基于WEB技術的電站監控方法

張祖淼

(江西清華泰豪三波電機有限公司，江西 南昌 330096）

0 前言

目前在電站監控方面多采用的是PLC控制器，以西門子PLC為例子，談到西門子PLC就一定要使用STEP 7軟件，而STEP 7軟件與PLC的通信就是一個開發者必須面對的問題。常用的計算機都配備了RS232串口，而西門子公司的產品多是MPI或Profibus的子網，因此通信協議的轉換不可避免，于是PC適配器就是其中的一類產品:常用計算機與適配器之間使用RS232協議，波特率為19.2kbps或38.4kbps;適配器與數控系統之間使用MPI或DP協議，波特率可達187.5kbps或1.5Mbps。正確地使用PC適配器還真不是一件輕而易舉的事情，因為我們不僅要對接口參數進行必要的設置，有時還要對適配器的硬件進行必要的改接。這就是使用PLC控制器的局限性，必須配備專用的適配器和專用軟件。

1 系統設計和需求

1.1 系統功能系統需求

實時數據與數據動態發布功能：

實時數據包括水溫、油溫、水壓、油壓、轉速、電壓、電流、合閘、分閘等。嵌入式的WEB技術可以將實時數據和歷史數據以WEB的形式發布，通過TCP/IP協議。且動態實時刷新，遠方客戶端通過接入Internet瀏覽器實時監控系統信息。

參數設置功能：參數包括運行參數和設備狀態參數，如遙測、遙信、電站初始值、整定系數。WEB接受到遠方提交的參數設置請求后執行參數寫入操作。

遠程實時控制功能：控制功能包括遙控、遙調、同期操作和定值切換。WEB服務器收到客戶端提交控制操作請求后，下發控制命令驅動監控系統中的相應執行結構。

訪問級別設置和權限認證功能：訪問級別設置不僅提供傳統的基于頁面方式，而且提供靈活的基于對象，單個設備、數據采集點均可成為對象。主要同一頁面重要等級的數據點可被設置不同的訪問級別，只有權限不低于設備要求，客戶端經模塊服務器認證后可可進行其權限范圍內的監控操作。

1.2 系統設計

目的在于解決上述局限性，提供一種利用WEB技術的電站監控系統，該系統的運用能解決監控系統使用專用的適配器和專用軟件的局限性，提高普遍性。

技術方案為：利用WEB技術的電站監控方法，包括若干客戶端和一個服務器端。

所述客戶端采用模塊化設計，主要包括：（1）現場數據采集模塊：用于采集電站現場設備的有效數據信息；（2）數據處理模塊：用于將獲取的有效數據，經過數據處理和分析，傳輸至服務器端；

（3）WEB通訊模塊：用于數據信號處理結果與上位機通訊，傳輸數據。

優點在于：

（1）系統成本低：因為不需要昂貴的適配器、不限操作系統，節省財力；

（2）監控效率高：維護通過網絡實施，當用戶訪問網站時，跨越空間的障礙實時監控電站運行情況記錄故障歷史，提高管理的效率；

（3）系統維護容易：系統采用模塊化設計，模塊之間通過接口連接的特點使得模塊的升級換代容易，提高了可維護性。

說明詳見圖1系統結構圖、圖2數據傳輸示意圖。

圖1 系統結構圖

圖2 WEB電站監控數據傳輸示意圖

2 具體實施

利用WEB技術的電站監控方法，包括若干客戶端和一個服務器端，系統結構圖如圖1所示。

電站系統中，顯示電站運行的參數和圖形相當的負責，如一次接線圖，工況圖、曲線等。而且圖元的種類很多，合理組織圖形文件和減小畫面文件大小，對于提高網絡傳輸效率顯得尤為重要。圖形文件采用矢量存儲，可以大大減小圖形文件大小。文件結構一般有圖形屬性，背景圖形和前景圖形組成，不需要動態刷新的圖形。

基于WEB應用系統開發的關鍵，在與如何實現電站參數和WEB模塊的交互式以建立數據驅動的動態網頁。本系統采用WEB嵌入式技術來實現WEB應用界面的開發。

客戶端的現場數據采集模塊采用監控軟件實現，負責采集電站現場各個設備的有效數據信息并按照自定義協議格式發送。

客戶端得數據傳輸模塊采用嵌入式軟硬件實現，負責將獲取的有效數據傳輸至WEB服務器端，數據傳輸如圖2所示，具體的方案如下：

（1）嵌入式硬件平臺采用TMS320VC5402(簡稱C5402)作為主處理器，采用SDRAM和Flash作為存儲介質，采用網口與本地電腦通訊。

（2）在TMS320VC5402上嵌入TCP/IP協議。模塊上電后系統首先進行初始化工作，接著采用TCP/IP協議與遠程服務器連接。如果建立連接則初始化通訊口并監控數據，如果建立連接失敗則重新啟動建立連接過程。

（3）該模塊設計采用用戶端瀏覽器、WEB瀏覽器組成。WEB服務器接受瀏覽器傳來的用戶信息后，根據用戶請求產生相應的動態頁面。并返回到用戶端瀏覽器以供瀏覽。

（4）基于WEB嵌入式技術，嵌入8位，16位或32位單片機為硬件工作平臺，以嵌入式實時多任務操作系統RTOS為軟件操作平臺，其上運小型精簡服務器。

3 結論

利用WEB技術的電站監控方法的特點：包括現場數據采集模塊、數據信號處理模塊、WEB通訊模塊，通過對現場數據的采集，經數據處理后，通過嵌入于主控芯片中的TCP/IP協議以WEB形式展現的監控系統。如圖1。

根據權利要求1所述的方法，web通訊模塊的特征在于：將TCP/IP協議嵌入于主控芯片中，如圖2。

根據權利要求1所述的方法，上位機的監控可以通過Internet瀏覽器的方式根據模塊的IP地址讀取、記錄和管理現場數據。

[1]劉立芳.遠程設備實時監控管理系統的設計與實現[J].機電工程，2000.

[2]朱磊.基于Web的電力通信網監控系統的設計與實現[J].電力系統自動化，2001(2).

[3]康博.Web應用程序開發新技術[M].北京：人民郵電出版社，1999.