隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，電力系統運行過程的自動化程度不斷提高。電力系統遠動裝置作為電力系統運行監控的首選平臺，對其性能的要求越來越高，除系統硬件配置性能不斷提高外，尤其對軟件性能增強的要求更加強烈。根據電氣化鐵道供電系統所運用的遠動裝置平臺的實際運行需要和將來可能的擴展，介紹系統組態軟件的組成，并論述實時數據庫、歷史數據庫、圖形界面、報表等子系統的生成過程及其原理。

1  電力監控系統組態軟件的構成

　　組態軟件是一個功能很強的軟件包，它所提供的友好用戶界面能使使用者在不需要通過編寫代碼的情況下生成所需要的應用軟件，克服了一般工業控制軟件通用性較差的缺點，在保證系統穩定可靠的同時，大幅提高系統的集成能力與速度。組態軟件一般包括基本配置組態和應用軟件組態，基本配置組態是給系統提供配置信息，如系統現場控制站的個數、它們的索引標記等，而應用軟件組態內容較多，如數據庫、報表、控制回路、圖形界面等的生成。
　　就電氣化鐵道遠動裝置而言，其系統組態軟件功能是通過生成實時數據庫、歷史數據庫、圖形界面及報表等4個部分實現。實時數據庫實現數據庫點記錄的編輯、打印、轉換、連接等功能；歷史數據庫實現歷史記錄的編輯、生存、歷史記錄與實時庫的連接、趨勢曲線的配置等功能；圖形界面實現各種流程圖和畫面底圖的編輯、各種動態顯示點的編輯、動態點與實時點或歷史點的連接等功能；報表實現表底的編輯、數據庫點記錄數值的生成、連接等功能。

2  實時數據庫生成系統

　　
　　實時數據庫生成系統是組態軟件最基本的組成部分，數據庫的生成最重要的是數據庫的結構，就電氣化鐵道遠動監控系統的實際運行情況，其實時數據庫通常包括：點索引標識、點字符名稱、說明信息、報警管理信息、顯示用戶信息、轉換用戶信息及一些計算所使用的信息。系統中不同類型的點所對應的信息格式略有不同，有以下幾種類型的數據結構：模擬量輸入/輸出（AN 結構）、開關量輸入輸出（DG結構）、模擬計算量（AC 結構，因為系統中存在大量的數值計算，而這些計算也要參與系統的報警和顯示等方面功能的實現)）等。

2.1  數據庫結構
　　在各種數據中模擬量是較為復雜的，為便于說明數據庫的結構，以模擬量為例的數據結構如表1 所示。其它的數據類型如開關量、模擬計算量、脈沖累計量等可仿照該格式定義。
　　一個模擬點數據結構應包括該點的通道信息（信號類型和通道地址）、采樣周期、控制信息及極限檢測信息，還應包括顯示、參考用的說明信息和方便檢索的索引信息，下面介紹表1 中描述的模擬量的某些數據結構及其說明。

 
a. 模擬量點狀態字，標識該點當前所處的狀態,其中每一位表示一種狀態，如：該點值越報警上、下限，該點上、下限報警加深, 報警已確認、該點處于報警變化狀態, 該點值越傳感器上、下限等。
b. RT 記錄類型，表示系統中所定義的數據點類型，如模擬量記錄、計算點和開關量記錄等。
c. CM命令字，表示操作員對采集任務所發出的命令，以通知系統改變對該點處理方，如：使該點參加采集、脫離采集、置報警檢測、脫離報警檢測、確認報警等。
d. AP 報警等級，表示該點越限報警的程度。例如, 為系統設置2級報警，1 級報警點是指只要一報警，不管正在顯示什么信息，立即在屏幕上彈出一個報警窗口，并啟動聲光報警，以引起操作員的高度注意；2級報警點只是在報警信息隊列中登記上，只有在打開報警畫面時才顯示該報警。
e. IL 第2 級報警增量，表示越過第1 級報警極限后, 再超過多少就達到第2 級報警。

2.2  數據庫系統的生成
　　數據庫生成軟件就是根據上述數據格式生成系統所需要的數據庫。它包括2 個部分：數據庫原始記錄的輸入或修改功能, 以及數據庫下裝文件的生成。前一部分支持各種數據文件的建立、各種點記錄的加入、刪除、修改、拷貝等, 同時還應能支持打印, 這樣一方面可以檢查記錄輸入的正確與否, 另一方面也可作系統文檔之用; 后一部分支持數據格式的自動轉換及相關文件的生成和合法性檢查。

3   歷史數據庫的生成
　　歷史數據庫主要應用于電力系統設備運行狀態的記錄，便于分析系統的運行狀況與效益等。一般要求涵蓋各類電量值、開關設備操作記錄及設備狀態變化記錄等。

3.1 歷史數據庫結構
根據電氣化鐵道遠動系統本身的特點, 歷史數據庫包含4 種數據。
a. 模擬量：包括進線電流、電壓、饋線電流、母線電壓等。
b. 計算量：用電量統計、功率因數、電壓和電流最大值/ 最小值及持續時間等。
c. 系統狀態變化：包括跳閘、預告、事故、RTU 及主站模塊故障及修復等。
d. 歷史操作記錄：主要是遙控操作記錄。一般要建立一個歷史數據庫管理任務，先從實時數據庫中讀取實時數據, 然后將它存入歷史數據庫,而其它任務需要歷史數據時，也通過歷數據庫管理任務發出請求，由歷史數據庫任務來取所需的數據。

3.2 歷史數據庫的生成
歷史數據庫的生成和畫面的生成過程類似，分為編輯過程和編譯生成目標文件2 步。編輯是指利用歷史數據庫編輯器編輯生成數據庫的源文件，這是一個中間結果，它的內容由ASCII 碼組成，它定義了整個歷史數據庫的結構和每項的含義。歷史數據庫的編譯是對編輯產生的源文件進行編譯，生成系統可以利用的目標文件，主要完成3 項任務。
a. 根據源文件的定義為它分配存儲空間，并計算存儲地址。
b. 檢查非法輸入。
c. 生成目標文件。

4  圖形顯示界面的生成

　　圖形顯示界面一般包括：流程圖、工況示意圖等各種表明控制系統現實情況的圖形。通常使用的圖形顯示界面可分為2 種類型：一種為靜態畫面（有時稱為背景畫面），即該畫面一旦顯示出來，只要畫面不切換，它就是不變的；一種為動態畫面，即它隨實時數據的變化而刷新（如各種模擬量的顯示、開關狀態的顯示、各種棒圖等）。有的畫面既有靜態部分又有動態部分，是2 種類型畫面的組合。

4.1 靜態畫面
　　利用Windows 和基于Windows 的圖形軟件可生成一個圖形編輯器。圖形編輯器中含有統中所有可能的基本圖素，利用這些圖素用戶可生成所需的畫面，也可根據需要在編輯器中加入所需要的圖素。顯示畫面的生成系統最后可生成所需的靜態畫面,包括動態畫面的背景畫面。

4.2 動態畫面
　　根據數據庫中用戶定義的動態點編輯動態數據顯示的位置、顏色與類型。在畫面連入系統后，系統根據用戶指定和數據庫中的數據刷新畫面。在電氣化遠動系統中，動態畫面的刷新主要包括模擬型動態點和開關型動態點。模擬型動態點主要有以下顯示類型：
a. 數值顯示，用戶可以設定數值顯示的位數及顏色；
b. 棒圖顯示，用戶可以設定棒的寬度、顏色、滿量程時的高度以及顯示方式（向上還是向下）
c. 狀態顯示，表示模擬量的狀態（正常、報警等）；
d. 曲線顯示, 可是歷史曲線也可是實時曲線。開關型動態顯示點包括以下顯示方式：開關狀態顯示（分/合）、線路帶電狀態顯示（停電/帶電）、系統設備的運行狀態（正常/異常）。

4.3 畫面連入系統
　　在完成一幅畫面后, 為使該畫面和系統顯示模塊連接，用戶還需輸入一些必需的連接信息，如畫面索引等，使靜態畫面、動態畫面及數據庫聯成一體。

4.4 畫面數據庫
　　畫面的生成主要根據數據庫中的數據進行繪制和刷新。設計一個合理的數據結構很重要，它必須將繪圖所必需的參數都包括在內。
a. 靜態畫面數據庫。一個圖素對應一個子程序, 子程序的入口參數取自靜態畫面數據庫, 它包括顯示標識、顏色、坐標等。
b. 動態畫面數據庫。和靜態畫面的顯示過程類似，只是動態顯示的數據庫結構不相同。系統要根據實時數據庫不斷刷新動態畫面。例如一個斷路器符號（8×8點陣實心正方形）對應的數據結構應包括：斷路器顯示標識、顏色、動態點索引號、左上角X 坐標、Y 坐標等。又如一個模擬量值的顯示數據庫結構應包括：模擬量數值顯示標識、顯示顏色、動態點索引號、整數部分位數、小數部分位數、顯示開始坐標等，可參考文獻。

5 報表的生成

　　報表一般分為周期性報表和觸發性報表。周期性報表記錄生產過程中的操作和故障并進行一般統計（求和、平均等），用它來代替操作人員制作的報表。而觸發性報表記錄在某些特定的事件發生前后某些過程點的信息, 該報表對事故或故障的分析是很有用的。
表2 為供電系統事故記錄報表。報表的生成也和畫面的生成類似, 不僅要編制表格本身, 還要建立報表和動態數據相關的信息。一般在生成一張報表時, 要確定3 類信息。

a . 公共信息。報表種類、報表名稱、報表形式等。
b. 對于周期性報表，還需確定下述信息：報表統計的時間和周期、報表內統計的數據點的名稱、統計的計算方法。
c. 對于觸發性報表，還需確定下述信息: 觸發信號源、觸發性列表的前后時間間隔、觸發性列表所列各點的名稱。

6 結語

　　組態軟件具有通用性好、可靠性高、組態靈活等優點, 是工控系統成熟和商品化的重要標志。隨著計算機和通信技術飛速發展，遠動系統提供的豐富的數據資源，為不斷開發具有實際意義的管理模塊，使系統更具專業化、智能化提供了可能。

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