論用Linux/PC構(gòu)建電力系統(tǒng)SCADA通用平臺
人氣:3419次發(fā)表時(shí)間:2013-04-28
1 引言
隨著信息技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對各種監(jiān)控系統(tǒng)尤其是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求也越來越高。這意味著在數(shù)據(jù)采 集、數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)處理、存儲等方面都將面臨新的挑戰(zhàn)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,Sun Sparc、HPAlpha等高端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的價(jià)格依然不菲,而從性能上來說,類似Sun Ultra系列的工作站和低端服務(wù)器的性能卻并不十分優(yōu)越。另一方面,商用的Unix系統(tǒng)雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高端領(lǐng)域,但缺乏這一平臺上的研發(fā)與技術(shù)支持 人員,很多關(guān)鍵技術(shù)還依賴于國外,而MSWindows雖然已經(jīng)被廣泛接受,但它在穩(wěn)定性、安全性等方面還一直沒有達(dá)到相對嚴(yán)格的工業(yè)控制的要求。實(shí)踐表 明,Unix/Sparc、Unix/Alpha這樣的系統(tǒng)技術(shù)起點(diǎn)高,成本大,而MSWindows/PC又難以滿足工業(yè)控制的要求。同時(shí),Unix、 Windows操作系統(tǒng)依然完全依賴于國外,其核心并不公開,難以滿足發(fā)展中的電力信息系統(tǒng)安全的需要。為適應(yīng)這一要求,本文提出了采用Linux/PC 構(gòu)建通用平臺的設(shè)想和實(shí)現(xiàn)方案。
2 電力SCADA對系統(tǒng)平臺的要求
電力系統(tǒng)的發(fā)展直接導(dǎo)致變電站復(fù)雜程度的增高,而變電站的穩(wěn)定運(yùn)行又直接影響到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定,因此,作為變電站監(jiān)控的系統(tǒng) 平臺就很重要。我國自80年代以來,在500kV變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域,一直在努力改變?nèi)P引進(jìn)的局面,目前已經(jīng)開始擁有了自主研發(fā)的系統(tǒng)。但其計(jì)算機(jī)平 臺,由于穩(wěn)定性要求等因素,無論是其硬件還是其操作系統(tǒng),都還一直依賴于國外。
從歷史和現(xiàn)狀看,500 kV變電站對系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求主要還是在可靠性方面,就發(fā)展趨勢而言,在速度上的要求也在逐步提高。
根據(jù)現(xiàn)有變電站的實(shí)際情況和發(fā)展趨勢看,變電站綜合自動(dòng)化的后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)必須滿足的主要條件如下[1]:
?。?)平均故障間隔時(shí)間(MTBF)不小于2萬h,系統(tǒng)可用率不小于99.9%;
(2)主機(jī)正常負(fù)荷率宜低于30%,事故負(fù)荷率宜低于50%。
其它如電磁兼容、抗干擾等具體參數(shù)可參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)———兩種平臺
計(jì)算機(jī)發(fā)展的最重要標(biāo)志就是其架構(gòu)(Archi-tecture)與IC工藝的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)在商業(yè)領(lǐng)域的普及,為滿足各種應(yīng)用 的系統(tǒng)架構(gòu)不斷出現(xiàn),對通用的科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)而言,主要可分為精簡指令系統(tǒng)(RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)(CISC)兩種,前者屬高端領(lǐng)域,后者 則是PC的核心。由于設(shè)計(jì)的目的、應(yīng)用的領(lǐng)域不同,針對這兩種平臺設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)也各有千秋,下面對它們分別論述。
3.1 RISC系統(tǒng)與Unix
最初精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISC)的設(shè)計(jì)目的是滿足科學(xué)計(jì)算(軍方)的需要,具有穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),這個(gè)特點(diǎn)傳遞給了在這個(gè)平臺上開發(fā)的操作 系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。同時(shí),由于其定位在復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算,起點(diǎn)較高,也就比較昂貴。它不僅在高端的應(yīng)用(小型機(jī)到巨型機(jī))中成本非常高,即使是在低端的工作 站,價(jià)格也不菲。另一方面,由于體系結(jié)構(gòu)的原因,它往往要求其外圍設(shè)備(如基本輸入輸出設(shè)備)必須自己具備處理數(shù)據(jù)的能力,這樣才能使CPU集中精力處理 好必要的計(jì)算和調(diào)度任務(wù),這進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的成本,同時(shí),由于商業(yè)化發(fā)展,各公司的RISC系統(tǒng)并不兼容,配件也必須來自原廠,所以擴(kuò)展、維護(hù)成本也非 常高。
Unix系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)用來管理龐大的RISC系統(tǒng),由于其使用者都是專業(yè)人士,因此其使用、配置和開發(fā)都比較復(fù)雜,即使在XWindows出現(xiàn)后,由 于其一貫的作風(fēng),要想深入U(xiǎn)nix系統(tǒng),仍然具有較高的難度。另外,隨著Unix/RISC的商業(yè)化,各個(gè)廠商都推出了各自的版本,相互之間雖然遵循 POSIX標(biāo)準(zhǔn),但兼容性很差,再加上Unix/RISC系統(tǒng)昂貴的價(jià)格,進(jìn)一步提高了進(jìn)入該平臺的門檻。
3.2 復(fù)雜指令系統(tǒng)與Windows、Linux
Intelx86是CISC系統(tǒng)的代表,其最初的設(shè)計(jì)目的是為了滿足中小型公司及個(gè)人的需要,它追求超出浮點(diǎn)計(jì)算范疇的各種處理能力和速度 (如字處理、多媒體處理等),同時(shí)要降低成本,使之適合于普通家庭用戶。其體系結(jié)構(gòu)允許CPU承擔(dān)所有輸入輸出的處理工作。另一方面,它具有廣泛兼容的系 統(tǒng)總線接口,因此其擴(kuò)展非常方便。雖然這種系統(tǒng)最初定位很低,而且沒有太多考慮嚴(yán)格的工業(yè)與科學(xué)應(yīng)用要求。但隨著技術(shù)發(fā)展,IC制造工藝的不斷提高,以往 僅用于高端系統(tǒng)的RISC領(lǐng)域的技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于PC中,使得PC有了更多的層次,逐漸進(jìn)入高端工業(yè)控制與科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。
復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在處理器指令集中包涵了更多的便捷可用的指令,簡化了用戶程序的設(shè)計(jì)。其主流操作系統(tǒng)從最初的DOS發(fā)展到現(xiàn)在的 Win-dowsXP,采取的是一種傻瓜式路線,即降低計(jì)算機(jī)的使用難度,使非專業(yè)人士也能輕松使用。雖然在NT以后的版本中逐步提高了系統(tǒng)的安全性和可 靠性,但其圖形系統(tǒng)被規(guī)劃在內(nèi)核中,缺乏靈活性,系統(tǒng)性能等也大受影響。
90年代出現(xiàn)的Linux改變了Windows一統(tǒng)CISC軟件平臺的天下。Linux不僅繼承并發(fā)揚(yáng)了Unix優(yōu)點(diǎn),更多方采納了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的各 種技術(shù)。如內(nèi)核模塊動(dòng)態(tài)加載技術(shù)等。使得系統(tǒng)內(nèi)核可靈活配置。另一方面,由于其屬于免費(fèi)操作系統(tǒng),并且開放所有源代碼,使用者可以輕松獲得必要的資料,因 而Linux的志愿者也很多,結(jié)果不僅大大降低了其技術(shù)門檻,而且使系統(tǒng)越來越易于使用,這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用也因此迅速推廣開來。
3.3 兩種平臺在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
以上兩種系統(tǒng)架構(gòu)一直是計(jì)算機(jī)硬件的兩大主流,以它們?yōu)楹诵臉?gòu)成的不同硬件平臺,其外部總線、存儲設(shè)備及其它外部設(shè)備都有很大的區(qū)別,但隨著技術(shù)的發(fā)展又慢慢趨于一致,各種技術(shù)的揉和,使得PC不僅廉價(jià)、高效,而且具備了越來越高的可靠性。
在我國電力系統(tǒng)中,以往高電壓等級的SCADA都采用Unix/RISC系統(tǒng),應(yīng)用最為普及的是其代表Solaris/Sparc(通常使用它們的低 端工作站作為平臺,因此通稱為工作站)。而Windows/CISC系統(tǒng)(以Intelx86為代表,稱為Intel Architecture,即IA,也就是常說的PC),往往只作為輔助計(jì)算機(jī)。造成這種局面 并非完全是由于PC本身的原因,在我國工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 的工控機(jī)大多數(shù)也是Intel架構(gòu),主要原因是處理能力、存儲容量、可靠性等指標(biāo)之間沒有找到一個(gè)合適的結(jié)合點(diǎn)。
隨著Linux操作系統(tǒng)和PC硬件的不斷完善,現(xiàn)在我們有了另一種選擇,就是Linux/PC平臺。
4 新技術(shù)對PC的完善
將PC與工作站相比較,就硬件而言,PC主要還是在性能和穩(wěn)定可靠兩個(gè)方面存在不足。新技術(shù)的發(fā)展對此進(jìn)行了完善[2]。
雖然以Intel的x86芯片為核心的PC并不是為嚴(yán)格的工業(yè)控制設(shè)計(jì)的,但隨著設(shè)計(jì)與制造工藝的共同發(fā)展,使得它以及它的外圍器件都越來越成熟和穩(wěn) 定,而Linux操作系統(tǒng)的出現(xiàn),更是彌補(bǔ)了PC在高端應(yīng)用中的操作系統(tǒng)空白。這兩者的結(jié)合,加上近幾年來各種屬于小型機(jī)的高端技術(shù)在PC領(lǐng)域的應(yīng)用,使 我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)可滿足不斷發(fā)展的電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺要求的通用平臺。
在處理器的性能方面,以PentiumPRO為代表的IA32處理器的誕生標(biāo)志著PC服務(wù)器/工作站進(jìn)入市場,它支持對稱多處理器(SMP)技術(shù),在 一臺計(jì)算機(jī)內(nèi)用多個(gè)CPU構(gòu)成并行處理系統(tǒng)。1998年In-tel推出的PIIXeon處理器更是被業(yè)界所推崇。Xeon的設(shè)計(jì)目的是為了滿足企業(yè)級服 務(wù)器與工作站的需要,可應(yīng)用于嚴(yán)格要求的商業(yè)環(huán)境;它支持SMP,與同期的Pentium處理器比較,具有更多更快的二級緩存,從而具有更好的性能。隨著 多級流水線處理技術(shù)的采用,尤其是最近64位架構(gòu)的出現(xiàn)更突破了傳統(tǒng)IA的局限,大大提高了PC的性能。
在總線與接口方面,PC不斷擴(kuò)展其先進(jìn)的PCI總線,從32位到64位,從33MHz到66MHz,PCI總線性能不斷提高。為適應(yīng)嚴(yán)格要求的工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計(jì)的CompactPCI總線技術(shù)在提高PC工控機(jī)性能的同時(shí),更進(jìn)一步提高了PC系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在最重要的磁盤系統(tǒng)中,SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)在PC上的應(yīng)用大大提高了PC的數(shù)據(jù)吞吐能力,尤其是硬盤系統(tǒng)的可靠性(壽命);冗余磁盤陣(RAID)的引入更是大大刺激了PC在數(shù)據(jù)庫方面的應(yīng)用[3][4]。 冗余磁盤陣列本是高端服務(wù)器的專有技術(shù),但隨著該技術(shù)成本的降低,它開始被應(yīng)用于PC服務(wù)器領(lǐng)域。目前的主流RAID卡結(jié)合 SCSIUltra160/Ultra 3,采用基本的RAID1或RAID5能達(dá)到很好的性能和故障冗余效果,而低成本的IDERAID甚至Linux系統(tǒng)的軟件RAID技術(shù)至少在很大程度上 提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全可靠性。
網(wǎng)絡(luò)的性能與故障冗余在工業(yè)控制中也很重要,在高端服務(wù)器領(lǐng)域,已經(jīng)有了各種負(fù)荷均衡和自動(dòng)故障冗余措施。這些技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了PC中。以 Intel PRO100+Dual Port Server Adapter為例,它可以在32位PCI總線上提供Team工作模式,這是一種相對簡單的基于數(shù)據(jù)鏈路層的負(fù)荷均衡與故障冗余技術(shù)。但可以通過使用該技 術(shù),非常便捷地得到能夠滿足電力系統(tǒng)監(jiān)控后臺所需要的故障冗余功能,甚至可以利用多塊這樣的網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行負(fù)荷均衡,以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)性能的目的。
其它如雙電源技術(shù),都已經(jīng)非常成熟。隨著時(shí)代的進(jìn)步,越來越多的RISC系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到普通PC中,也使得CISC與RISC的差距慢慢縮小,從現(xiàn)有條件看,完全可以在PC平臺上,用最少的投資,構(gòu)成性能非常不錯(cuò)的系統(tǒng)。
5 Linux操作系統(tǒng)及其應(yīng)用
5.1 Linux的現(xiàn)狀與廣泛的支持
Linux從推出至今,不過短短10年時(shí)間,在這10年中,它的發(fā)展速度超過了以往任何一種操作系統(tǒng),經(jīng)過10年的發(fā)展,Linux不僅成熟起來,而且得到了非常廣泛的應(yīng)用。
Linux內(nèi)核的發(fā)展一直掌握在Linus所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)開放小組的統(tǒng)一控制下,這既保證了Linux的穩(wěn)定發(fā)展,也使得各種好的建議能納入新版本的計(jì)劃中。
隨著商機(jī)的出現(xiàn),Oracle、IBM、DELL等大型廠商也正式對外宣稱支持Linux,Oracle推出了其著名數(shù)據(jù)庫Oracle的Linux版本,IBM更是斥資10億美元,放棄其AIX系統(tǒng)的繼續(xù)研發(fā),轉(zhuǎn)而在其所有硬件平臺上采用Linux。
現(xiàn)有被廣泛使用的Linux發(fā)行版主要包括我國的RedFlag(紅旗,已經(jīng)成功應(yīng)用于銀行———中國農(nóng)行、嵌入式系統(tǒng)———福利彩票系統(tǒng)、政府機(jī)構(gòu) 以及陜西電力等),北美的RedHat(紅帽子,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),如電影特效處理等),歐洲的SuSe(德國)等,這些發(fā)行版都依據(jù)Linux 內(nèi)核以及桌面系統(tǒng)版本的更新而不斷推出新的版本,每個(gè)系統(tǒng)的國際性支持都在不斷提高,目前發(fā)行版都可以很好地支持中文輸入與顯示。
在外圍硬件的支持方面,雖然PC的各種配件很多,供應(yīng)商也非常多,甚至比較雜亂,但都有PC 兼容的標(biāo)準(zhǔn),隨著Linux的推廣普及,各種常用配件、甚至工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)配件,也都有了Linux版本的驅(qū)動(dòng),這個(gè)范圍還正在進(jìn)一步擴(kuò)大。
5.2 Linux的特色
Linux在PC平臺上出色的性能表現(xiàn)是眾多用戶選用Linux作為他們的商業(yè)服務(wù)器的主要原因之一,與Windows相比,在多任務(wù)、多用戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,Linux的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Windows[5],這是Linux先進(jìn)的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理以及高性能的文件系統(tǒng)所決定的[6]。
Linux實(shí)際上是從Unix發(fā)展過來的,應(yīng)該說是Unix的一種變體。Linux繼承了Unix穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)(通過系統(tǒng)機(jī)制來保證),正因?yàn)槿?此,威脅Win-dows系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全的各種病毒在Linux下就幾乎不存在。而且,現(xiàn)在每個(gè)Linux發(fā)行套件中都包涵功能強(qiáng)大的防火墻,可以很好地 限制來自網(wǎng)絡(luò)的各種訪問,有效地提高了系統(tǒng)的安全性。
Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核統(tǒng)一,在可移植性方面Linux目前的主流硬件平臺還是PC,但這并不意味著它不能在其它平臺上使用,最新的Linux 2.4.x內(nèi)核支持包括IA32/IA64/SPARC/ALPHA,甚至幾乎所有大型機(jī)、巨型機(jī)系統(tǒng)硬件平臺。
由于采用現(xiàn)代內(nèi)核機(jī)制,Linux的內(nèi)核具有模塊可加載特性,這意味著用戶在不修改內(nèi)核源程序的情況下就可以根據(jù)實(shí)際需要定制內(nèi)核中功能部分,使得系 統(tǒng)更專業(yè),具有更高的效率。與Windows和傳統(tǒng)的Unix相比,這個(gè)特點(diǎn)非常突出。Linux系統(tǒng)也正是基于這一系統(tǒng)架構(gòu),非常完美地實(shí)現(xiàn)了多硬件平 臺、SMP等特性,使得內(nèi)核的系統(tǒng)性非常強(qiáng),移植也很方便。
新的Linux 2.4內(nèi)核版本開始支持日志文件系統(tǒng),這種文件系統(tǒng)與傳統(tǒng)的FAT、NTFS文件系統(tǒng)比較,關(guān)鍵在于對整個(gè)文件實(shí)現(xiàn)日志管理,不僅能提高了訪問大量小文件 時(shí)的效率,而且在文件系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),也能夠自動(dòng)快速恢復(fù),這一方面降低了維護(hù)難度,另一方面增加了文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可靠性。
Linux最具特色的地方是Open Source,Linux從內(nèi)核到每一個(gè)發(fā)行版都包涵幾乎所有應(yīng)用程序,都是在GPL原則下開放源碼的,這樣,用戶不僅能修改源碼達(dá)到定制系統(tǒng)的目的,而 且也能在GPL原則下,重用所有的代碼,來實(shí)現(xiàn)自己的功能。Linux的源碼庫是一個(gè)寶貴的資源,它不僅為我們提供了學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的最好環(huán)境,而且也為我 們編制自己的應(yīng)用程序提供了寶貴的源代碼資源和系統(tǒng)思想。另外,Linux下的程序設(shè)計(jì)語言及平臺非常豐富。值得一提的是Delphi和 C++Builder兩大開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)商Borland公司最近推出的Kylix 3.0,它不僅提供了Linux平臺下類似Delphi的軟件開發(fā)環(huán)境,甚至提供了與Delphi兼容的源代碼,這樣一來,我們在 Delphi@Windows下開發(fā)的軟件,就能很容易地通過Kylix移植到Linux平臺上運(yùn)行[7]。
5.3 Linux在商業(yè)與軍工各方面的廣泛應(yīng)用
Linux的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,著名電影TA-TANIC中的幾乎所有電腦特技,后期影片處理都是在Linux系統(tǒng)下完成的。目前全世界 的Web服務(wù)器有超過60%采用Linux+Apache構(gòu)建,很多商業(yè)數(shù)據(jù)庫也采用Linux作為系統(tǒng)平臺。實(shí)踐表明,在重負(fù)荷、大訪問量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 上,采用Windows/服務(wù)器不能達(dá)到要求,而使用Linux/服務(wù)器或Linux/PC-Cluster就能解決這一問題[8]。
Linux在工業(yè)控制領(lǐng)域乃至軍用方面也已經(jīng)越來越廣泛。例如歐洲的AutomationX工業(yè)控制軟件就是基于Linux平臺的 (www.mnrcan.com)。我國電力系統(tǒng)對Linux也有嘗試性的使用。而嵌入式Linux更是被廣泛應(yīng)用于各種場合,例如PDA、彩票機(jī)、甚至 照相機(jī)中[9][10]。
6 利用Linux/PC構(gòu)建電力SCADA通用平臺的實(shí)現(xiàn)方案
按照電力系統(tǒng)的要求,采用現(xiàn)有的技術(shù)條件,完全可以配置一系列性能價(jià)格比比較高的、符合電力系統(tǒng)各級別需要的系統(tǒng)平臺,下面給出了一種可能的實(shí)現(xiàn)方案。
硬件:PC工控機(jī)或PC服務(wù)器,可選配置有對稱多處理器(SMP,雙處理器或4處理器)、冗余磁盤陣列(RAID,基于SCSI或IDE硬盤)、自動(dòng)故障冗余雙口網(wǎng)卡(AFTNIC),以及雙機(jī)冗余配置。
軟件系統(tǒng):Linux(RedHat 7.x或SuSe 7.x~8.x或者RedFlag 3.x)操作系統(tǒng);基于XWindows的圖形窗口系統(tǒng)(XFree86+OpenMotif桌面管理);MySQL或Oracle數(shù)據(jù)庫;gcc、 gtk、qt等c/c++開發(fā)環(huán)境、接口庫;kdevelop、kylix等集成開發(fā)環(huán)境;IPv4以及IPv6網(wǎng)絡(luò)支持;UnixODBC可支持通過 ODBC訪問外部微軟ODBC引擎驅(qū)動(dòng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),如SQLServer等。
對于110kV及以下變電站后臺監(jiān)控,可以采用簡單PC工控機(jī),開放源碼的高性能MySQL數(shù)據(jù)庫,配合Linux強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,可以方便快捷地構(gòu)建一個(gè)開發(fā)平臺。
對于220kV變電站后臺監(jiān)控,可采用SMP雙處理器系統(tǒng),沿用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信,提高系統(tǒng)處理大量IO數(shù)據(jù)的能力。對穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)安全性要求 較高的變電站,可在單機(jī)中采用IDERAID,并進(jìn)行雙機(jī)冗余配置。數(shù)據(jù)庫可采用MySQL或商業(yè)數(shù)據(jù)庫如Oracle等。
對于重要的220kV變電站或500kV樞紐變電站,可以對單機(jī)采用SCSIRAID、雙網(wǎng)冗余、雙電源冗余技術(shù),并采用雙機(jī)冗余配置。數(shù)據(jù)可采用商用Oracle數(shù)據(jù)庫或Sybase、DB2等數(shù)據(jù)庫。這樣便能使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到非常高的安全穩(wěn)定可靠水平。
7 結(jié)語
隨著技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟硬件平臺也出現(xiàn)了統(tǒng)一的趨勢,事實(shí)上,我們今天看到的PC和與之對應(yīng)的微型機(jī)、小型機(jī)等都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了 其最初的定義;各種技術(shù)的揉和更使得它們在速度、穩(wěn)定性等各個(gè)方面都越來越接近,PC也開始在很多服務(wù)領(lǐng)域取代了以往的高端服務(wù)器;而落后于硬件發(fā)展的操 作系統(tǒng)在三大實(shí)力分割天下的局面形成之后(MSWINDOWS、UNIX、LINUX),又在版權(quán)、持續(xù)研發(fā)費(fèi)用、以及操作系統(tǒng)本身適應(yīng)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的技 術(shù)特性等因素的作用下,也開始出現(xiàn)兩極分化的大趨勢,即逐步淘汰Unix,繼而用Linux取而代之,IBM、Oracle以及HP等大型廠商的支持就是 最好的證明。就現(xiàn)在而言,雖然Linux/PC平臺依然具有其難以克服的弱點(diǎn)(除內(nèi)核外的很多軟件穩(wěn)定性較差,尤其是免費(fèi)的X桌面管理系統(tǒng),中文支持還不 夠理想等),但采用Linux/PC構(gòu)建電力SCADA系統(tǒng)通用平臺,無論從技術(shù)性、安全性、實(shí)用性上看,還是從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,都不失為一個(gè)好的選擇。 參考文獻(xiàn)
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隨著信息技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對各種監(jiān)控系統(tǒng)尤其是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的要求也越來越高。這意味著在數(shù)據(jù)采 集、數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)處理、存儲等方面都將面臨新的挑戰(zhàn)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,Sun Sparc、HPAlpha等高端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的價(jià)格依然不菲,而從性能上來說,類似Sun Ultra系列的工作站和低端服務(wù)器的性能卻并不十分優(yōu)越。另一方面,商用的Unix系統(tǒng)雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高端領(lǐng)域,但缺乏這一平臺上的研發(fā)與技術(shù)支持 人員,很多關(guān)鍵技術(shù)還依賴于國外,而MSWindows雖然已經(jīng)被廣泛接受,但它在穩(wěn)定性、安全性等方面還一直沒有達(dá)到相對嚴(yán)格的工業(yè)控制的要求。實(shí)踐表 明,Unix/Sparc、Unix/Alpha這樣的系統(tǒng)技術(shù)起點(diǎn)高,成本大,而MSWindows/PC又難以滿足工業(yè)控制的要求。同時(shí),Unix、 Windows操作系統(tǒng)依然完全依賴于國外,其核心并不公開,難以滿足發(fā)展中的電力信息系統(tǒng)安全的需要。為適應(yīng)這一要求,本文提出了采用Linux/PC 構(gòu)建通用平臺的設(shè)想和實(shí)現(xiàn)方案。
2 電力SCADA對系統(tǒng)平臺的要求
電力系統(tǒng)的發(fā)展直接導(dǎo)致變電站復(fù)雜程度的增高,而變電站的穩(wěn)定運(yùn)行又直接影響到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定,因此,作為變電站監(jiān)控的系統(tǒng) 平臺就很重要。我國自80年代以來,在500kV變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域,一直在努力改變?nèi)P引進(jìn)的局面,目前已經(jīng)開始擁有了自主研發(fā)的系統(tǒng)。但其計(jì)算機(jī)平 臺,由于穩(wěn)定性要求等因素,無論是其硬件還是其操作系統(tǒng),都還一直依賴于國外。
從歷史和現(xiàn)狀看,500 kV變電站對系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求主要還是在可靠性方面,就發(fā)展趨勢而言,在速度上的要求也在逐步提高。
根據(jù)現(xiàn)有變電站的實(shí)際情況和發(fā)展趨勢看,變電站綜合自動(dòng)化的后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)必須滿足的主要條件如下[1]:
?。?)平均故障間隔時(shí)間(MTBF)不小于2萬h,系統(tǒng)可用率不小于99.9%;
(2)主機(jī)正常負(fù)荷率宜低于30%,事故負(fù)荷率宜低于50%。
其它如電磁兼容、抗干擾等具體參數(shù)可參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)———兩種平臺
計(jì)算機(jī)發(fā)展的最重要標(biāo)志就是其架構(gòu)(Archi-tecture)與IC工藝的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)在商業(yè)領(lǐng)域的普及,為滿足各種應(yīng)用 的系統(tǒng)架構(gòu)不斷出現(xiàn),對通用的科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)而言,主要可分為精簡指令系統(tǒng)(RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)(CISC)兩種,前者屬高端領(lǐng)域,后者 則是PC的核心。由于設(shè)計(jì)的目的、應(yīng)用的領(lǐng)域不同,針對這兩種平臺設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)也各有千秋,下面對它們分別論述。
3.1 RISC系統(tǒng)與Unix
最初精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISC)的設(shè)計(jì)目的是滿足科學(xué)計(jì)算(軍方)的需要,具有穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),這個(gè)特點(diǎn)傳遞給了在這個(gè)平臺上開發(fā)的操作 系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。同時(shí),由于其定位在復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算,起點(diǎn)較高,也就比較昂貴。它不僅在高端的應(yīng)用(小型機(jī)到巨型機(jī))中成本非常高,即使是在低端的工作 站,價(jià)格也不菲。另一方面,由于體系結(jié)構(gòu)的原因,它往往要求其外圍設(shè)備(如基本輸入輸出設(shè)備)必須自己具備處理數(shù)據(jù)的能力,這樣才能使CPU集中精力處理 好必要的計(jì)算和調(diào)度任務(wù),這進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的成本,同時(shí),由于商業(yè)化發(fā)展,各公司的RISC系統(tǒng)并不兼容,配件也必須來自原廠,所以擴(kuò)展、維護(hù)成本也非 常高。
Unix系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)用來管理龐大的RISC系統(tǒng),由于其使用者都是專業(yè)人士,因此其使用、配置和開發(fā)都比較復(fù)雜,即使在XWindows出現(xiàn)后,由 于其一貫的作風(fēng),要想深入U(xiǎn)nix系統(tǒng),仍然具有較高的難度。另外,隨著Unix/RISC的商業(yè)化,各個(gè)廠商都推出了各自的版本,相互之間雖然遵循 POSIX標(biāo)準(zhǔn),但兼容性很差,再加上Unix/RISC系統(tǒng)昂貴的價(jià)格,進(jìn)一步提高了進(jìn)入該平臺的門檻。
3.2 復(fù)雜指令系統(tǒng)與Windows、Linux
Intelx86是CISC系統(tǒng)的代表,其最初的設(shè)計(jì)目的是為了滿足中小型公司及個(gè)人的需要,它追求超出浮點(diǎn)計(jì)算范疇的各種處理能力和速度 (如字處理、多媒體處理等),同時(shí)要降低成本,使之適合于普通家庭用戶。其體系結(jié)構(gòu)允許CPU承擔(dān)所有輸入輸出的處理工作。另一方面,它具有廣泛兼容的系 統(tǒng)總線接口,因此其擴(kuò)展非常方便。雖然這種系統(tǒng)最初定位很低,而且沒有太多考慮嚴(yán)格的工業(yè)與科學(xué)應(yīng)用要求。但隨著技術(shù)發(fā)展,IC制造工藝的不斷提高,以往 僅用于高端系統(tǒng)的RISC領(lǐng)域的技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于PC中,使得PC有了更多的層次,逐漸進(jìn)入高端工業(yè)控制與科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。
復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在處理器指令集中包涵了更多的便捷可用的指令,簡化了用戶程序的設(shè)計(jì)。其主流操作系統(tǒng)從最初的DOS發(fā)展到現(xiàn)在的 Win-dowsXP,采取的是一種傻瓜式路線,即降低計(jì)算機(jī)的使用難度,使非專業(yè)人士也能輕松使用。雖然在NT以后的版本中逐步提高了系統(tǒng)的安全性和可 靠性,但其圖形系統(tǒng)被規(guī)劃在內(nèi)核中,缺乏靈活性,系統(tǒng)性能等也大受影響。
90年代出現(xiàn)的Linux改變了Windows一統(tǒng)CISC軟件平臺的天下。Linux不僅繼承并發(fā)揚(yáng)了Unix優(yōu)點(diǎn),更多方采納了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的各 種技術(shù)。如內(nèi)核模塊動(dòng)態(tài)加載技術(shù)等。使得系統(tǒng)內(nèi)核可靈活配置。另一方面,由于其屬于免費(fèi)操作系統(tǒng),并且開放所有源代碼,使用者可以輕松獲得必要的資料,因 而Linux的志愿者也很多,結(jié)果不僅大大降低了其技術(shù)門檻,而且使系統(tǒng)越來越易于使用,這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用也因此迅速推廣開來。
3.3 兩種平臺在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
以上兩種系統(tǒng)架構(gòu)一直是計(jì)算機(jī)硬件的兩大主流,以它們?yōu)楹诵臉?gòu)成的不同硬件平臺,其外部總線、存儲設(shè)備及其它外部設(shè)備都有很大的區(qū)別,但隨著技術(shù)的發(fā)展又慢慢趨于一致,各種技術(shù)的揉和,使得PC不僅廉價(jià)、高效,而且具備了越來越高的可靠性。
在我國電力系統(tǒng)中,以往高電壓等級的SCADA都采用Unix/RISC系統(tǒng),應(yīng)用最為普及的是其代表Solaris/Sparc(通常使用它們的低 端工作站作為平臺,因此通稱為工作站)。而Windows/CISC系統(tǒng)(以Intelx86為代表,稱為Intel Architecture,即IA,也就是常說的PC),往往只作為輔助計(jì)算機(jī)。造成這種局面 并非完全是由于PC本身的原因,在我國工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 的工控機(jī)大多數(shù)也是Intel架構(gòu),主要原因是處理能力、存儲容量、可靠性等指標(biāo)之間沒有找到一個(gè)合適的結(jié)合點(diǎn)。
隨著Linux操作系統(tǒng)和PC硬件的不斷完善,現(xiàn)在我們有了另一種選擇,就是Linux/PC平臺。
4 新技術(shù)對PC的完善
將PC與工作站相比較,就硬件而言,PC主要還是在性能和穩(wěn)定可靠兩個(gè)方面存在不足。新技術(shù)的發(fā)展對此進(jìn)行了完善[2]。
雖然以Intel的x86芯片為核心的PC并不是為嚴(yán)格的工業(yè)控制設(shè)計(jì)的,但隨著設(shè)計(jì)與制造工藝的共同發(fā)展,使得它以及它的外圍器件都越來越成熟和穩(wěn) 定,而Linux操作系統(tǒng)的出現(xiàn),更是彌補(bǔ)了PC在高端應(yīng)用中的操作系統(tǒng)空白。這兩者的結(jié)合,加上近幾年來各種屬于小型機(jī)的高端技術(shù)在PC領(lǐng)域的應(yīng)用,使 我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)可滿足不斷發(fā)展的電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺要求的通用平臺。
在處理器的性能方面,以PentiumPRO為代表的IA32處理器的誕生標(biāo)志著PC服務(wù)器/工作站進(jìn)入市場,它支持對稱多處理器(SMP)技術(shù),在 一臺計(jì)算機(jī)內(nèi)用多個(gè)CPU構(gòu)成并行處理系統(tǒng)。1998年In-tel推出的PIIXeon處理器更是被業(yè)界所推崇。Xeon的設(shè)計(jì)目的是為了滿足企業(yè)級服 務(wù)器與工作站的需要,可應(yīng)用于嚴(yán)格要求的商業(yè)環(huán)境;它支持SMP,與同期的Pentium處理器比較,具有更多更快的二級緩存,從而具有更好的性能。隨著 多級流水線處理技術(shù)的采用,尤其是最近64位架構(gòu)的出現(xiàn)更突破了傳統(tǒng)IA的局限,大大提高了PC的性能。
在總線與接口方面,PC不斷擴(kuò)展其先進(jìn)的PCI總線,從32位到64位,從33MHz到66MHz,PCI總線性能不斷提高。為適應(yīng)嚴(yán)格要求的工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計(jì)的CompactPCI總線技術(shù)在提高PC工控機(jī)性能的同時(shí),更進(jìn)一步提高了PC系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在最重要的磁盤系統(tǒng)中,SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)在PC上的應(yīng)用大大提高了PC的數(shù)據(jù)吞吐能力,尤其是硬盤系統(tǒng)的可靠性(壽命);冗余磁盤陣(RAID)的引入更是大大刺激了PC在數(shù)據(jù)庫方面的應(yīng)用[3][4]。 冗余磁盤陣列本是高端服務(wù)器的專有技術(shù),但隨著該技術(shù)成本的降低,它開始被應(yīng)用于PC服務(wù)器領(lǐng)域。目前的主流RAID卡結(jié)合 SCSIUltra160/Ultra 3,采用基本的RAID1或RAID5能達(dá)到很好的性能和故障冗余效果,而低成本的IDERAID甚至Linux系統(tǒng)的軟件RAID技術(shù)至少在很大程度上 提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全可靠性。
網(wǎng)絡(luò)的性能與故障冗余在工業(yè)控制中也很重要,在高端服務(wù)器領(lǐng)域,已經(jīng)有了各種負(fù)荷均衡和自動(dòng)故障冗余措施。這些技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了PC中。以 Intel PRO100+Dual Port Server Adapter為例,它可以在32位PCI總線上提供Team工作模式,這是一種相對簡單的基于數(shù)據(jù)鏈路層的負(fù)荷均衡與故障冗余技術(shù)。但可以通過使用該技 術(shù),非常便捷地得到能夠滿足電力系統(tǒng)監(jiān)控后臺所需要的故障冗余功能,甚至可以利用多塊這樣的網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行負(fù)荷均衡,以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)性能的目的。
其它如雙電源技術(shù),都已經(jīng)非常成熟。隨著時(shí)代的進(jìn)步,越來越多的RISC系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到普通PC中,也使得CISC與RISC的差距慢慢縮小,從現(xiàn)有條件看,完全可以在PC平臺上,用最少的投資,構(gòu)成性能非常不錯(cuò)的系統(tǒng)。
5 Linux操作系統(tǒng)及其應(yīng)用
5.1 Linux的現(xiàn)狀與廣泛的支持
Linux從推出至今,不過短短10年時(shí)間,在這10年中,它的發(fā)展速度超過了以往任何一種操作系統(tǒng),經(jīng)過10年的發(fā)展,Linux不僅成熟起來,而且得到了非常廣泛的應(yīng)用。
Linux內(nèi)核的發(fā)展一直掌握在Linus所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)開放小組的統(tǒng)一控制下,這既保證了Linux的穩(wěn)定發(fā)展,也使得各種好的建議能納入新版本的計(jì)劃中。
隨著商機(jī)的出現(xiàn),Oracle、IBM、DELL等大型廠商也正式對外宣稱支持Linux,Oracle推出了其著名數(shù)據(jù)庫Oracle的Linux版本,IBM更是斥資10億美元,放棄其AIX系統(tǒng)的繼續(xù)研發(fā),轉(zhuǎn)而在其所有硬件平臺上采用Linux。
現(xiàn)有被廣泛使用的Linux發(fā)行版主要包括我國的RedFlag(紅旗,已經(jīng)成功應(yīng)用于銀行———中國農(nóng)行、嵌入式系統(tǒng)———福利彩票系統(tǒng)、政府機(jī)構(gòu) 以及陜西電力等),北美的RedHat(紅帽子,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),如電影特效處理等),歐洲的SuSe(德國)等,這些發(fā)行版都依據(jù)Linux 內(nèi)核以及桌面系統(tǒng)版本的更新而不斷推出新的版本,每個(gè)系統(tǒng)的國際性支持都在不斷提高,目前發(fā)行版都可以很好地支持中文輸入與顯示。
在外圍硬件的支持方面,雖然PC的各種配件很多,供應(yīng)商也非常多,甚至比較雜亂,但都有PC 兼容的標(biāo)準(zhǔn),隨著Linux的推廣普及,各種常用配件、甚至工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)配件,也都有了Linux版本的驅(qū)動(dòng),這個(gè)范圍還正在進(jìn)一步擴(kuò)大。
5.2 Linux的特色
Linux在PC平臺上出色的性能表現(xiàn)是眾多用戶選用Linux作為他們的商業(yè)服務(wù)器的主要原因之一,與Windows相比,在多任務(wù)、多用戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,Linux的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Windows[5],這是Linux先進(jìn)的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理以及高性能的文件系統(tǒng)所決定的[6]。
Linux實(shí)際上是從Unix發(fā)展過來的,應(yīng)該說是Unix的一種變體。Linux繼承了Unix穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)(通過系統(tǒng)機(jī)制來保證),正因?yàn)槿?此,威脅Win-dows系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全的各種病毒在Linux下就幾乎不存在。而且,現(xiàn)在每個(gè)Linux發(fā)行套件中都包涵功能強(qiáng)大的防火墻,可以很好地 限制來自網(wǎng)絡(luò)的各種訪問,有效地提高了系統(tǒng)的安全性。
Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核統(tǒng)一,在可移植性方面Linux目前的主流硬件平臺還是PC,但這并不意味著它不能在其它平臺上使用,最新的Linux 2.4.x內(nèi)核支持包括IA32/IA64/SPARC/ALPHA,甚至幾乎所有大型機(jī)、巨型機(jī)系統(tǒng)硬件平臺。
由于采用現(xiàn)代內(nèi)核機(jī)制,Linux的內(nèi)核具有模塊可加載特性,這意味著用戶在不修改內(nèi)核源程序的情況下就可以根據(jù)實(shí)際需要定制內(nèi)核中功能部分,使得系 統(tǒng)更專業(yè),具有更高的效率。與Windows和傳統(tǒng)的Unix相比,這個(gè)特點(diǎn)非常突出。Linux系統(tǒng)也正是基于這一系統(tǒng)架構(gòu),非常完美地實(shí)現(xiàn)了多硬件平 臺、SMP等特性,使得內(nèi)核的系統(tǒng)性非常強(qiáng),移植也很方便。
新的Linux 2.4內(nèi)核版本開始支持日志文件系統(tǒng),這種文件系統(tǒng)與傳統(tǒng)的FAT、NTFS文件系統(tǒng)比較,關(guān)鍵在于對整個(gè)文件實(shí)現(xiàn)日志管理,不僅能提高了訪問大量小文件 時(shí)的效率,而且在文件系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),也能夠自動(dòng)快速恢復(fù),這一方面降低了維護(hù)難度,另一方面增加了文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可靠性。
Linux最具特色的地方是Open Source,Linux從內(nèi)核到每一個(gè)發(fā)行版都包涵幾乎所有應(yīng)用程序,都是在GPL原則下開放源碼的,這樣,用戶不僅能修改源碼達(dá)到定制系統(tǒng)的目的,而 且也能在GPL原則下,重用所有的代碼,來實(shí)現(xiàn)自己的功能。Linux的源碼庫是一個(gè)寶貴的資源,它不僅為我們提供了學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的最好環(huán)境,而且也為我 們編制自己的應(yīng)用程序提供了寶貴的源代碼資源和系統(tǒng)思想。另外,Linux下的程序設(shè)計(jì)語言及平臺非常豐富。值得一提的是Delphi和 C++Builder兩大開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)商Borland公司最近推出的Kylix 3.0,它不僅提供了Linux平臺下類似Delphi的軟件開發(fā)環(huán)境,甚至提供了與Delphi兼容的源代碼,這樣一來,我們在 Delphi@Windows下開發(fā)的軟件,就能很容易地通過Kylix移植到Linux平臺上運(yùn)行[7]。
5.3 Linux在商業(yè)與軍工各方面的廣泛應(yīng)用
Linux的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,著名電影TA-TANIC中的幾乎所有電腦特技,后期影片處理都是在Linux系統(tǒng)下完成的。目前全世界 的Web服務(wù)器有超過60%采用Linux+Apache構(gòu)建,很多商業(yè)數(shù)據(jù)庫也采用Linux作為系統(tǒng)平臺。實(shí)踐表明,在重負(fù)荷、大訪問量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 上,采用Windows/服務(wù)器不能達(dá)到要求,而使用Linux/服務(wù)器或Linux/PC-Cluster就能解決這一問題[8]。
Linux在工業(yè)控制領(lǐng)域乃至軍用方面也已經(jīng)越來越廣泛。例如歐洲的AutomationX工業(yè)控制軟件就是基于Linux平臺的 (www.mnrcan.com)。我國電力系統(tǒng)對Linux也有嘗試性的使用。而嵌入式Linux更是被廣泛應(yīng)用于各種場合,例如PDA、彩票機(jī)、甚至 照相機(jī)中[9][10]。
6 利用Linux/PC構(gòu)建電力SCADA通用平臺的實(shí)現(xiàn)方案
按照電力系統(tǒng)的要求,采用現(xiàn)有的技術(shù)條件,完全可以配置一系列性能價(jià)格比比較高的、符合電力系統(tǒng)各級別需要的系統(tǒng)平臺,下面給出了一種可能的實(shí)現(xiàn)方案。
硬件:PC工控機(jī)或PC服務(wù)器,可選配置有對稱多處理器(SMP,雙處理器或4處理器)、冗余磁盤陣列(RAID,基于SCSI或IDE硬盤)、自動(dòng)故障冗余雙口網(wǎng)卡(AFTNIC),以及雙機(jī)冗余配置。
軟件系統(tǒng):Linux(RedHat 7.x或SuSe 7.x~8.x或者RedFlag 3.x)操作系統(tǒng);基于XWindows的圖形窗口系統(tǒng)(XFree86+OpenMotif桌面管理);MySQL或Oracle數(shù)據(jù)庫;gcc、 gtk、qt等c/c++開發(fā)環(huán)境、接口庫;kdevelop、kylix等集成開發(fā)環(huán)境;IPv4以及IPv6網(wǎng)絡(luò)支持;UnixODBC可支持通過 ODBC訪問外部微軟ODBC引擎驅(qū)動(dòng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),如SQLServer等。
對于110kV及以下變電站后臺監(jiān)控,可以采用簡單PC工控機(jī),開放源碼的高性能MySQL數(shù)據(jù)庫,配合Linux強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,可以方便快捷地構(gòu)建一個(gè)開發(fā)平臺。
對于220kV變電站后臺監(jiān)控,可采用SMP雙處理器系統(tǒng),沿用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信,提高系統(tǒng)處理大量IO數(shù)據(jù)的能力。對穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)安全性要求 較高的變電站,可在單機(jī)中采用IDERAID,并進(jìn)行雙機(jī)冗余配置。數(shù)據(jù)庫可采用MySQL或商業(yè)數(shù)據(jù)庫如Oracle等。
對于重要的220kV變電站或500kV樞紐變電站,可以對單機(jī)采用SCSIRAID、雙網(wǎng)冗余、雙電源冗余技術(shù),并采用雙機(jī)冗余配置。數(shù)據(jù)可采用商用Oracle數(shù)據(jù)庫或Sybase、DB2等數(shù)據(jù)庫。這樣便能使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到非常高的安全穩(wěn)定可靠水平。
7 結(jié)語
隨著技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟硬件平臺也出現(xiàn)了統(tǒng)一的趨勢,事實(shí)上,我們今天看到的PC和與之對應(yīng)的微型機(jī)、小型機(jī)等都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了 其最初的定義;各種技術(shù)的揉和更使得它們在速度、穩(wěn)定性等各個(gè)方面都越來越接近,PC也開始在很多服務(wù)領(lǐng)域取代了以往的高端服務(wù)器;而落后于硬件發(fā)展的操 作系統(tǒng)在三大實(shí)力分割天下的局面形成之后(MSWINDOWS、UNIX、LINUX),又在版權(quán)、持續(xù)研發(fā)費(fèi)用、以及操作系統(tǒng)本身適應(yīng)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的技 術(shù)特性等因素的作用下,也開始出現(xiàn)兩極分化的大趨勢,即逐步淘汰Unix,繼而用Linux取而代之,IBM、Oracle以及HP等大型廠商的支持就是 最好的證明。就現(xiàn)在而言,雖然Linux/PC平臺依然具有其難以克服的弱點(diǎn)(除內(nèi)核外的很多軟件穩(wěn)定性較差,尤其是免費(fèi)的X桌面管理系統(tǒng),中文支持還不 夠理想等),但采用Linux/PC構(gòu)建電力SCADA系統(tǒng)通用平臺,無論從技術(shù)性、安全性、實(shí)用性上看,還是從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,都不失為一個(gè)好的選擇。 參考文獻(xiàn)
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