第25卷第12期 电网技术 37 性，采用了物理登录和自动复原措施，备用服务器与 系统的扩展提供了良好的基础。 主服务器同时运行以预防主服务器故障。此外，用数 COM技术的引入，使得THDS-200系统被分 据镜象存储来保护在磁盘故障时丢失的数据。 割成多个独立的单元，这些独立的单元被编译成规 (7)子系统的可用性通过数据库管理和在线的 范的可执行的二进制代码，这就是组件对象。组件对 备份手段得到进一步加强。 象向使用者提供接口(interface)来描述自己和提供 (8)数据库支持长期存储的数据的存档（超出 服务。接口是基于对象的一组语义相关的功能，是一 最大的在线保留周期)，数据可以存储到磁带或光盘 些属性、方法和事件的集合，也是COM客户与组件 上，随后还可以重新装入数据。数据重新装入后，作 对象交互的唯一途径。只要接口保持兼容性，组件升 为在线的历史数据库，用于显示数据记录和修改，以 级、改进后，无需对组件的客户程序做任何工作， 及应用软件要求的其他用途。重新装入后的数据还 COM客户程序照样可以运行。 可以在修改后重新存档。 同时M icro soft V isual C++提供了两套满足 23用户界面 这样需要的类库：MFC库和ATL模板库。MFC不 调度人员的主要应用对象是系统的全图形的用 仅可用于建立COM应用，而且是一套W indow s平 户界面。用户界面的设计重点是提高操作人员的工 台上各种应用开发的基本类库，而ATL则主要侧 作效率，用户界面控制软件称为分布式图形子系统， 重于COM应用的开发，利用ATL可建立一些小 装在系统网络的用户工作站上。工作站具有专用的 巧、快捷的COM组件。而且COM是W indow s系统 处理器和磁盘资源，使得操作员可以得到快速响应。 的基本软件模型，尤其OLE完全建立在COM基础 每个工作站都有自己的数据库拷贝，这样，大量的 上，所以对COM的支持也是Wn32SDK的一个主 SCADA功能操作能得到最快的响应。许多SCADA 要组成部分。在Wind32SDK所提供的CC++头 功能可以在本工作站内定义，而不必要通过计算机 文件中，有许多直接与COM或者OLE相关，利用 网络去取得额外的数据和信息。 这些头文件给出的定义，可以很方便地使用COM 24系统扩展能力 或者OLE所提供的基本特性，同时这些宏定义使代 SCADA系统的“应用寿命”取决于所安装系统 码的可读性更好。 的可扩展能力。系统扩展能够将一个单一的系统扩 在SCADA系统中，用组件软件的方法来设计 展为能够对不同类型和数量的RTU、应用程序等进 主监控软件，基本元件的统一接口的定义使得用户 行处理的系统，还能够灵活方便地适应于各种额外 可以根据自己的要求，定制不同的元件。而且因为组 的功能增加和紧急事件的处理。系统不仅能够允许 件在二进制上具有可重用性，所以只要定义好 直接的单一的系统扩展，还能够适应不确定的系统 COM接口并分布，上层的图形软件，甚至其他系统 扩展的要求。方案包括通过增加主处理器、通信处理 的人机界面的实现都可以通过统一的COM来调 器、处理器升级，内存和硬盘容量的扩充，通过增加 用，实现对元件的可视化操作，而与基本元件的内部 前端通信处理机来扩展实时外部设备，这些扩充只 实现和将来的升级无关，系统基本元件COM对象 需要利用数据编辑器、程序开发工具和数据库维护 可以单独分布，也可以和系统一起分布，大大提高了 工具就可以实现。这样一个特征提供了强大而有效 软件的可重用性和人机界面实现的灵活性。 的方案来确保系统未来的扩展和升级。 4 结束语 3软件程序设计 本系统是一个典型的用于电力系统的调度和管 在系统软件程序设计中，笔者把组件软件（基于 理系统，它具有数据采集、数据处理、报警监视、数据 COM的程序设计)引入到电网自动化系统的设计 显示、数据存档、调度和控制以及扩展各种电网应用 中，主要是强调软件重用和高度的互操作性，侧重于 软件的功能。 组件的产生和装配。组件的装配使得软件产品有可 本系统是一个建立在独立于平台上，可进行扩 能用类似于搭积木的方法快速地建立起来，不仅可 展的系统。系统的硬件和软件建立在目前的工业标 以缩短软件产品的开发周期，同时也提高了系统的 准基础上，完全适应计算机技术的快速发展，也同样 稳定性和可靠性。因为组件可以被单独测试，为将来 (下转第41页contiued on page4l) C 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co..Ltd.All rights reserved.性, 采用了物理登录和自动复原措施, 备用服务器与 主服务器同时运行以预防主服务器故障。此外, 用数 据镜象存储来保护在磁盘故障时丢失的数据。 (7) 子系统的可用性通过数据库管理和在线的 备份手段得到进一步加强。 ( 8) 数据库支持长期存储的数据的存档(超出 最大的在线保留周期) , 数据可以存储到磁带或光盘 上, 随后还可以重新装入数据。数据重新装入后, 作 为在线的历史数据库, 用于显示数据记录和修改, 以 及应用软件要求的其他用途。重新装入后的数据还 可以在修改后重新存档。 2. 3 用户界面 调度人员的主要应用对象是系统的全图形的用 户界面。用户界面的设计重点是提高操作人员的工 作效率, 用户界面控制软件称为分布式图形子系统, 装在系统网络的用户工作站上。工作站具有专用的 处理器和磁盘资源, 使得操作员可以得到快速响应。 每个工作站都有自己的数据库拷贝, 这样, 大量的 SCADA 功能操作能得到最快的响应。许多 SCADA 功能可以在本工作站内定义, 而不必要通过计算机 网络去取得额外的数据和信息。 2. 4 系统扩展能力 SCADA 系统的“应用寿命”取决于所安装系统 的可扩展能力。系统扩展能够将一个单一的系统扩 展为能够对不同类型和数量的R TU、应用程序等进 行处理的系统, 还能够灵活方便地适应于各种额外 的功能增加和紧急事件的处理。系统不仅能够允许 直接的单一的系统扩展, 还能够适应不确定的系统 扩展的要求。方案包括通过增加主处理器、通信处理 器、处理器升级, 内存和硬盘容量的扩充, 通过增加 前端通信处理机来扩展实时外部设备, 这些扩充只 需要利用数据编辑器、程序开发工具和数据库维护 工具就可以实现。这样一个特征提供了强大而有效 的方案来确保系统未来的扩展和升级。 3 软件程序设计 在系统软件程序设计中, 笔者把组件软件(基于 COM 的程序设计) 引入到电网自动化系统的设计 中, 主要是强调软件重用和高度的互操作性, 侧重于 组件的产生和装配。组件的装配使得软件产品有可 能用类似于搭积木的方法快速地建立起来, 不仅可 以缩短软件产品的开发周期, 同时也提高了系统的 稳定性和可靠性。因为组件可以被单独测试, 为将来 系统的扩展提供了良好的基础。 COM 技术的引入, 使得 THD S2200 系统被分 割成多个独立的单元, 这些独立的单元被编译成规 范的可执行的二进制代码, 这就是组件对象。组件对 象向使用者提供接口( In terface) 来描述自己和提供 服务。接口是基于对象的一组语义相关的功能, 是一 些属性、方法和事件的集合, 也是 COM 客户与组件 对象交互的唯一途径。只要接口保持兼容性, 组件升 级、改进后, 无需对组件的客户程序做任何工作, COM 客户程序照样可以运行。 同时M icro soft V isual C+ + 提供了两套满足 这样需要的类库:M FC 库和A TL 模板库。M FC 不 仅可用于建立 COM 应用, 而且是一套W indow s 平 台上各种应用开发的基本类库, 而A TL 则主要侧 重于 COM 应用的开发, 利用A TL 可建立一些小 巧、快捷的COM 组件。而且COM 是W indow s 系统 的基本软件模型, 尤其OL E 完全建立在 COM 基础 上, 所以对COM 的支持也是W in32 SD K 的一个主 要组成部分。在W ind32 SD K 所提供的CöC+ + 头 文件中, 有许多直接与 COM 或者OL E 相关, 利用 这些头文件给出的定义, 可以很方便地使用 COM 或者OL E 所提供的基本特性, 同时这些宏定义使代 码的可读性更好。 在 SCADA 系统中, 用组件软件的方法来设计 主监控软件, 基本元件的统一接口的定义使得用户 可以根据自己的要求, 定制不同的元件。而且因为组 件在二进制上具有可重用性, 所以只要定义好 COM 接口并分布, 上层的图形软件, 甚至其他系统 的人机界面的实现都可以通过统一的 COM 来调 用, 实现对元件的可视化操作, 而与基本元件的内部 实现和将来的升级无关, 系统基本元件 COM 对象 可以单独分布, 也可以和系统一起分布, 大大提高了 软件的可重用性和人机界面实现的灵活性。 4 结束语 本系统是一个典型的用于电力系统的调度和管 理系统, 它具有数据采集、数据处理、报警监视、数据 显示、数据存档、调度和控制以及扩展各种电网应用 软件的功能。 本系统是一个建立在独立于平台上, 可进行扩 展的系统。系统的硬件和软件建立在目前的工业标 准基础上, 完全适应计算机技术的快速发展, 也同样 (下转第 41 页 con tiued on page 41) 第 25 卷 第 12 期 电 网 技 术 73 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved