关键词 开放平台 分层结构 广义软总线 SCADA/EMS/DMS
分类号 TM734APLATFORMARCHITECTUREFORSCADA/EMS/DMSWITHHIERARCHICAL
ANDMULTI-PLATFORMSTRUCTUREANDOVERALLOPENNESSGaoMingyan,LuWen
(YantaiDongfangElectronics&InformationIndustrialGroupCo.Ltd.,264001,Yantai,China)Abstract Inordertomeettheincreasinglypotentialneedsofinterconnection,integrationandoverallopening,akindofplatformschemeisintroducedtoconstructSCADA/EMS/DMSandotherautomationsystems.Theschemeisbasedonthedivisionsofgroups/layers/units.Andageneralizedsoftware-busisdefinedtoformageneralizedplatformfornetworkcommunicationinasystemandwithothersystems.basedontheindependentandvirtualplatform,thedesignofanautomationsystemhas/confirm/iedthatalargerdegreeofopennessinthesystemwillopenupthespaceofapplicationandintegration.
Keywords openplatform；hierarchicalstructure；generalizedsoftware-bus；SCADA/EMS/DMS0 引言
电网建设的快速发展向支撑电网有效、可靠、经济运行的电网自动化系统提出了新的持续可扩的发展策略：系统拓展的逻辑应用客户关联，一体化拓扑构成，以及网络构架与通信互联。目前，电网SCADA/EMS/DMS的主要问题有：系统随应用发展可拓性较差，应用系统与支撑平台的相容性较差，系统的网络互联应用接口开放性较差，以及人机一体化GUI交互友好性（上层开放性）较差。
从一个电网SCADA/EMS/DMS的开放系统环境（OSE）考虑，上述不足可定位于OSE的各项子集：应用的互操作性与互联性，应用的可移植性与可伸缩性，以及应用的集成性与拓广性中。因此,建立一个全方位的电网SCADA/EMS/DMS开放系统,以便更大开放度地支持电力系统的可靠运行、电力企业网的横向与纵向建设。此举将是今后乃至跨世纪电网及其他自动化应用系统的根本途径所在，也是当今国内外同类电网SCADA/EMS/DMS所应完备的定位目标。此两项又都共同关联于一个电力企业网的每个部门系统以及系统间的互联通信［1］。
目前国内外同类应用系统具有不同的设计模式，就开放性而言，具有不同层次的开放度。本文提出的分层全方位开放的多平台电网SCADA/EMS设计不仅在支撑层，而且在应用层均体现了开放性，并具有积木结构的多层支撑平台的模式。这种特殊的设计方法具有每一层的设计独立性及逻辑相关性，具有良好的拓扩性及扩充性，使系统的开放度可持续延拓。
上述平台设计思想已在EXOPENSSCADA/EMS/DMS应用系统实现。在网络通信、任务分布、OEM模式、面向对象的应用层定义、GUI形象化交互等方面均可以透明地体现一对多的开放关系。
从上述意义上讲，系统设计应具有以软件工程思想为指导的综合设计优势，这样可保证技术的持续先进性。即不仅注重下层的开放性，更应注重中层及上层的开放性，特别强调以中层开放驱动上层开放，从而以更大开放的综合自由度满足电网自动化不断增长的应用需求（SCADA/EMS/DMS/信息系统）及电力企业网的建设需要。
1 平台建设框架
系统平台是应用系统构架的基础，因此必须有一个开放性、健壮性、可拓性的建设目标。在扩大系统的开放度方面，强调平台建设的中间件设计模式。这些中间件由自定义的“砖瓦构件”(Bricks&Tiles)、广义软总线(G.SBus)、Mail-Box、系统Shell以及语言控制系统等构成。由此形成的网络级中性服务平台仅服务于客户请求的中性数据，而无需考虑数据的应用。这不仅丰富了系统服务定义的内涵，且为电力企业不断扩大的各部门系统网的Intranet及与外层Internet的自适应网络互联带来了潜在效能，使使用者可自行灵活定义拓广的应用，并自动接入系统及与系统通信。
在平台建设技术上，强调基于G.SBus及Mail-Box的分布对象技术。即按应用分布，建立分布及可互操作的对象机制；分布于网上的全部资源是可共享的对象集合；网上客户可通过系统定义的接口或自定义接口访问系统分布对象。为此建立了系统分布对象模型、对象请求代理、分层中间件建设及应用层框架建设。
在此基础上，所有的外层应用（本系统及外部网络系统）均视为逻辑应用。值得强调的是，本文定义的广义软总线不同于通常的软总线概念，它具有下述概念：
a.基于标准网络体系的MiddlewareShell（窄带状，与应用无关）；
b.本身既可为某平台层，又可为上层广义软总线的支撑（嵌套）；
c.通过逻辑应用建立起客户/服务器及Mail-Box通信链路，逻辑应用双方调用G.SBus库，建立应用进程对象。
2 平台设计结构
2.1 分层开放平台支撑模式
总体设计为分层开放平台支撑模式,整体平台几何形状为锥形。每层相对独立，无严格的依附关系，且均为积木模块化的Bricks&Tiles单元构成。上层任一单元均体现与相对下面层1∶n的支撑关系。这符合系统的软件工程模式，具有良好的系统维护性与较为坚实的平台基础（提高系统开放度）。基础平台更考虑到网络任务分布的客户/服务器的通信模式。此总体规划将产生逻辑应用与逻辑对象定义和封装的Shell应用效应，从而使得系统的拓展与电力企业网应用系统互联变为无缝关联。
2.2 分层构架
为使平台持续可扩及具有清晰的可用性，将其分为3个包容关系：层组、层以及砖瓦构件（Bricks&Tiles）。本文仅简述层组定义。
a.工业与国际标准基础支撑服务层(G1)：基于工业与国际标准的多样性硬件环境、系统核、网络通信、GUI、图形平台、语言以及DBMS等开放支撑体系。
b.基本Shell(G2)：亦为基本Middleware，由系统及自定义Shell构件组成。
c.扩展Shell(G3)：亦为扩展Middleware，由各类库、函数、宏、过程、进程等定义的主要砖瓦构件以及控制定义语言等形成。
d.面向对象的中间件子集(G4)。
e.网络通信服务(G5)：基于G.SBus结构（Client/Server，Mail-Box等）。
f.应用层服务(G6)：应用GUI、图形用户语言、系统运行管理、计算及控制子集、协议库等。
g.应用服务对象（G7）：各类拓扑公共模块、系统定义，以及驱动与控制封装定义。
h.应用集成（G8）：基于以G.SBus为支撑核心平台的系统内及系统间（外部系统）进行分布网络通信与各子、分系统集成机制。
3 主要构件设计原则
3.1 实施多样化模式
系统编程体现不同层次的OOP，以及应用层的OOA（GUI）模式；网络（内部网通信及外部网通信）的G.SBus模式；商用数据库(DB)固有网络客户/服务器通信模式；实时库SQL访问模式，以及无数据结构的外层应用模式。建立起具有整体开放的SCADA/EMS/DMS应用。例如：与外部系统实施的G.SBus通信模式；与外部系统商用DB实施的固有客户/服务器通信模式；与外部系统实时库实施的SQL访问 G.SBus模式。
3.2 数据库管理系统(DBMS)设计模式
商用DBMS以Sybase，Oracle为主进行外包封装：
a.客户/服务器体系结构。具有平台独立性，增强系统可靠性、互操作性。
b.自成体系的分层模式。
c.实时性指标优化，提高DB效率。
d.体现DB应用透明性与应用开放性：分层索引机制（应用—点名—索引表—DB表）；DBGUI友好交互界面、无DBMS应用概念;无数据结构应用模式(系统参数库非固定数据、词典模式)，在线GUI增设记录属性;以Field名作为应用端入口，使应用摆脱数据库常规的学术上的层次与属性关系，并摆脱过去常用的厂站、点、号的检索模式。
e.系统整体具有统一的DBMS模式：以库—记录—域为统一数据结构模式的Shell中间件，对历史及实时库访问。
f.系统数据合法性、相关数据一致性、相关完整性维护。
g.具备[1][2]下一页
