基于Delphi7的繼電保護CAI模塊開發

鄭義兵 郝琳

【摘要】為了將CAI軟件應用于繼電保護領域，利用Delphi7語言，結合Acess數據庫，編制了繼電保護CAI模塊。首先，對編制該軟件用到的主要技術進行了介紹；然后，對該模塊解決問題的流程圖和軟件總體數據庫結構進行了分析；最后，對該模塊的界面及具體功能實現進行了介紹。

【關鍵詞】CAI；繼電保護；TRIZ；進化；數據庫

引言

計算機輔助創新（CAI）是將現代設計方法、計算機軟件技術等多領域知識綜合而成的創新技術。其在新產品開發的概念設計階段能夠輔助設計人員生成優化的概念解，從而減少概念設計的盲目性，提高了設計效率。繼電保護作為電力系統的二次設備，對于電力系統的安全穩定運行有著十分重要的意義。而作為本文CAI軟件中創新理論基礎的TRIZ[1，2]，其傳統的研究都在機械領域，近年來雖有擴展，但范圍有限，對于電力系統的研究尚屬空白，因此本文在對繼電保護技術研究的基礎上，利用Delphi7[3，4]作為編程語言，結合數據庫知識，對原有進化模塊改進，添加了繼電保護類模塊，作為對電力系統計算機輔助創新研究的初步探索。

1.主要技術簡介

1.1 面向對象的程序開發軟件——Delphi7

Delphi7是著名的Borland公司開發的可視化軟件開發環境的第七代，提供了方便、快捷的Windows應用程序開發工具。Delphi利用了Windows平臺的很多先進的設計思想，在編譯器和數據庫方面擁有很明顯的優勢?？傮w上講，Delphi既具有Visual Basic簡單易上手的特點，又具有VisualC++功能強大的特點。

Delphi采用了面向對象的集成開發環境，克服了傳統的面向過程的程序設計方法的一系列缺點，使得程序的可靠性、易維護性、代碼重用性都有了很大提升。面向對象技術包含了對象、類、繼承和通信4個方面的要素。

Delphi能夠與絕大多數數據庫系統進行連接，是數據庫前端開發的首選工具，基于此，本文的CAI模塊就采用Delphi7進行開發。

1.2 數據庫技術

該軟件模塊采用Access關系型數據庫，關系型數據庫是指根據自己定義的關系來存儲、處理和管理數據庫信息的數據庫。關系型數據庫是由若干個表組成，每一張二維表對應著一種聯系。本軟件系統的數據庫應用到了數據庫的表對象。主要體現在對數據庫中內容的讀取與存儲上，是在TRIZ理論分析問題的一般流程基礎上進行數據庫設計。表對象包含在知識庫系統中，該模塊用到的表有：繼電保護進化路線表、繼電保護進化實例表、項目管理庫。其中，繼電保護進化路線表用來獲得繼電保護進化路線方向的有效信息；繼電保護進化實例表中用更加豐富的實例來對進化路線表中的進化路線進行補充說明，幫助設計人員更快地獲得類比解；項目管理庫用于用于儲存新添加的具有創新價值的實例，以豐富實例內容，擴大應用范圍。

1.3 TRIZ進化原理

TRIZ技術進化理論是TRIZ核心理論，也是TRIZ理論中重要的問題解決工具。其主要內容包括技術成熟度預測曲線、技術進化模式以及技術進化路線。

其中技術成熟度的預測可以作為企業進行技術分析，找出自身差距，進行產品改進開發，提高技術水平的有力工具；也可以作為企業制定戰略、進行技術貿易的重要參考尺度；還可以作為一些職能部門進行技術研發立項審批的重要依據。而進行模式和進化路線的使用，可以使設計過程有明確的方向可循，減少不必要的時間浪費，主動適應市場，能動地進行改進設計和創新設計。本軟件利用TRIZ的技術進化理論與繼電保護的結合研究成果，將適合繼電保護的進化模式、進化路線用軟件編程結合實例來實現輔助創新。

2.進化模塊流程及軟件數據庫結構

基于TRIZ理論的CAI系統進化模塊解決問題的流程如圖1所示。

圖1 進化模塊解決進化類問題的流程圖

從以上流程我們可以看到，進化模塊能實現計算機輔助創新的地方主要體現在兩個方面：

①用進化路線結構及對應的實例來給設計者以形象啟發，讓設計者進入到TRIZ進化理論解決問題的范式中去；

②通過類比確定產品目前所處在進化路線上的位置，并得出產品開發方向上可能的概念解。

圖2 軟件系統數據庫結構圖

計算機輔助創新軟件系統的數據庫結構如圖2所示。知識庫系統和實例庫系統是軟件系統的底層數據源，操作系統（用戶使用的界面），與知識庫和實例庫交換數據。其中，知識庫是整個軟件系統數據庫的核心。對應于本文所開發的繼電保護CAI模塊，繼電保護的進化路線及實例庫就是該模塊的核心部分。

3.功能實現

繼電保護創新模塊的目的是用TRIZ進化理論來解決問題，解決問題的基本過程是：根據技術系統的需要選擇相應的子系統和進化模式，然后在“適用的進化路線”下拉菜單里進行選擇，每選擇一條進化路線后，點擊路線詳情，可以在進化模塊主界面顯示出技術路線的結構圖、進化實例、以及進化實例所對應的圖片，能有更直觀的印象。在進化模塊下，繼電保護創新子模塊的有關界面如圖3所示。

圖3 繼電保護創新模塊界面圖

以繼電保護裝置為例，來演示繼電保護CAI模塊的功能實現。選擇繼電保護類進化模式中的“理想化”，然后選擇進化路線“功能理想化”，路線詳情如圖4所示。

圖4 “功能理想化”路線詳情

圖4的最上部分顯示了“功能理想化”的進化路線結構，中間部分顯示了該進話路線對應的示例圖，下面顯示了更多的“功能理想化”的實例。點擊類比判斷就可以獲得產品目前所處進化路線上的位置及存在的問題，并得出產品的進化方向。

4.結論

本文利用TRIZ的進化理論作為計算機輔助創新的創新理論基礎，以Delphi7作為編程語言，結合數據庫知識，開發了繼電保護CAI模塊，以期為CAI軟件在電力系統中的發展、應用做出努力，限于時間，本文所做研究及開發還顯膚淺及簡單，未來將做進一步研究及完善。

參考文獻

[1]檀潤華.發明問題解決理論[M].北京：科學出版社，2004，8.

[2]楊清亮.發明是這樣誕生的：TRIZ理論全接觸[M].北京.機械工業出版社，2006.

[3]楊長春.Delphi程序設計教程（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2008.

[4]宋坤，鄒天思.Delphi數據庫系統開發完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.

作者簡介：鄭義兵（1981—），男，工學碩士，研究方向：現代設計方法、機械電子工程等。