調度自動化實時的系統與MIS系統間數據交換功能的開發

摘要

在電力系統實際運行中，調度自動化實時系統與管理信息系統間存在數據交換的技術開發問題。以廣州電力工業局調度自動化OASYS的系統的工程實際爲基礎，介紹一種實時SCADA系統與管理信息MIS系統間交換數據的實現方式。

在電力系統的生產運行中，電網數據不僅要採集並反映在調度自動化實時系統，也需要傳送到管理信息系統，爲企業管理部門提供決策依據。因此，在調度自動化系統改造的過程中，調度自動化系統改造的過程中，調度自動化實時系統與MIS系統間互聯是工程人員面臨的一項重要技術開發工作。

目前國內調度自動化實時系統一般選用UNIX操作系統下的工作站方式，採用TCP／IP工業標準協議，基於X-Windows的圖形標準；而企業MIS系統一般沿用了NOVELL網絡技術，採用ipx協議，基於Microsoft Windows圖形應用標準。在這兩種不同的系統之間，如果要實現圖形交換，難度較大，所涉及的工作量也非常龐大。相對而言，實現系統間的數據信息交換就比較簡單。出於工程考慮，調度自動化實時系統與MIS系統間的互聯一般可以歸結爲兩系統間的數據交換問題。

1 選擇系統數據互聯方式

廣州電力工業局引進的調度自動化實時OASyS系統是一個基於TCP／IP技術的局域網系統，而MIS系統沿用了以往的NOVELL3.12網絡，兩個系統間存在數據交換的必要任務：OASyS系統的實時數據需要提供給MIS系統顯示，MIS系統需要向OASyS系統提供電網設備參數數據等。

在系統數據互聯方式上，廣州電力工業局作了較詳細的調研工作，考慮了以下幾種方式：

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

b)改造MIS網，選用支持TCP／IP協議通信的網絡系統形式；

c)設置轉發機，在TCP／IP與ipx之間進行轉換。

考慮到技術力量分佈和工程進度實際情況，前兩種方式都存在開發工期太長的問題，而且MIS網改造本身就是一項規模比較龐大的獨立工程，不適宜在調度自動化改造項目中同時考慮。採用第三種方式有利於在現有系統條件下滿足生產實際的迫切需要，開發投入很少，利於有步驟地實現全局效益。

應該指出，採用轉發機方式，只能完成數據部分的網絡交換，MIS系統還必須維護一套單獨的圖形界面，這對於已存在舊MIS系統的情況比較實用，但最終發展應該走向一體化結構。

轉發機的設置方式有幾種，可以選擇轉發機在Microsoft Windows 95／98平臺上進行軟件開發，也可以尋找DOS平臺上的一些應用軟件進行支撐，以達到協議轉換的目的。由於歷史應用原因，廣州電力工業局選擇了基於DOS平臺的轉發軟件開發。

　2 系統結構介紹

圖1表明，在硬件連接上，網絡多口開關NETWORK SWITCH是調度自動化實時系統和MIS系統的物理連接點，具有多個UTP端口，同時提供實時網和MIS網的物理連接位置。在物理層上，TCP／IP協議和ipx協議可以同時在雙絞線介質上工作，網絡數據包可以在網絡多口開關的各端口之間進行傳輸。另外網絡多口開關提供物理屏蔽作用，使得ipx協議的數據包不流向實時網，實時網的網絡安全和負荷得到保證。

轉發機採用一臺普通微機實現，配置一塊10 Mbit／s速率以太網卡。

3 轉發機網絡功能層次

由系統硬件連接方式可以看出，轉發機通過網絡多口開關，一方面要完成與OASyS系統間的TCP／IP協議數據包的交換，採集實時網提供的電網運行實時數據；另一方面要完成與MIS服務器之間的ipx協議數據包交換，將電網運行數據發佈到MIS系統中。這就要求轉發機同時具有處理TCP／IP協議和ipx協議的網絡軟件功能。圖2爲轉發機的網絡功能層次示意圖。

在DOS平臺上，轉發機要同時實現TCP／IP和ipx協議應用，必須藉助於一定的支撐軟件。在DOS操作系統中實現ipx協議應用是完全遵從NOVELL網絡工作站定義的，但是DOS本身並不具備TCP／IP協議的處理能力，如果要在DOS操作系統下同時實現這兩種網絡協議應用，併兼用同一的網卡物理驅動，需要尋求一種合適的支撐平臺。

通過對系統的應用條件大量調研，廣州電力工業局選擇了SUN公司出品的PC-NFS軟件來實現DOS平臺下的兩種網絡協議轉換應用處理。

　4 PC-NFS軟件的原理和設置

NFS(network file system)是UNIX操作系統中的一個標準應用，完成數據文件的網絡映射和共享。P-NFS，即在基於DOS操作系統的微機上實現NFS功能。

在轉發機上安裝PC-NFS軟件，可以將OASyS實時系統中充當通信功能工作站的某文件路徑映射爲轉發機的一個當地盤符；同時在轉發機上安裝NOVELL工作站標準驅動軟件，MIS網的NOVELL服務器的某文件路徑映射爲轉發機的另一盤符。轉發機的應用程序只需在兩個盤符之間完成數據文件內容交換或數據廣播，就可實現兩個系統之間的數據轉發功能。同時，在轉發機上還可以運行數據統計打包模塊，實現諸

如實時、總加、整點等數據分析功能。

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容的機器，都要開放並定義相應的NFS功能。在OASyS系統中，要使用#setup來激活通信節點機的NFS功能，定義開放的子目錄，以及定義作爲開放對象的機器名稱。

在轉發機安裝PC-NFS軟件的步驟爲：

a)首先在工作站安裝NetWare工作站軟件，登錄到NetWare服務器，注意採用++的方式，避免使用方式。因爲ODI方式下，PC-NFS的TCP／IP協議應用可以與ipx協議的網絡物理驅動兼用。

b)安裝PC-NFS軟件。根據提示，輸入提供NFS服務的主機名稱、IP地址、路徑，本地(轉發機)的名稱、IP地址及登錄的用戶名等內容。

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，使得轉發機在開機過程中可以自動形成工作站節點路徑的映射盤符。

　5 轉發數據過程

在轉發機，實時系統通信節點機盤符與MIS網服務器盤符生成後，要開發相應的應用程序，以實現兩側系統數據的交換。應用程序的編制可以採取定時器方式，在規定的時間週期到達時，激活從實時網數據文件讀數，並廣播到MIS系統中，或寫入MIS服務器特定文件的進程。

在廣州電力工業局實時OASyS系統與MIS系統之間，主要完成三類數據的轉發工作，分別是實時電網運行數據，系統主要遙測總加點的歷史運行數據，和系統所有遙測量的歷史整點數據。有鑑於此，轉發機應用軟件的'編寫

方面，分別考慮這三類數據的讀寫處理。一個很重要的問題在於，作爲數據來源，OASyS系統的通信節點機上必須根據轉發內容的定義，運行必要的進程生成相應的數據文件。

在廣州電力工業局OASyS系統中，我們開發了在調度界面顯示電網設備參數的應用程序，由於調用過程簡單、內容詳實，深受調度人員喜愛，其中實時網上的設備參數信息來源於MIS網中的有關數據庫內容。考慮到轉發機處於兩個系統的聯繫地位，在轉發機的應用程序中，我們設計了一個專門的模塊，將MIS系統的數據信息定時傳送到實時SCADA系統中。

由於轉發機應用軟件是獨立編程，可以避免MIS網中機器隨意破壞實時系統運行的可能性。同時由於轉發機的應用處理對象基本上是數據文件，在程序的模塊化處理、增刪功能方面很有優勢。

　　6 工程實施情況

廣州電力工業局OASyS系統與MIS系統間數據交換的工作在調度自動化新系統投運的同時就完成各項軟件編程和測試工作，經過試運行和修改階段，現在已完全投入生產運行。根據設計基本思路，OASyS系統與MIS系統間實現了實時、歷史、電網設備參數等數據的交換工作。運行情況表明，網絡支撐平臺和轉發應用運行穩定，沒有出現網絡協議處理出錯的情況。

　7 結束語

運用PC-NFS軟件開發調度自動化實時系統與管理信息系統之間的數據轉發功能，能滿足實際生產需要，具有開發週期短、編程清晰明瞭、運行穩定可靠的特點，是完善電力企業調度自動化系統改造項目的有效配套技術開發內容。