隔图、列表、各类曲线、棒图、饼图；
d.报表工具：包括报表制作、历史报表察看、实时报表察看；
e.保护信息管理：察看各类保护信息、故障报告、波形分析；
f.历史事件浏览：查询、分析各类历史事件；
服务端包含以下内容：
g.历史库：用于存放各种历史数据、系统配置数据、各应用配置数据、各类文件；
h.实时库：保存实时信息；
i.SCADA(数据采集与监视控制)模块：完成变电站数据的分析、处理；
j.前置通讯：用于同间隔层设备相连，接收间隔层设备数据；
k.VQC(电压无功控制)：变电站电压无功调节；
客户端本身不存在数据，所有的数据均存在于服务端，所有数据的访问均是通过网络从服务端读写，客户端的应用对数据库的访问还是通过统一数据库访问接口来实现，由统一数据库访问接口判别出是客户端，则通过客户端网络接口到服务端的历史库或实时库中去读写数据；在服务端SCADA模块和VQC也是通过统一数据库访问接口到本地的历史库或实时库中读写数据。
嵌入式装置采用主频为1G的PowerPC作为CPU和可扩充的大容量工业级硬盘或固态盘，来满足后台对性能和容量的要求；采用嵌入式linux操作系统和嵌入式mysql商用库，来满足后台对性能和易用性的要求。
有益效果：嵌入式后台系统的研发可解决现有设备故障点多、可靠性低、需经常性维护等诸多问题，并具有更强的抗电磁干扰能力、低功耗、高可靠性以及更快的实时性等特性，可在无人值班变电站大面积推广应用。
通过嵌入式系统来实现后台监控具备如下优点：
嵌入式后台采用嵌入式CPU，功耗低。不需要风扇；
嵌入式后台采用密闭机箱，不容易进灰。
印制板采用三防，可以有效地防止灰尘、腐蚀。
嵌入式后台采用19寸机箱结构，容易安装到机柜上。同时抗震性能大大提高。
嵌入式后台采用工业硬盘或固态盘，可以提高装置的温度范围，提高硬盘的抗震性和稳定性。
嵌入式后台可以扩充多网口，最多可以扩充6个100Mbps以太网口。
嵌入式后台可以扩充多串口，可以扩充RS-232、RS-485、RS-422，以及光纤串口。
由于嵌入式后台具备多种接口，因此可以兼备远动机和通讯管理功能。做到站控层统一设备，减少投资。
嵌入式操作系统具备稳定、可靠、无病毒攻击等优点。
附图说明
图1是基于嵌入式装置来实现后台监控的方法的流程图。
具体实施方式
采用嵌入式CPU，功耗低。不需要风扇；
采用密闭机箱，不容易受进灰。
印制板采用三防，可以有效地防止灰尘、腐蚀。
采用19寸机箱结构，容易安装到机柜上。同时抗震性能大大提高。
采用工业硬盘，可以提高装置的温度范围，提高硬盘的抗震性。
也可采用固态盘来代替硬盘。提供可靠性。
可以扩充多网口，最多可以扩充6个100Mbps以太网口。
可以扩充多串口，可以扩充RS-232、RS-485、RS-422，以及光纤串口。
a)整个系统按实时性和人机交互要求整体上分为两个部分：便携式PC机侧和嵌入式装置侧。其中便携式PC机作为客户端；嵌入式装置侧作为服务端。
b)客户端包含以下内容：
数据库组态：用于对后台系统的数据进行建模、配置。
图形编辑：绘制各类图形。
图形监视：通过事先绘制的图形来实时监视变电站情况。包括地理图、单线图、间隔图、列表、各类曲线、棒图、饼图等。
报表工具：包括报表制作、历史报表察看、实时报表察看。
保护信息管理：察看各类保护信息、故障报告、波形分析等。
历史事件浏览：查询、分析各类历史事件。
c)服务端包含以下内容：
历史库：用于存放各种历史数据、系统配置数据、各应用配置数据、各类文件。
实时库：保存实时信息。
SCADA模块：完成变电站数据的分析、处理。
前置通讯：用于同间隔层设备相连，接收间隔层设备数据。
VQC：变电站电压无功调节。
d)SCADA功能：
数据采集：用于采集各类数据。
数据处理：用于对各类数据进行工程化处理。
控制与调节：用于变电站设备进行调节和控制。
计算服务：进行各种信息合成。
旁代处理：监测旁路代换过程，并进行代换处理。
事故监测：监测是否发生事故。
事故追忆：事故发生时，进行追忆数据的保存，形成追忆文件。
历史采样：采样各类历史数据。
统计计算：对各类数据进行统计计算。
网络拓扑：进行网络拓扑，对各设备生成岛号和虚母线号。
设备状态：监测各设备的状态。
防误处理：对遥控操作进行规则校验。
e)数据访问：客户端本身不存在数据，所有的数据均存在于服务端，所有数据的访问均是通过网络从服务端读写。客户端的应用对数据库的访问还是通过统一数据库访问接口来实现，由统一数据库访问接口判别出是客户端，则通过客户端网络接口到服务端的历史库或实时库中去读写数据。在服务端SCADA和VQC等也是通过统一数据库访问接口到本地的历史库或实时库中读写数据。