張玉平，張 毅

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院中水科技公司，北京 100038）

0 前言

我們國(guó)家幅員遼闊，人口眾多，南北氣候差異明顯，經(jīng)常出現(xiàn)南澇北旱的局面。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提高，國(guó)家對(duì)水利方面的投入也越來(lái)越大，為了解決北方缺水的問(wèn)題，近年來(lái)不少大型長(zhǎng)距離輸水工程相繼動(dòng)工。

長(zhǎng)距離輸水工程具有線路長(zhǎng)、覆蓋范圍大、地域分布廣、用戶(hù)多、系統(tǒng)龐雜、管理復(fù)雜、對(duì)自動(dòng)化控制要求高等特點(diǎn)，為保證全線輸水的安全可靠與高效運(yùn)行，充分發(fā)揮其巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，必須采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，建設(shè)一套完善的、先進(jìn)的遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)眾多現(xiàn)地?zé)o人值班站進(jìn)行遠(yuǎn)方集中管理，實(shí)現(xiàn)輸水全線所有現(xiàn)地泵（閘）站的統(tǒng)一自動(dòng)控制和優(yōu)化調(diào)度。為此，2009年初，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院和北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)立研究專(zhuān)項(xiàng)對(duì)長(zhǎng)距離輸水遠(yuǎn)方集中監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。

長(zhǎng)距離輸水遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)已在項(xiàng)目的前期研究中完成，不再詳細(xì)介紹，本文主要介紹項(xiàng)目后期開(kāi)發(fā)的平臺(tái)軟件的功能與具體實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

大型長(zhǎng)距離輸水工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用基于廣域控制專(zhuān)網(wǎng)的全計(jì)算機(jī)控制的分層分布開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為遠(yuǎn)方集中監(jiān)控層及現(xiàn)地控制層，遠(yuǎn)方集中監(jiān)控層由系統(tǒng)中心站、分中心站監(jiān)控子系統(tǒng)構(gòu)成，現(xiàn)地控制層由眾多無(wú)人值班的現(xiàn)地站監(jiān)控子系統(tǒng)構(gòu)成。中心站、分中心站及現(xiàn)地站各監(jiān)控子系統(tǒng)依托輸水工程通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建廣域控制專(zhuān)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)安全可靠的高速?gòu)V域網(wǎng)絡(luò)連接，形成一個(gè)完整的冗余控制專(zhuān)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)閉環(huán)過(guò)程控制系統(tǒng)。

現(xiàn)地?zé)o人值班站監(jiān)控系統(tǒng)采用PLC直接上網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，取消中間環(huán)節(jié)，提高整體可靠性能。遠(yuǎn)方集中監(jiān)控層可直接與各PLC網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)地站的數(shù)據(jù)采集與控制功能；同時(shí)，現(xiàn)地站控制層也具備與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制層離線獨(dú)立運(yùn)行功能，各現(xiàn)地站本地監(jiān)控系統(tǒng)功能不會(huì)因遠(yuǎn)方控制級(jí)發(fā)生故障而影響。

2 系統(tǒng)功能

大型長(zhǎng)距離輸水工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)采用具有良好的擴(kuò)充性，通用化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的分布式系統(tǒng)，配置靈活，可滿(mǎn)足各類(lèi)用戶(hù)的應(yīng)用需要，滿(mǎn)足各遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)的所有功能要求。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

2.1 身份驗(yàn)證與權(quán)限判斷

監(jiān)控用戶(hù)和調(diào)度系統(tǒng)使用監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，首先要獲得系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)身份的確認(rèn)，并根據(jù)各用戶(hù)具有的權(quán)限完成相應(yīng)的操作。監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)入和執(zhí)行操作時(shí)都要進(jìn)行用戶(hù)權(quán)限的判斷，只有具有該項(xiàng)操作權(quán)限的用戶(hù)才能完成操作。

2.2 數(shù)據(jù)采集與處理功能

系統(tǒng)平臺(tái)具有高性能的大容量海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)全線所有閘站工情水情的實(shí)時(shí)采集，包括各類(lèi)閘門(mén)、閥門(mén)、中心開(kāi)關(guān)站?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)從閘站現(xiàn)地PLC直接采集，因遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)閘站運(yùn)行狀況和環(huán)境參數(shù)的需要與現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)完全相同，它們對(duì)閘門(mén)的監(jiān)測(cè)量也是完全一致的。具體監(jiān)測(cè)量可根據(jù)工程的實(shí)際需要靈活調(diào)整。

2.3 實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)與告警

安全監(jiān)測(cè)是輸水自動(dòng)化系統(tǒng)的重要功能之一，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視全線各閘站和測(cè)站的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，當(dāng)它們發(fā)生異常、運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變更或參數(shù)超越設(shè)定限值等時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及時(shí)報(bào)告值班運(yùn)行人員進(jìn)行處理，同時(shí)進(jìn)行分類(lèi)實(shí)時(shí)記錄，記錄區(qū)分為：故障報(bào)警記錄、運(yùn)行人員操作信息記錄、系統(tǒng)診斷信息等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合信息記錄，記錄包括每個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間、內(nèi)容、狀態(tài)和性質(zhì)，時(shí)間以年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒記錄，以便分析查驗(yàn)。

2.4 現(xiàn)地站控制

系統(tǒng)平臺(tái)提供可靠的控制操作和控制模式管理功能，具有完善的防誤操作功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有閘站的控制，遠(yuǎn)程閘站監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)閘站現(xiàn)地的PLC進(jìn)行控制，以閘門(mén)開(kāi)度、流量或閘前水位為控制目標(biāo)對(duì)節(jié)制閘、分水閘、退水閘、倒虹吸工作閘進(jìn)行控制，在以閘門(mén)開(kāi)度或流量為控制目標(biāo)時(shí)，閘前水位一般作為限制性條件。以流量為控制目標(biāo)對(duì)泵（閘）站進(jìn)行控制，控制過(guò)程由泵（閘）站現(xiàn)地的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。以打開(kāi)和關(guān)閉兩種狀態(tài)對(duì)分水閥進(jìn)行控制。

2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份

系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)提供高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份功能，可滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為記錄完整生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)是從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的，其中，時(shí)段數(shù)據(jù)主要是指定時(shí)(如10 min)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，特征數(shù)據(jù)是根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要，滿(mǎn)足某些特征條件的數(shù)據(jù)?？刂颇繕?biāo)與指令數(shù)據(jù)則記錄操作員指令數(shù)據(jù)以及調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的目標(biāo)數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)均能實(shí)現(xiàn)不間斷熱備。

2.6 查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)平臺(tái)提供靈活方便的數(shù)據(jù)查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能，用戶(hù)不需編程，只需將要進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)點(diǎn)名、周期和公式按預(yù)定的格式填入定義文件即可，系統(tǒng)平臺(tái)將自動(dòng)定時(shí)或周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

2.7 系統(tǒng)時(shí)鐘同步管理

長(zhǎng)距離輸水系統(tǒng)所控制的對(duì)象分布范圍廣，距離遠(yuǎn)，更需要做好整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步管理。接收衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)源的時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)NTP網(wǎng)絡(luò)對(duì)鐘協(xié)議實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸水自動(dòng)化系統(tǒng)所有服務(wù)器、工作站的時(shí)鐘同步。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

為了驗(yàn)證總體設(shè)計(jì)方案的可行性，并測(cè)試所開(kāi)發(fā)軟件的平臺(tái)性能，特在實(shí)驗(yàn)室模擬一個(gè)中心站、兩個(gè)分中心站，其中分中心站1下轄兩個(gè)閘站：節(jié)制閘、分水閥；分中心2下轄3個(gè)閘站：分水閘、倒虹吸閘、退水閘，中心站、分中心站、現(xiàn)地閘站之間通過(guò)路由器連接，搭建長(zhǎng)距離輸水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境。

3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

大型長(zhǎng)距離輸水工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用基于廣域控制專(zhuān)網(wǎng)的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有良好的擴(kuò)充性，系統(tǒng)硬件設(shè)備可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用需求，靈活配置，系統(tǒng)軟件采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)，配置及擴(kuò)充靈活方便。

根據(jù)系統(tǒng)功能與可靠性等性能指標(biāo)要求，中心站和分中心站系統(tǒng)配置采用雙重冗余配置的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)作為主干網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主要設(shè)備冗余配置，規(guī)模靈活可變，實(shí)際配置應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求靈活調(diào)整。

跨平臺(tái)的解決方案是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)今自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)所使用的主流操作系統(tǒng)大致分為兩類(lèi)，即UNIX和Windows，兩者各有優(yōu)勢(shì)。為了保護(hù)用戶(hù)的投資和開(kāi)發(fā)的延續(xù)性，系統(tǒng)必須提供跨平臺(tái)解決方案，即系統(tǒng)主要的服務(wù)器一般采用64位RISC服務(wù)器與UNIX操作系統(tǒng)，完成輔助功能的服務(wù)器與工作站可采用PC服務(wù)器和Windows操作系統(tǒng)，各服務(wù)器與工作站實(shí)際配置應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要靈活確定。

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1：

圖1 長(zhǎng)距離輸水工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)平臺(tái)軟件研制開(kāi)發(fā)工作是結(jié)合本單位在城市引水泵站綜合自動(dòng)化、水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的工程經(jīng)驗(yàn)，以及在大型梯級(jí)水電廠遠(yuǎn)方集中控制方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分考慮大型長(zhǎng)距離輸水工程調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)各種運(yùn)行方式，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)方案，運(yùn)行監(jiān)視、控制及系統(tǒng)應(yīng)用功能要求，在大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)展的。主要進(jìn)行了下列關(guān)鍵技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集與處理軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

目前的大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā)，已具備特大型系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)高可靠與高實(shí)時(shí)性采集能力，在高數(shù)據(jù)精度、豐富數(shù)據(jù)屬性、數(shù)據(jù)趨勢(shì)報(bào)警、三態(tài)點(diǎn)及智能報(bào)警處理等方面的研究開(kāi)發(fā)顯著提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能。

系統(tǒng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集與處理軟件主要應(yīng)用在局域網(wǎng)范圍內(nèi)，通常站點(diǎn)較少，但每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)量較大；而長(zhǎng)距離輸水工程具有線路長(zhǎng)、覆蓋范圍大，現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)數(shù)量多，但每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)量較少的特點(diǎn)，且必須通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理。因此，本次研發(fā)是在現(xiàn)有的基于局域網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與處理軟件的基礎(chǔ)上，針對(duì)長(zhǎng)距離輸水工程的應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)了適合于現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)數(shù)量多、廣域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)采集與處理功能軟件。

數(shù)據(jù)采樣周期根據(jù)系統(tǒng)性能參數(shù)要求和實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行設(shè)置。故障、事故報(bào)警信號(hào)隨機(jī)優(yōu)先傳送，為提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，模擬量無(wú)變化時(shí)不傳送，當(dāng)變化超過(guò)傳送死區(qū)時(shí)傳送；狀態(tài)量有狀變時(shí)才傳送；數(shù)據(jù)采集分為周期式和隨機(jī)式兩種方式。

為適合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，對(duì)所有采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)均可通過(guò)人機(jī)聯(lián)系設(shè)置掃查投入與退出、報(bào)警功能與禁止標(biāo)志，對(duì)其參數(shù)限值可進(jìn)行人工修改設(shè)置，并可用人工設(shè)定值取代采集值，以剔除壞點(diǎn)。

3.2.2 全分布式多服務(wù)器負(fù)荷平衡管理及冗余互備軟件

長(zhǎng)距離輸水工程遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)中，由分布配置在中心站、分中心站的實(shí)時(shí)監(jiān)控采集服務(wù)器完成與全線各閘站PLC和其它節(jié)點(diǎn)的通信，為全線系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、閘門(mén)控制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。實(shí)時(shí)監(jiān)控采集服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，因站點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)工作負(fù)荷很重，必須具有很高的可靠性和數(shù)據(jù)處理能力，不能因某臺(tái)服務(wù)器故障停機(jī)造成全線或局部監(jiān)控功能的喪失。

為保證遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性與實(shí)時(shí)性，必須開(kāi)發(fā)跨中心站、分中心站子系統(tǒng)的系統(tǒng)全分布式多服務(wù)器負(fù)荷平衡管理及冗余互備軟件，通過(guò)采用多服務(wù)器負(fù)荷平衡管理與冗余互備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器同時(shí)工作分擔(dān)負(fù)荷，并相互備用。每個(gè)現(xiàn)地站均可靈活定義本地服務(wù)器和/或異地服務(wù)器順序作為備用，當(dāng)主實(shí)時(shí)采集服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)定義相應(yīng)的備份順序，依次由配置的備用服務(wù)器接替其工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換提供監(jiān)控和數(shù)據(jù)服務(wù)完成數(shù)據(jù)通信、采集和控制功能。通過(guò)采用多服務(wù)器冗余互備技術(shù)，徹底解決特大型系統(tǒng)信息采集點(diǎn)多，通訊數(shù)據(jù)量大而導(dǎo)致的實(shí)時(shí)性與可靠性問(wèn)題。

3.2.3 全冗余的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)

大型長(zhǎng)距離輸水工程調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)功能分布在網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)上，由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)來(lái)完成監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間的通訊，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理以及提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各類(lèi)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。

現(xiàn)有的大型調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)是基于局域網(wǎng)的，通過(guò)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了廣域網(wǎng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)，為保證系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和記錄區(qū)的實(shí)時(shí)性與可靠性，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)包編號(hào)、冗余傳輸?shù)燃夹g(shù)方法，使各節(jié)點(diǎn)在任何一條網(wǎng)上都可實(shí)時(shí)收到全部數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了完全的雙網(wǎng)冗余，目前只要確保有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)正常即可，且無(wú)網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)間。

3.2.4 無(wú)人值班現(xiàn)地站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接入研究

大型長(zhǎng)距離輸水工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)擁有數(shù)量眾多現(xiàn)地控制站，這些現(xiàn)地控制站基本均按照無(wú)人值班設(shè)計(jì)，其可靠接入是全線綜合自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，為保證無(wú)人值班現(xiàn)地控制站可靠接入遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)，需選用具有直接上網(wǎng)功能的LCU控制器產(chǎn)品。因每個(gè)現(xiàn)地閘站數(shù)據(jù)點(diǎn)不多，且LCU控制器產(chǎn)品高速(100Mbps)網(wǎng)絡(luò)接口，支持多網(wǎng)絡(luò)連接，因此現(xiàn)地控制站和遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)均可通過(guò)與LCU控制器直接建立網(wǎng)絡(luò)連接，各自獨(dú)立的完成數(shù)據(jù)采集與控制功能，避免因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)而帶來(lái)的可靠性和實(shí)時(shí)性等問(wèn)題。

為了保證數(shù)據(jù)和控制的安全，制定如下原則：

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)由現(xiàn)地控制站和遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行采集，以保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性與可靠性；控制方面，根據(jù)調(diào)水業(yè)務(wù)需要，正常情況下，只有遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)地閘站有控制權(quán)，且現(xiàn)地閘站級(jí)別最高，分中心次之，中心站最低。當(dāng)不同級(jí)別的用戶(hù)控制同一設(shè)備時(shí)，級(jí)別高的用戶(hù)優(yōu)先獲得控制權(quán)。遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)閘門(mén)控制權(quán)限的判定由PLC負(fù)責(zé)完成。而控制命令由有控制權(quán)的遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)出，經(jīng)校驗(yàn)正確后，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式送至相應(yīng)LCU節(jié)點(diǎn)，這樣就在很大程度上保證LCU的數(shù)據(jù)安全。

3.3 系統(tǒng)人機(jī)界面主框架設(shè)計(jì)

人機(jī)界面的封面以地圖、現(xiàn)場(chǎng)工程圖片和水為背景，突出現(xiàn)地站特色。如圖2所示：點(diǎn)擊圖中的“閘站”，進(jìn)入閘站監(jiān)控系統(tǒng)。

圖2 人機(jī)界面

監(jiān)控的點(diǎn)包括：閘前水位、閘后水位、流量、閘門(mén)啟閉狀態(tài)、閘門(mén)開(kāi)啟高度、電流、電壓、溫度、濕度、限位保護(hù)、荷重保護(hù)、相序故障，其中節(jié)制閘和倒虹吸閘使用的是液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，數(shù)據(jù)庫(kù)中另外增加液壓系統(tǒng)運(yùn)行信息，包括：液壓系統(tǒng)壓力偏高、液壓系統(tǒng)壓力偏低等。

3.4 系統(tǒng)功能畫(huà)面設(shè)計(jì)

圖3 功能畫(huà)面

功能畫(huà)面包括：

（1）水位監(jiān)視畫(huà)面：畫(huà)面的左半部分為剖面圖，右半部分顯示一些需要監(jiān)視的參數(shù)，包括：電流、電壓、水位、流量、溫度、濕度、閘門(mén)狀態(tài)等；

（2）啟閉系統(tǒng)畫(huà)面：左半部分為啟閉機(jī)的剖面圖和操作按鈕，右半部分顯示設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等；

根據(jù)啟閉機(jī)類(lèi)型不同，啟閉操作畫(huà)面主要分為以下三種：液壓?jiǎn)㈤]、螺桿啟閉、卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)。

3.5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)測(cè)試

通過(guò)在所搭建的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)聯(lián)調(diào)測(cè)試，結(jié)果表明：所開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)距離輸水遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，各功能滿(mǎn)足長(zhǎng)距離輸水自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，完全能用于實(shí)際工程中。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)距離輸水工程遠(yuǎn)方集中監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性、可靠性、可用性、可擴(kuò)充性和可維護(hù)性，所開(kāi)發(fā)的基于廣域網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)軟件，能實(shí)時(shí)響應(yīng)并處理網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)上的各種數(shù)據(jù)存取請(qǐng)求，采用組播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，克服了局域網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)功能的局限性，為系統(tǒng)所需的各種應(yīng)用功能提供綜合性的數(shù)據(jù)和支撐服務(wù)。所開(kāi)發(fā)的跨中心站、分中心站子系統(tǒng)的全分布式多服務(wù)器負(fù)荷平衡管理及冗余互備軟件，通過(guò)采用多服務(wù)器負(fù)荷平衡管理與冗余互備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器同時(shí)工作分擔(dān)負(fù)荷，并相互備用。每臺(tái)服務(wù)器均可定義異地服務(wù)器順序作為備用，通過(guò)采用多服務(wù)器冗余互備技術(shù)，徹底解決了特大型系統(tǒng)信息采集點(diǎn)多，通訊數(shù)據(jù)量大而導(dǎo)致的實(shí)時(shí)性與可靠性問(wèn)題。

本平臺(tái)的功能軟件綜合考慮了長(zhǎng)距離輸水集中監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)需求，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿(mǎn)足大型長(zhǎng)距離輸水工程調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，可用于實(shí)際長(zhǎng)距離輸水工程中，對(duì)提高我國(guó)長(zhǎng)距離大型輸水工程自動(dòng)化和安全運(yùn)行管理水平具有重要和深遠(yuǎn)的意義。

[1]Syd Logan，戰(zhàn)曉蘇，王寧.GTK+程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言版）[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2003 ，101-176.

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