基于WEB技术的电站监控方法

张祖淼

(江西清华泰豪三波电机有限公司，江西 南昌 330096）

0 前言

目前在电站监控方面多采用的是PLC控制器，以西门子PLC为例子，谈到西门子PLC就一定要使用STEP 7软件，而STEP 7软件与PLC的通信就是一个开发者必须面对的问题。常用的计算机都配备了RS232串口，而西门子公司的产品多是MPI或Profibus的子网，因此通信协议的转换不可避免，于是PC适配器就是其中的一类产品:常用计算机与适配器之间使用RS232协议，波特率为19.2kbps或38.4kbps;适配器与数控系统之间使用MPI或DP协议，波特率可达187.5kbps或1.5Mbps。正确地使用PC适配器还真不是一件轻而易举的事情，因为我们不仅要对接口参数进行必要的设置，有时还要对适配器的硬件进行必要的改接。这就是使用PLC控制器的局限性，必须配备专用的适配器和专用软件。

1 系统设计和需求

1.1 系统功能系统需求

实时数据与数据动态发布功能：

实时数据包括水温、油温、水压、油压、转速、电压、电流、合闸、分闸等。嵌入式的WEB技术可以将实时数据和历史数据以WEB的形式发布，通过TCP/IP协议。且动态实时刷新，远方客户端通过接入Internet浏览器实时监控系统信息。

参数设置功能：参数包括运行参数和设备状态参数，如遥测、遥信、电站初始值、整定系数。WEB接受到远方提交的参数设置请求后执行参数写入操作。

远程实时控制功能：控制功能包括遥控、遥调、同期操作和定值切换。WEB服务器收到客户端提交控制操作请求后，下发控制命令驱动监控系统中的相应执行结构。

访问级别设置和权限认证功能：访问级别设置不仅提供传统的基于页面方式，而且提供灵活的基于对象，单个设备、数据采集点均可成为对象。主要同一页面重要等级的数据点可被设置不同的访问级别，只有权限不低于设备要求，客户端经模块服务器认证后可可进行其权限范围内的监控操作。

1.2 系统设计

目的在于解决上述局限性，提供一种利用WEB技术的电站监控系统，该系统的运用能解决监控系统使用专用的适配器和专用软件的局限性，提高普遍性。

技术方案为：利用WEB技术的电站监控方法，包括若干客户端和一个服务器端。

所述客户端采用模块化设计，主要包括：（1）现场数据采集模块：用于采集电站现场设备的有效数据信息；（2）数据处理模块：用于将获取的有效数据，经过数据处理和分析，传输至服务器端；

（3）WEB通讯模块：用于数据信号处理结果与上位机通讯，传输数据。

优点在于：

（1）系统成本低：因为不需要昂贵的适配器、不限操作系统，节省财力；

（2）监控效率高：维护通过网络实施，当用户访问网站时，跨越空间的障碍实时监控电站运行情况记录故障历史，提高管理的效率；

（3）系统维护容易：系统采用模块化设计，模块之间通过接口连接的特点使得模块的升级换代容易，提高了可维护性。

说明详见图1系统结构图、图2数据传输示意图。

图1 系统结构图

图2 WEB电站监控数据传输示意图

2 具体实施

利用WEB技术的电站监控方法，包括若干客户端和一个服务器端，系统结构图如图1所示。

电站系统中，显示电站运行的参数和图形相当的负责，如一次接线图，工况图、曲线等。而且图元的种类很多，合理组织图形文件和减小画面文件大小，对于提高网络传输效率显得尤为重要。图形文件采用矢量存储，可以大大减小图形文件大小。文件结构一般有图形属性，背景图形和前景图形组成，不需要动态刷新的图形。

基于WEB应用系统开发的关键，在与如何实现电站参数和WEB模块的交互式以建立数据驱动的动态网页。本系统采用WEB嵌入式技术来实现WEB应用界面的开发。

客户端的现场数据采集模块采用监控软件实现，负责采集电站现场各个设备的有效数据信息并按照自定义协议格式发送。

客户端得数据传输模块采用嵌入式软硬件实现，负责将获取的有效数据传输至WEB服务器端，数据传输如图2所示，具体的方案如下：

（1）嵌入式硬件平台采用TMS320VC5402(简称C5402)作为主处理器，采用SDRAM和Flash作为存储介质，采用网口与本地电脑通讯。

（2）在TMS320VC5402上嵌入TCP/IP协议。模块上电后系统首先进行初始化工作，接着采用TCP/IP协议与远程服务器连接。如果建立连接则初始化通讯口并监控数据，如果建立连接失败则重新启动建立连接过程。

（3）该模块设计采用用户端浏览器、WEB浏览器组成。WEB服务器接受浏览器传来的用户信息后，根据用户请求产生相应的动态页面。并返回到用户端浏览器以供浏览。

（4）基于WEB嵌入式技术，嵌入8位，16位或32位单片机为硬件工作平台，以嵌入式实时多任务操作系统RTOS为软件操作平台，其上运小型精简服务器。

3 结论

利用WEB技术的电站监控方法的特点：包括现场数据采集模块、数据信号处理模块、WEB通讯模块，通过对现场数据的采集，经数据处理后，通过嵌入于主控芯片中的TCP/IP协议以WEB形式展现的监控系统。如图1。

根据权利要求1所述的方法，web通讯模块的特征在于：将TCP/IP协议嵌入于主控芯片中，如图2。

根据权利要求1所述的方法，上位机的监控可以通过Internet浏览器的方式根据模块的IP地址读取、记录和管理现场数据。

[1]刘立芳.远程设备实时监控管理系统的设计与实现[J].机电工程，2000.

[2]朱磊.基于Web的电力通信网监控系统的设计与实现[J].电力系统自动化，2001(2).

[3]康博.Web应用程序开发新技术[M].北京：人民邮电出版社，1999.