调度自动化实时系统与MIS系统间数据交换功能的开发

Abstract　As a power system application,the real-time data exchange procedure between SCADA system and MIS comes to be a problem.This paper introduces a solution based on Guangzhou dispatch automation project.
Key words　dispatch automation,MIS,data-exchange

　　在电力系统的生产运行中，电网数据不仅要采集并反映在调度自动化实时系统，也需要传送到管理信息系统，为企业管理部门提供决策依据。因此，在调度自动化系统改造的过程中，调度自动化系统改造的过程中，调度自动化实时系统与MIS系统间互联是工程人员面临的一项重要技术开发工作。
　　目前国内调度自动化实时系统一般选用UNIX操作系统下的工作站方式，采用TCP／IP工业标准协议，基于X-Windows的图形标准；而企业MIS系统一般沿用了NOVELL网络技术，采用ipx协议，基于Microsoft Windows图形应用标准。在这两种不同的系统之间，如果要实现图形交换，难度较大，所涉及的工作量也非常庞大。相对而言，实现系统间的数据信息交换就比较简单。出于工程考虑，调度自动化实时系统与MIS系统间的互联一般可以归结为两系统间的数据交换问题。

1　选择系统数据互联方式
　　广州电力工业局引进的调度自动化实时OASyS系统是一个基于TCP／IP技术的局域网系统，而MIS系统沿用了以往的NOVELL3.12网络，两个系统间存在数据交换的必要任务：OASyS系统的实时数据需要提供给MIS系统显示，MIS系统需要向OASyS系统提供电网设备参数数据等。
　　在系统数据互联方式上，广州电力工业局作了较详细的调研工作，考虑了以下几种方式：
　　a)升级NOVELL服务器软件版本，开发Netware下的TCP／IP协议功能；
　　b)改造MIS网，选用支持TCP／IP协议通信的网络系统形式；
　　c)设置转发机，在TCP／IP与ipx之间进行转换。
　　考虑到技术力量分布和工程进度实际情况，前两种方式都存在开发工期太长的问题，而且MIS网改造本身就是一项规模比较庞大的独立工程，不适宜在调度自动化改造项目中同时考虑。采用第三种方式有利于在现有系统条件下满足生产实际的迫切需要，开发投入很少，利于有步骤地实现全局效益。
　　应该指出，采用转发机方式，只能完成数据部分的网络交换，MIS系统还必须维护一套单独的图形界面，这对于已存在旧MIS系统的情况比较实用，但最终发展应该走向一体化结构。
　　转发机的设置方式有几种，可以选择转发机在Microsoft Windows 95／98平台上进行软件开发，也可以寻找DOS平台上的一些应用软件进行支撑，以达到协议转换的目的。由于历史应用原因，广州电力工业局选择了基于DOS平台的转发软件开发。

2　系统结构介绍
　　图1为广州电力工业局调度自动化OASyS系统与MIS系统之间的网络硬件连接方式。


图1　OASyS系统与MIS系统网络硬件连接图

　　图1表明，在硬件连接上，网络多口开关NETWORK SWITCH是调度自动化实时系统和MIS系统的物理连接点，具有多个UTP端口，同时提供实时网和MIS网的物理连接位置。在物理层上，TCP／IP协议和ipx协议可以同时在双绞线介质上工作，网络数据包可以在网络多口开关的各端口之间进行传输。另外网络多口开关提供物理屏蔽作用，使得ipx协议的数据包不流向实时网，实时网的网络安全和负荷得到保证。
　　转发机采用一台普通微机实现，配置一块10 Mbit／s速率以太网卡。

3　转发机网络功能层次
　　由系统硬件连接方式可以看出，转发机通过网络多口开关，一方面要完成与OASyS系统间的TCP／IP协议数据包的交换，采集实时网提供的电网运行实时数据；另一方面要完成与MIS服务器之间的ipx协议数据包交换，将电网运行数据发布到MIS系统中。这就要求转发机同时具有处理TCP／IP协议和ipx协议的网络软件功能。图2为转发机的网络功能层次示意图。
　　在DOS平台上，转发机要同时实现TCP／IP和ipx协议应用，必须借助于一定的支撑软件。在DOS操作系统中实现ipx协议应用是完全遵从NOVELL网络工作站定义的，但是DOS本身并不具备TCP／IP协议的处理能力，如果要在DOS操作系统下同时实现这两种网络协议应用，并兼用同一的网卡物理驱动，需要寻求一种合适的支撑平台。


图2　转发机网络功能层次

　　通过对系统的应用条件大量调研，广州电力工业局选择了SUN公司出品的PC-NFS软件来实现DOS平台下的两种网络协议转换应用处理。

4　PC-NFS软件的原理和设置
　　NFS(network file system)是UNIX操作系统中的一个标准应用，完成数据文件的网络映射和共享。P-NFS，即在基于DOS操作系统的微机上实现NFS功能。
　　在转发机上安装PC-NFS软件，可以将OASyS实时系统中充当通信功能工作站的某文件路径映射为转发机的一个当地盘符；同时在转发机上安装NOVELL工作站标准驱动软件，MIS网的NOVELL服务器的某文件路径映射为转发机的另一盘符。转发机的应用程序只需在两个盘符之间完成数据文件内容交换或数据广播，就可实现两个系统之间的数据转发功能。同时，在转发机上还可以运行数据统计打包模块，实现诸如实时、总加、整点等数据分析功能。
　　要注意NFS的完整应用。不管是提供共享文件的工作站主机，还是享受共享文件内容的机器，都要开放并定义相应的NFS功能。在OASyS系统中，要使用#setup来激活通信节点机的NFS功能，定义开放的子目录，以及定义作为开放对象的机器名称。
　　在转发机安装PC-NFS软件的步骤为：
　　a)首先在工作站安装NetWare工作站软件，登录到NetWare服务器，注意采用lsl.com+carddriver.com+ipxodi.com的方式，避免使用ipx.com方式。因为ODI方式下，PC-NFS的TCP／IP协议应用可以与ipx协议的网络物理驱动兼用。
　　b)安装PC-NFS软件。根据提示，输入提供NFS服务的主机名称、IP地址、路径，本地(转发机)的名称、IP地址及登录的用户名等内容。
　　c)运行PC-NFS的mt程序，选择提供NFS服务的主机名称、路径、IP地址、锁文件方式、开机自动映射等荐，使得转发机在开机过程中可以自动形成工作站节点路径的映射盘符。
　　转发机软件驱动层次见图3。


图3　转发机软件驱动层次

5　转发数据过程
　　在转发机，实时系统通信节点机盘符与MIS网服务器盘符生成后，要开发相应的应用程序，以实现两侧系统数据的交换。应用程序的编制可以采取定时器方式，在规定的时间周期到达时，激活从实时网数据文件读数，并广播到MIS系统中，或写入MIS服务器特定文件的进程。
　　在广州电力工业局实时OASyS系统与MIS系统之间，主要完成三类数据的转发工作，分别是实时电网运行数据，系统主要遥测总加点的历史运行数据，和系统所有遥测量的历史整点数据。有鉴于此，转发机应用软件的编写方面，分别考虑这三类数据的读写处理。一个很重要的问题在于，作为数据来源，OASyS系统的通信节点机上必须根据转发内容的定义，运行必要的进程生成相应的数据文件。
　　在广州电力工业局OASyS系统中，我们开发了在调度界面显示电网设备参数的应用程序，由于调用过程简单、内容详实，深受调度人员喜爱，其中实时网上的设备参数信息来源于MIS网中的有关数据库内容。考虑到转发机处于两个系统的联系地位，在转发机的应用程序中，我们设计了一个专门的模块，将MIS系统的数据信息定时传送到实时SCADA系统中。
　　由于转发机应用软件是独立编程，可以避免MIS网中机器随意破坏实时系统运行的可能性。同时由于转发机的应用处理对象基本上是数据文件，在程序的模块化处理、增删功能方面很有优势。

6　工程实施情况
　　广州电力工业局OASyS系统与MIS系统间数据交换的工作在调度自动化新系统投运的同时就完成各项软件编程和测试工作，经过试运行和修改阶段，现在已完全投入生产运行。根据设计基本思路，OASyS系统与MIS系统间实现了实时、历史、电网设备参数等数据的交换工作。运行情况表明，网络支撑平台和转发应用运行稳定，没有出现网络协议处理出错的情况。

7　结束语
　　运用PC-NFS软件开发调度自动化实时系统与管理信息系统之间的数据转发功能，能满足实际生产需要，具有开发周期短、编程清晰明了、运行稳定可靠的特点，是完善电力企业调度自动化系统改造项目的有效配套技术开发内容。