基于Web Services电力SCADA系统的设计与实现
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【 摘 要 】 随着电力市场及电力系统监控的飞速发展，传统的SCADA暴露出了扩展难、不同系统之间数据交换难等诸多问题。本文是深入研究Web Services关键技术内涵基础上，提出了基于web services电力scada系统的设计方案，并对系统的主要功能在不同平台上实现了Web服务，实现了SCADA接口的开放化、标准化、灵活扩展性，具有广阔的应用前景。
【 关键词 】 电力系统；SCADA；Web Services；数据采集；监控
1 引言
随着计算机技术的发展和信息技术的不断进步，电力SCADA系统已经成为电力自动化的核心之一。传统的电力SCADA系统一般都是C/S结构的工程实时系统，这些系统新功能扩展难、数据交换难、不同厂家的产品协调工作难等。因此，基于XML Web Services的分布式计算模型，设计并实现电力SCADA远程监控系统，应用Web Services技术实现了远程数据数据采集、存取操作、远程控制等功能，丰富的Web Services接口，使系统具有良好接口扩展性、可复用性。
2 系统设计
本系统设计是在Internet上实现远程数据采集与控制，而非传统意义的现场监控。设备上利用智能采集终端设备将电压、电流、有功等数据进行实时采集、处理。技术上利用Web Service技术建立丰富的接口，实现SCADA系统Modbus协议数据采集、远程数据存取操作等。
2.1 系统功能模块设计
系统采用了Web服务系统总体架构，服务请求来自监控端或数据采集设备，用户可以通过Internet对实时信息进行访问和控制变电站，也可在其它平台服务端完成同样的监控操作。系统具有多种功能模块。
用户管理模块：系统用户共分五级，通过权限级别控制使用者访问系统的能力及其操作控制范围功能。
数据管理模块：实现建表、删表、添加记录、更新记录、删除记录、查询定位等常规数据管理功能。
安全管理模块：提供对服务调用者的身份认证。区分调用者的身份给予不同的级别授权。
数据采集模块：完成通信口、单元的创建及配置，模拟量、开关量等成员的运行参数设定等。
监控（图形系统）功能模块：与服务器建立连接、完成页面与数据库之间数据交换、显示刷新等功能。
控制及报警模块：对远程设备实施控制、事件报警、越线报警处理等功能。
报表模块：用户可通过报表打印模块的Web页面按现有的格式打印报表。查看历史数据等。
2.2 系统数据表结构设计
电力SCADA 系统是一个基于网络的、分布开放式的系统。为了实现数据实时采集和访问需要，系统建立了实时库、参数库以及庞大的历史库等数据表。如遥控、遥信、计算点、用户表、日志表等数据表，这些表主要完成系统参数设定、实时数据的采集存放、中间计算使用以及历史数据保存等。如遥测表记录遥测点的信息以及遥测监控的限值等信息，日志表保存系统日志信息、用户表保存用户名口令权限等。
3 Web Services服务的实现
本系统Web服务实现包括Web服务的建立部署和客户应用端调用。
3.1 服务器端Web Services的实现
电力监控的服务器端设置大容量的数据业务处理服务器，以Web服务方式将设计其上的功能接口组合成一个业务处理系统，同时可根据业务需要增加或减少接口，本文以数据类说明。
监控系统的主要工作是监视现场采集的数据以及对控制参数进行设置，对数据表中数据的增、删、修、查等管理功能，数据接口类如下：
（1）Databrow类，主要功能是获取实时库数据，并将数据以对象的形式返回给调用者。该类主要由几个方法构成。
① Public Databrow（）：为构造函数，实现组件的初始化并初始化对象到数据库的连接。
② Public Function Get_datasettb（ByVal tbname As string） As Dataset
功能：使用该方法可以获得指定表中的全部数据
③ Public Function Get_condata（ByVal tbname As string， ByVal col As string， ByVal con As string ）
功能：获得指定表中符合指定条件的数据。
（2）DataManage数据类接口
实现对数据表和数据表中数据的增、删、改，只有高级的授权用户才能调用，构造函数和方法如下：
① Public DataManage （）：为构造函数，实现组件的初始化并初始化对象到数据库的连接。
②Public Function Insert_data（ByVal tbname As string， ByVal con（） As string） As boolean
功能：在指定的数据表中添加新数据
③ Public Function Delete_data（ByVal tbname As string， ByVal col As string， ByVal con As string） as boolean
功能： 删除数据表中符合条件的数据
2.2 Web服务客户端调用的实现
系统在Windows平台和IE浏览器平台下实现客户端Web服务调用，体现Web服务跨平台的特点。
（1） Web服务Windows平台调用的实现
监视功能在Windows平台实现采用编程，对采集到的各种实时数据进行显示，监控系统客户端主界面如图1所示。
实现步骤其相关代码片段说明如下：
Imports Microsoft.VisualBasic
…… //各种类引用
Public Class frmMain
……//windows窗体代码，各类表初始化等
Private Sub frmMn_Load（ByVal sender As System.Object， ByValeAs System.EventArgs） Handles MyBase.Load
Dim Mydata As =new localhost.service1（） //创建实例
…… //系统验证方法调用
ThisData=mydata. Get_datasettb（“datatable” ） //调用实例的方法通信
……
End Sub
…… //日志入库等
End Class
（2） IE浏览器Web服务报表调用的实现
使用环境，C#编程实现了在IE浏览器调用Web服务实现数据报表的功能，可显示班报、日报、月报、季报、年报及事故追忆报表。数据报表客户端主界面如图2所示，系统生成的是负荷表。
3 结束语
本文在深入研究了Web Services架构和技术基础上，提出了基于Web Services的电力SCADA系统的实施模型，分析设计了系统各功能模块及实施的关键技术，成功实现了系统监控的功能。同时利用现有接口继续开发相应软件功能，进行现场硬件联机调试，将是先进、可扩充的远程监控系统。
参考文献
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[2] 孟祥忠，王博.电力系统自动化[M]. 北京：北京大学出版社， 2006.
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[4] （美）David Jorgensen著.使用XML开发.NET Web服务[M]，北京：科学出版社，2003.
[5] 柴晓路，梁宇奇.Web Services技术、架构和应用[M].北京：电子工业出版社，2003.
作者简介：
景清武（1969-），男，汉族，黑龙江海伦人，工程师，硕士；主要研究方向：计算机应用、自动化控制。
郭志（1966-），男，硕士，河北衡水人，高级工程师。
孟铂（1960-），男，辽宁台安人，高级实验师。