李雪[1]2012年在《OPC技术在变电站监控系统中的应用研究》文中研究指明变电站监控系统是确保变电站安全稳定运行,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能的重要技术措施。目前,变电站监控系统普遍存在多种通信规约共存、缺乏统一接口的局限,如何以一种高效、节省的方式,实现变电站监控系统的数据共享是一个重要的研究方向。OPC (Object Linking and Embedding for Process Control,用于过程控制的对象连接与嵌入)技术是一套基于微软的COM (Component Object Model,组件对象模型)与DCOM (Distributed Component Object Model,分布式组件对象模型)技术的接口、属性和方法标准集。本文将OPC技术引入变电站监控系统的意义在于提供了一种统一、开放、高效的数据通信机制,实现了变电站内部的实时数据交换与远程信息的实时传输,简化了通信规约,降低系统成本,极大提高了系统的集成性和可扩展性。本文首先介绍了课题的研究背景和意义,在分析变电站监控系统功能要求的基础上,指出了目前变电站监控系统的研究现状及存在的问题,接着对OPC技术进行了简要的介绍,分析了将OPC技术应用于变电站监控系统的优势。本文探讨了变电站监控系统的整体结构及数据通信,给出了集成了OPC技术的变电站监控软件的模块化分层结构设计。通过在变电站监控软件中集成OPC服务器和OPC客户端,采用统一的OPC客户端与服务器之间的通信代理变电站内的数据交互,解决了不同通信规约之间转换的问题。OPC服务器是数据的提供方,它通过内部的数据采集模块得到指定数据源的实时数据,同时为OPC客户端提供访问的接口。根据工程需要和现有资源,本文利用Microsoft Visual C++6.0提供的WTL (Windows Template Library,窗口模板库)作为开发工具进行OPC服务器的开发,服务器的整体结构采用模块化的设计思想,其内部数据采集子模块以动态链接库(Dynamic-Link Library, DLL)的形式实现,方便用户进行二次开发。OPC客户端通过组态模块确定所要访问的服务器及需要连接的数据项信息,这些信息作为持久化对象被保存在磁盘文件上,调用OPC接口与服务器之间采用COM连接点的方式进行通信,实现对现场数据的订阅式访问,并将采集到的数据通过数据库接口保存到实时数据库中,同时对其报警状态进行判断并做出相应的处理。OPC客户端引入多线程的设计机制,实现了一个客户端与若干个服务器的连接,保证了数据交换的效率,做到了结构和性能的优化。本文给出了一个将OPC技术应用于变电站监控系统实现双机热备的实例,提出了一个在变电站监控系统中采用OPC技术的整体应用方案。通过对系统的数据通信性能进行测试分析,证明本文设计实现方案的正确性与可用性,能够实现变电站各子系统间高效的数据通信,具有很好的实际应用价值。最后,在总结全文的基础上,提出了今后有待进一步深入研究和探讨的问题。
李刚[2]2000年在《面向对象的变电站监控分布式实时数据库的研究》文中指出本文从变电站监控系统对分布式实时数据库的技术性能要求出发，利用面向对象技术，在提出面向对象的实时数据库模型的基础上，给出了变电站监控分布式实时数据库系统的设计及实现方法。以OMT的对象模型为基础，针对不同的问题结合OMT的动态模型和功能模型，把数据库中的实体映射成类和对象，软件中的元素是对象，复杂的对象又由较简单的对象组合而成，对象间采用消息机制相互协调。在具体的实现中使用的是VC6.0。
孙丹[3]2004年在《变电站监控系统中数据库技术的研究》文中认为数据库是变电站自动化系统进行数据存储、分析和信息共享的基础,其功能的完整性和性能直接影响系统的应用水平。本文结合KT2000改进版监控系统的研究和开发过程,分析了变电站监控系统中的数据库应用向网络化和开放性发展的趋势,对数据库技术的应用进行了研究和实践。本文主要研究内容如下:① 根据监控系统的要求设计了软件系统总体结构和功能模块的划分,并详细介绍了主要模块的实现过程。② 分析了网络数据库以及基于Web方式的监控系统的实现方法,应用网络数据库管理系统(Microsoft SQL Server 2000)和目前最新的动态网页开发技术(ASP.NET)构建了数据库服务器和Web服务器,使信息交换和数据共享更高效、更广泛。③ 根据IEC正在制定的IEC 61850国际标准,详细分析了信息分层、面向对象的数据建模和抽象通信服务接口等主要特点,提出了一种符合IEC 61850标准的、面向对象的实时数据库的设计和实现方式。并描述了符合IEC 61850标准的数据库访问接口的实现,为变电站自动化系统互操作性、可扩展性的实现提供了依据。④ 为数据库系统的进一步完善提供了思路。基于ARM平台保护装置中的嵌入式实时数据库系统,可以作为监控系统的单层模式网络化的有力支持。
白星振[4]2006年在《变电站综合自动化与EMS软件系统的研究》文中研究表明随着计算机技术、自动化技术和通信技术的发展，变电站自动化取得了很大发展。煤矿变电站作为负荷种类多，安全条件要求高的电力网络连接点，其自动化水平显得尤其重要。本文结合在硕士学习期间参与的两项横向课题，对变电站综合自动化与EMS软件系统进行了研究，并设计了煤矿变电站监控及电能量管理系统，为煤矿变电站自动化水平的提高，提高煤矿用电管理水平和电能使用效率创造了条件。 本文首先根据变电站监控及电能量管理系统的要求设计了软件系统总体功能结构。讨论了系统网络化的实现模式，分析了网络数据库以及基于Web方式的监控系统的实现方法，用Microsoft SQL Server创建网络数据库和用Web技术实现对数据库的访问技术，使信息交换和数据共享更高效、更广泛。 另外，讨论了面向对象方法的建模方法，并结合变电站综合自动化的应用建立变电站面向对象模型。对面向对象技术在数据库中的应用也进行了讨论，利用面向对象方法对变电站数据库进行了设计。讨论了异构数据信息的导换技术，为系统数据信息的大量化和实时处理创造了条件。 对变电站监控及电能量管理软件系统的设计进行了介绍。采用面向对象和模块化的设计思想，根据系统的功能要求，按照组件化、模块化的思想，把系统软件功能划分成若干功能模块和子系统。对系统配置和实时运行系统进行设计与实现，实现了系统网络查询、监控、报表打印等功能。
范建忠[5]2005年在《基于IEC61850标准的变电站监控系统数据模型的建立与通讯实现》文中指出IEC61850是关于变电站自动化系统通信体系结构的一个国际标准,反映了变电站自动化系统通信体系的发展方向,引起了国内外电力行业的广泛关注。本文对IEC61850系列标准进行了分析和研究,具体做了如下工作。 简要的分析了IEC61850产生的背景、介绍了基本思想和核心技术内容,包括面向对象建模、基于XML技术的变电站配置语言SCL、抽象通讯服务等主要内容;总结了国内外针对此标准展开的研究及取得的相应进展。 IEC61850系列标准的推出,对传统的变电站自动化系统提出了新的要求,本论文结合现有的变电站自动化系统模型,就其中的几个关键部分进行了分析,提出标准的要求,结合标准的目标,对这些功能模块需要进行的改造工作进行了整理。 就变电站监控模型部分,本文以IEC61850标准建模的核心思想为基础,根据现有的技术条件提出了在RTAP实时运行环境上建立变电站监控主站模型的方法。结合RTAP实时运行环境特有的面向对象的特点,提出了一套完整的符合标准要求的建模方法及其实施步骤。此模型能够满足变电站自动化系统对自动化设备实时数据的获取与设备的实时控制功能要求。建模的过程也完全体现了标准的核心思想,如面向对象、逻辑节点的任意配置、公共数据类及逻辑节点模板的动态建立等。 根据本文提出的变电站监控模型的结构及构成,本论文提出了生成变电站监控模型的两种方法。一是通过系统配置器,解析SCL,生成监控模型;另一种方法是通过IED支持的MMS的服务实现对设备模型结构的获取并动态的建立。本论文对这两种实现方法分别进行了研究,开发完成了基于解析SCL的模型静态建立的程序,实现了标准提出的从单一配置文件(SCL)直接生成全部变电站监控定义这一思想。并对第二种方法提出了基于功能组件的原型系统,讨论了其中的数据流,并定义了边界数据交换,重点提出了这一过程中设备管理模块的数据信息流。这点是实现设备即插即用必不可少的过程。 就变电站通讯中的IEC61850通讯子系统,本论文提出了一个通讯原型系统,深入讨论了其核心模块:通讯服务管理器的构成,详细阐述了其中的关键技术特点,通过采用面向对象技术,提出了实现抽象通讯接口到类的实例的转换方法。在通讯原型系统的基础上,本文提出了利用第叁方通讯组件AX-S4 MMS实现与MMS的映射过程,将一个繁杂的MMS实现过程转换为一个简单的OPC客户端的连接配置过程。这一方法作为一个过渡性的措施,对促进标准在我国的推进与实施还是有极大的意义的。
骆文涛[6]2009年在《基于POF-CAN总线的井下变电站监控系统研究》文中指出井下变电站监控系统是矿井安全供电监控系统的重要组成部分,本课题以平顶山煤业集团十二矿安全供电监控系统的改造为依托,主要目标是实现对井下变电站的主要电气设备和线路的自动监视、测量、控制和保护,以全面提高变电站自动化运行和管理水平,提高变电站的生产效率和经济效益。本论文所开发的监控系统采用了POF-CAN总线技术。CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次,可在各节点之间实现自由通信。POF-CAN总线控制芯片已经商品化,性价比高,POF光纤价格便宜,且抗电磁干扰强,特别适用于煤矿井下变电站监控系统之间的数据通信。监控系统由若干数据传输分站、一个监控站组成。数据传输分站通过RS485完成对各电气设备的信号采集。然后通过CAN总线将数据传给监控主机,完成系统的显示监控功能。监控主机利用VC++实现人机交互,利用SQL Sever对各数据传输分站采集到的数据进行统计计算,同时完成数据的存储保护,并且发出各种控制命令。系统的软件设计采用面向对象、分层、模块化的结构程序设计思想将软件进行结构与功能设计,主要包括通信管理模块、数据库管理模块、报表系统和实时人机界面几部分。并分别对这几个模块的实现方法进行详细的介绍。采用这种设计方法可以使软件的结构层次划分明确,结构清晰,代码可复用性强,各个层次模块开发与维护相对独立。最后对平煤集团十二矿变电站监控系统的网络布置结构给予了详细的阐明,并给出了监控软件的部分界面图。
邹国明[7]2005年在《基于OPC技术的变电站监控系统设计》文中研究表明随着计算机技术、电子技术、网络技术与通信技术的飞速发展,集多种技术于一身的变电站综合自动化系统也得到了突飞猛进的发展。在变电站综合自动化系统中汇集了各个厂商,各种不同型号的设备,使变电站综合自动化系统的功能日趋丰富。然而目前国内变电站自动化系统传输规约的使用还较为混乱,各个生产厂家基本上没有统一的标准,不同厂家设备通信联接困难,给系统维护和升级造成很大的隐患。由于不同的硬件厂商开发的硬件之间通常采用不同的传输规约,信息集成与共享非常困难。设备越多系统就会越复杂,信息的集成也就越困难,因此如何实现信息的共享与信息的有效集成便成为变电站综合自动化系统的一个重要的研究课题。 信息技术的发展促进了中国工业自动化技术的发展,在以“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”的战略构想的指引下,中国的电力企业信息化正在获得快速发展。为了适应新时期发展的需要,本文对工业自动控制领域的规范—OPC技术(OLE for process control)和变电站监控系统进行了深入的研究,根据目前变电站监控系统的发展及其现状以及我国电力行业的发展及需求,针对传统的变电站综合自动化系统存在的问题,提出了在变电站监控系统中引入OPC技术的方案,解决了设备实时数据的共享问题,使多个不同的应用可以以统一的方式获取设备的实时数据,避免了由于多个不同驱动程序访问同一个设备所造成的系统不稳定。 同时为满足变电站综合自动化系统的发展及其对交互性与分布性以及信息共享与集成的要求,本文探讨了B/S与C/S两种软件的体系结构,提出了基于OPC技术的B/S与C/S混合的变电站监控系统体系结构,为变电站监控系统中二次设备提供OPC服务器,通过对二次设备的监控达到对变电站中的运行实时参数及设备的运行状态进行实时监控,在系统发生故障时及时通知用户,避免了给企业造成巨大的损失。文中给出了系统的软件实现结构,对系统中的关键部分—OPC服务器与OPC客户端部分进行了具体的设计与实现。
崔江峰[8]2004年在《变电站自动化监控和实时数据库系统研究》文中研究表明论文主要研究工作是新型变电站自动化监控系统的结构与功能实现,通过计算机、通信和网络等技术的充分利用,提出了一种新型监控系统结构。论文首先分析了常用变电站综合自动化系统的结构、特点以及不足,并在此基础上,提出了一种基于4层结构模型的变电站综合自动化系统。它采用的是一种分层的功能模块化设计思想,整个系统按照多层体系结构进行分布式设计,利用统一的实时数据库平台为各种应用程序平台提供数据信息服务,硬软件可做到模块化、通用化,可根据不同类型变电站的要求实现不同的系统配置。整个系统的可靠性较高,可维护性和开放性良好。针对关系型数据库系统在变电站自动化系统实时应用中存在的缺陷,根据文中所提出的变电站自动化系统的结构与特点,分析了基于此系统的实时数据库系统的构成,并利用面向对象技术提出了变电站自动化系统实时数据库的数据模型、接口实现方法以及内部实现过程,对其体系结构、分布式机制、系统特色等方面进行了探讨。论文还给出了系统各软件模块的设计思路与流程,通过运用模块化程序设计方法将后台监控系统按层分成诸多模块,在每个模块的具体设计上立足于面向对象程序设计思想,然后选择相应的开发工具进行有效开发。最后,对本学位论文的全部工作进行了总结,提出了目前设计中有待进一步完善和改进的问题。
郭雄峰[9]2007年在《基于构件技术高扩展性组态软件研究》文中研究表明“组态”的概念是伴随着集散型控制系统的出现开始被生产过程自动化技术人员所熟知的。组态软件是面向监控与数据采集的软件平台工具。国内外有许多组织和机构从事组态方面的研究，自二十世纪九十年代起，在市面上也相继出现了一批比较优秀的组态软件。随着现代工业的高速发展，企业对生产自动化和各种信息的集成要求越来越高，基于计算机控制的组态软件因其灵活开发、高可靠性、分散控制和集中监控等特点得到广泛的应用，在工业监控系统中发挥越来越重要的作用，而传统的组态软件存在扩展性不强和开发周期长等缺点。对此提出一种构件化组态软件模型。构件化组态软件(CBCS，Component-Based Configuration Software)是在组态软件的体系结构基础上，将组态软件系统内部相对独立的具体功能抽象为一个个构件，根据系统宏观的配置描述和构件对自身的描述将这些构件放到软件系统的构件集中，构件集与构件集管理组成了构件库，组态软件的构成部分组态环境和运行环境在构件库基础上实现，从而使组态软件构件化，形成一个灵活、扩展性、复用性强的组态软件。构件化组态软件过程最重要的是构造构件库，构件库是构件化软件必不可少的部分，它由构件集和构件集管理两部分构成。构件库的实现其实质也就是构件集和构件集管理的实现。构件集是由一个个构件组成。在本论文中，我们采用构件技术对组态软件的总体设计加以改进，并具体实现了基于构件技术的组态软件的开发。主要研究工作内容如下：1．通过对现有的多种比较典型的组态软件的分析，针对其存在的不足，提出使用构件技术来改进组态软件的总体设计和开发。2．阐述了基于构件技术的软件开发，提出了组态软件的设计要求，对组态软件的结构和功能进行了划分，在此基础上设计了基于构件技术的组态软件(Component-Based Configuration Software，CBCS)框架。3．CBCS实时数据库构件设计和实现，目前大多数组态软件的实时数据库采用集中式或分布式，本文对这两种结构实时数据库的优缺点进行了分析，提出了实时数据库采用了集中和分布相结合的结构，并且对这种结构进行了详细设计和实现。4．图形构件(Graphic Consumer Interface，GCI)设计和实现，经过对图形构件结构和所要实现的功能进行了反复的分析和总结，设计了基于构件技术的图形构件的结构图，并对其各个功能进行了设计和实现。5．初步完成CBCS系统的设计和实现后，针对一个屯留矿井瓦斯抽放监控系统的工程背景，使用CBCS完成了该工程的组态，并将组态结果和一个典型的组态软件的组态结果进行了比较，验证了CBCS的可行性和优越性。
崔嵩[10]2014年在《OPC技术与分布式实时数据库在SCADA系统中的开发与应用》文中认为SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition,监测控制和数据采集)系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。该系统可以对现场的运行设备进行监视和控制,同时实现数据采集、遥信遥控、参数调节以及各类信号报警等功能。SCADA系统在电力系统中的应用最为广泛,涉及到组态软件、数据传输链路等。如何实现数据的本地共享和系统间的数据共享是SCADA系统的一个重要研究组成部分。OPC (Object Linking and Embedding for Process Control,用于过程控制的对象连接与嵌入)是基于微软的COM (Component Object Model,组件对象模型)与DCOM (Distributed Component Object Model,分布式组件对象模型)技术的工业标准,包括一系列的接口、属性和方法标准集。传统的驱动程序由软件开发者提供,由于不同的硬件厂商使用的协议不同,一个SCADA系统中会存在多个驱动版本,不仅造成系统驱动的冗余庞大,而且增加了人力成本和开发周期。本文将OPC技术引入SCADA系统中的意义在于提供了一种统一、开放、高效的数据通信机制,实现了SCADA系统内部以及系统间的数据交互,为硬件制造商与软件开发者之间提供了一座桥梁。目前,先进的SCADA系统都有一个实时数据库作为整个系统数据处理、组织和管理的核心。传统的数据库系统的设计与开发主要强调维护数据的完整性与一致性,提高系统的吞吐量和降低系统成本,而不考虑与数据及其处理相关的定时限制,因而传统的商务型和管理事务型DBMS (Database Management System,数据库管理系统)不能满足实时应用的需求。本文设计的分布式实时数据库以内存数据库(fastdb)为依托,相比于传统的数据库添加了定时限制,不仅实现了实时数据库的基础功能,而且融合了OPC接口技术,可以实现数据库的分布式架构。本文首先介绍了课题的研究背景和意义,分析了SCADA系统的体系结构以及变电站SCADA系统的特点,根据变电站SCADA系统的需求指出了应用OPC技术及分布式实时数据库的优点,深入探讨了本课题中应用到的OPC关键性技术、OPC DA规范以及分布式实时数据库的技术难点和要点,同时详细介绍了整个OPC DA服务器和分布式实时数据库的开发流程,最后以一个基于OPC技术的分布式系统多机同步实例展示了OPC技术和分布式实时数据库技术在变电站SCADA系统中的优越性。OPC技术应用体现在两处,一处是在智能硬件设备与上位机通信之间,可以统一数据通信流程；一处是在不同主机的实时数据库之间,可以实现不同主机之间的异地通信和数据同步,提高SCADA系统的完备性和可靠性。本文中的OPC技术实现主要采用VC++6.0开发COM组件,同时应用了COM/DCOM接口技术和Tear-off接口编程技术,利用回调接口和连接点方式来实现数据交互；实时数据库技术实现主要采用VC++6.0提供的ATL (Active Template Library,活动模板库)建立工程,运用COM技术来开发实时数据库管理系统。本文给出了一套OPC技术和分布式实时数据库技术应用于变电站SCADA系统中的方案,通过多机实例测试,验证了该系统的实时性、准确性和一致性,能够实现数据系统内的流通和系统间的分布式共享,具有很好的实际应用价值,本文最后对课题的完成情况进行了总结,对下一步的工作进行了展望。
参考文献：
[1]. OPC技术在变电站监控系统中的应用研究[D]. 李雪. 山东大学. 2012
[2]. 面向对象的变电站监控分布式实时数据库的研究[D]. 李刚. 华北电力大学. 2000
[3]. 变电站监控系统中数据库技术的研究[D]. 孙丹. 东南大学. 2004
[4]. 变电站综合自动化与EMS软件系统的研究[D]. 白星振. 山东科技大学. 2006
[5]. 基于IEC61850标准的变电站监控系统数据模型的建立与通讯实现[D]. 范建忠. 中国电力科学研究院. 2005
[6]. 基于POF-CAN总线的井下变电站监控系统研究[D]. 骆文涛. 河南理工大学. 2009
[7]. 基于OPC技术的变电站监控系统设计[D]. 邹国明. 武汉理工大学. 2005
[8]. 变电站自动化监控和实时数据库系统研究[D]. 崔江峰. 华中科技大学. 2004
[9]. 基于构件技术高扩展性组态软件研究[D]. 郭雄峰. 太原理工大学. 2007
[10]. OPC技术与分布式实时数据库在SCADA系统中的开发与应用[D]. 崔嵩. 山东大学. 2014
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