通信管理軟件產品開發技術探討

顧紀銘，谷曉南，韋 東

（南京鈦能電氣有限公司，江蘇南京 211800）

0 引言

電站自動化系統近10年來得到了很快的發展，隨著計算機技術的飛速發展，一些新技術被廣泛地應用于電力系統自動化，給自動化產品的開發和維護帶來一些新的思路。

本文就面向對象的通信管理機軟件產品開發的新思路作些探討。

1 系統分析

通信管理機作為變電站自動化系統中不可或缺的組成部分，承擔了變電站內通信連接、協議解析、接口轉換的工作，它將變電站內各智能設備連接進來，處理后將數據轉發給后臺監控系統和遠方調度。采用嵌入式技術的通信管理機，由于采用無硬盤、無風扇的設計理念，極大地提高了系統的可靠性。

一般分層分布式變電站自動化系統由就地層和系統層組成，就地層由分布式的保護控制單元、各種智能設備及現場總線構成現場網絡，系統層由通信管理機、工業計算機或商用計算機及以太網構成上位機系統網絡（見圖1）。

圖1 上位機系統

作為系統層的通信管理機承擔了大量的通信功能，目前我國的現狀是智能設備廠家眾多，通信方式、通信規約千差萬別，通信協議沒有規范或沒有按照規范實施，牽涉到的通信問題也較多，這就造成了在現場監控廠家的很大一部分精力放在了與智能設備的互聯互通上。通信管理機為滿足現場需要程序不斷升級，升級過程中程序可能在不經意中引入BUG，造成程序的不穩定。同時程序越來越龐大，裝載程序需要更多時間，對通信管理機的處理速度和內存需求提出了更高的要求。另外，程序不斷變更也對版本維護造成了很大的困擾。

這時，在采用WINCE平臺開發的在通信管理機軟件中引入MicrosoftWindows2000系統平臺的核心基礎：COM（Component Object Model）和 DCOM（Distributed Component Object Model）技術的應用就顯現其優勢來。使用COM和DCOM技術，可以針對每種應用設計出對象組件，這些組件可以通過公用的一組標準的庫（可以稱之為軟總線）負責實時數據庫之間的交互，實現讀寫系統數據庫，即：通信對象組件有數據請求時，通過軟總線向數據庫服務器組件發出數據請求，數據庫服務器組件根據相應的請求進行數據庫的存取操作。對象組件包含所描述對象的屬性組和方法庫，供使用者調用，每個規約都是一個通信的對象組件。

對通信管理機系統來說，使用軟總線和組件有如下優點，系統結構如圖2所示。

圖2 通信管理機系統

（1）軟總線和對象組件可以使各模塊透明訪問數據庫，屏蔽被訪問對象和訪問方法的復雜性。

（2）軟總線和通信對象組件完成系統對象間的信息傳遞，各對象組件獨立，各組件的維護僅須維護組件本身，而軟總線的升級僅需更改相應的API服務程序庫。

（3）通信管理機的主程序維持穩定，不需要頻繁改動，減少了改動過程中錯誤代碼的引入，有利于現場程序的穩定和現場安全。

（4）通信管理機核心程序變小，降低了系統對管理機處理速度和內存的需求。

（5）開發任務易于分解，通信管理機版本管理維護更加簡單，便于更多的人開展工作。

（6）軟件復用性增強，大量經過現場驗證的代碼可以直接應用于新的系統中或在其他項目中使用。

2 系統設計

2.1 數據庫服務器組件

數據庫服務器組件（存在于軟總線的服務器端）：因為商用數據庫一般不能滿足實時性的要求，實時數據庫大多采用自主開發的方式，因此設計該組件以屏蔽系統應用程序對不同數據庫的訪問。

（1）存儲在主存儲器內的數據能快速存取，根據實時響應的要求，安排數據的存取地點。

（2）保證數據的邏輯和物理獨立性，系統數據庫的任何改變不影響應用程序，應用程序的任何修改也不影響數據結構。

（3）滿足各種應用對數據存取的要求，雙機或多機應用時保證各機的數據庫具備完整性和一致性。

（4）數據將按內部特定名稱標示訪問，與數據駐存地無關。

（5）數據庫規模的擴大，數據結構的修改，只需修改相應數據庫服務器組件控制數據庫訪問庫部分，不影響應用訪問數據庫服務器組件。

（6）提供用戶數據庫維護工具，使用戶能在線監視數據庫內的數據當前狀態。

2.2 故障診斷組件

故障診斷組件可以分布到各個不同的對象組件，完成對對象和組件本身的故障診斷。

（1）在線診斷在操作系統控制下，隨實時任務連續進行，診斷過程不影響實時系統的運行。

（2）在線診斷能指明故障點和故障類型，作為一個結果產生報警，并根據需要調動看門狗程序進行處理。

（3）通過系統能很容易地測試數據請求功能和控制功能，通過傳輸和接收各類試驗數據找到故障點顯示并紀錄故障位置和故障內容。

（4）在通信裝置通信失敗時，自動記錄故障時間、產生原因。故障恢復時,自動接受被中斷的數據。

（5）可對遠方設備進行遠方測試和診斷。

（6）可通過電話線對系統進行遠方測試和診斷。

2.3 通信組件

各個規約的通信組件可以根據需要下載運行，負責和各種智能通信設備的通信，完成數據采集交互。

（1）完成數據通信采集交互工作。

（2）可以根據設定輸出通信報文情況。

（3）可以根據設定進行特定的數據記錄。

（4）具有自我監視、自我修復能力，可以根據通信情況啟動單個通道的看門狗程序進行處理。

2.4 其他功能組件

其他組件可以根據需要下載運行，完成各種特定功能的實現，如計算遙測功能、錄波召喚、保護信息管理功能等等。

3 結語

本文基于上述思路開發出的通信管理軟件，成功應用于電力系統，系統便于功能擴充，運行穩定。在協同開發、維護以及升級方面的優勢十分突出。在開發類似系統時，對對象的分析、軟總線的接口定義、實時數據庫負載的估算、訪問的沖突檢測與避免應特別關注。隨著技術的發展，在此類系統的基礎上逐步繼承、優化與積累，引入新技術，可以使該系統日臻完善。

［1］潘愛民.COM原理與應用［M］.北京：清華大學出版社，1999.

［2］劉志剛，康積濤，劉學軍.COM/DCOM在監控系統中的應用研究［J］.計算機應用研究，1999（6）.

［3］張婭，周學文.COM研究及其在組態軟件中的應用［J］.微計算機信息，2006（34）.