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1技術(shù)性能需求分析

調(diào)控員也不能長時(shí)間坐在座位上，需要定期站起活動(dòng)，同時(shí)還不能失去對(duì)電網(wǎng)監(jiān)盤責(zé)任區(qū)內(nèi)異常信號(hào)的即時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。因此本項(xiàng)目需要研發(fā)的產(chǎn)品應(yīng)該滿足:不占用桌面空間;在桌面上不增加線纜;能夠通過多組彩色LED燈進(jìn)行報(bào)警信息的分類顯示功能且亮度適宜被長時(shí)間監(jiān)視。針對(duì)各責(zé)任區(qū)報(bào)警音響互相影響的問題可以通過藍(lán)牙音響適配器和藍(lán)牙耳機(jī)進(jìn)行解決，當(dāng)藍(lán)牙耳機(jī)沒電時(shí)可以將藍(lán)牙音響適配器拔下恢復(fù)音箱報(bào)警輸出來保證電網(wǎng)監(jiān)控的音響報(bào)警不間斷。

2裝置研發(fā)

串口雙閃LED指示燈裝置可貼于調(diào)控員工作站顯示器上邊緣的醒目位置，在50m范圍內(nèi)能夠被明顯看到，LED采用小功率貼片封裝，通過選配限流電阻調(diào)節(jié)合適亮度滿足長時(shí)間被監(jiān)視(類似閃存上的指示燈)。藍(lán)牙音響適配器和藍(lán)牙耳機(jī)采用市場(chǎng)上出售的產(chǎn)品即可。電路原理圖設(shè)計(jì)USB是通用串行總線(UniversalSerialBus)的英文縮寫，它支持即插即用和熱插拔功能，通信速率較高并能向外設(shè)提供+5V的直流電源，幾乎成為各類智能電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)的必備接口。本裝置的USB轉(zhuǎn)串口芯片采用FT232RL，設(shè)計(jì)中將串口數(shù)據(jù)發(fā)送(TXD)1腳與數(shù)據(jù)接收(RXD)2腳直接相連，這樣當(dāng)接收到監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)報(bào)警庫偵聽與分類告警輸出程序傳來的數(shù)據(jù)時(shí)，連接于發(fā)送監(jiān)視CBUS0(23腳)、接收監(jiān)視CBUS1(22腳)的2個(gè)LED燈(D1和D2)將被點(diǎn)亮，D1和D2配置為相同顏色。FT232RL芯片及LED燈均通過USB供電，連接到調(diào)控員工作站后將被自動(dòng)識(shí)別為串口設(shè)備，調(diào)控員工作站需要安裝Z－TEKFT232RUSBUART驅(qū)動(dòng)(網(wǎng)上可免費(fèi)下載)，通過“設(shè)備管理”可查看和修改串口的端口號(hào)(見圖1)。圖中R1、R2為LED燈的限流電阻，電阻R3、電容C1、C2、C3、C4組成了電源及數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)臑V波電路。裝置的制作根據(jù)原理圖進(jìn)行PCB制板和電子元器件焊接，得到裝置的實(shí)物如圖2所示。本裝置已獲得國家實(shí)用新型專利“USB串口LED雙閃報(bào)警器”，專利號(hào)為201220487486.2。該裝置將由在調(diào)控員工作站上運(yùn)行的實(shí)時(shí)報(bào)庫偵聽與分類告警輸出程序驅(qū)動(dòng)。

3實(shí)時(shí)報(bào)警庫偵聽與分類

與調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫接口方案目前大多數(shù)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)報(bào)警記錄均存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，會(huì)超過0.5s，實(shí)測(cè)方法采取程序100ms周期掃描查詢(優(yōu)化的SQL查詢語句)報(bào)警數(shù)據(jù)庫的方法，該數(shù)據(jù)庫具有435萬條報(bào)警記錄。該延遲時(shí)間能夠滿足調(diào)控員電網(wǎng)監(jiān)控要求，因此該方案是可行的，并且具有非常優(yōu)異的靈活性。查詢優(yōu)化方法對(duì)于具有數(shù)百萬條報(bào)警記錄的關(guān)系數(shù)據(jù)庫執(zhí)行select查詢語句，其分類檢索條件的優(yōu)化非常重要，必需先對(duì)具有索引的字段進(jìn)行過濾，將記錄數(shù)迅速縮小到數(shù)百甚至幾十條的規(guī)模，該字段通常是報(bào)警時(shí)間。查詢字段可取報(bào)警信號(hào)的名稱，因此分類報(bào)警可通過對(duì)報(bào)警信號(hào)名稱的匹配檢索來實(shí)現(xiàn)，在where條件中從左到右以先“或”擴(kuò)大過濾，再“與”縮小過濾的方式進(jìn)行。查詢時(shí)間的合理安排時(shí)間同步誤差對(duì)查詢效果有較大的影響。為了保證重要報(bào)警信號(hào)不丟失，通過報(bào)警時(shí)間進(jìn)行報(bào)警記錄過濾的方法一般采用定時(shí)器觸發(fā)方式進(jìn)行，因此檢索的時(shí)間段是基于調(diào)控員工作站的當(dāng)?shù)貢r(shí)間，而實(shí)時(shí)報(bào)警記錄時(shí)間由調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的SCA-DA服務(wù)器生成。如果調(diào)控員工作站的時(shí)間與SCA-DA服務(wù)器時(shí)間相差太多，無疑會(huì)對(duì)USB聲光藍(lán)牙分類報(bào)警器的重要報(bào)警信號(hào)及時(shí)輸出造成嚴(yán)重影響。為此需要保證SCADA網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步精度，同時(shí)檢索時(shí)間段需向前(過去)和向后(未來)延展，檢索時(shí)間段需大于定時(shí)器觸發(fā)時(shí)間間隔，以確保重要報(bào)警信號(hào)的不丟失，并延長LED報(bào)警燈閃爍的時(shí)間。軟件的開發(fā)在Windows下采用VB開發(fā)了實(shí)時(shí)報(bào)警信號(hào)掃描軟件，調(diào)控員可通過軟件界面修改檢索條件進(jìn)行報(bào)警分類，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)不同顏色的LED警示燈閃爍，紅色代表事故報(bào)警、橙色代表重要報(bào)警、綠色代表一般報(bào)警，檢索條件的改變可在下一次查詢中立即生效，數(shù)據(jù)庫檢索條件的時(shí)間間隔為5s，以調(diào)控員工作站的當(dāng)前時(shí)間(細(xì)化到ms)向前推(過去)4s，向后推(未來)1s，以覆蓋調(diào)控員工作站與SCADA服務(wù)器間的時(shí)間差，并延長重要報(bào)警信號(hào)的LED閃爍時(shí)間。查詢定時(shí)器時(shí)間整定為2s。通過在線修改檢索條件的方法可靈活地實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的分級(jí)分類管理，同時(shí)可及時(shí)檢索出不規(guī)范的信號(hào)名稱并及時(shí)處理。調(diào)控員的全程參與還取得另外收獲，該裝置的應(yīng)用充分調(diào)動(dòng)了調(diào)控員的積極性，有助于克服疲勞感。該軟件優(yōu)點(diǎn)是報(bào)警分類檢索靈活;程序獨(dú)立，對(duì)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)原有的報(bào)警界面起到一定的補(bǔ)充作用;調(diào)控員可全程參與報(bào)警信號(hào)過濾檢索條件的設(shè)置，引入真正的人工智能;對(duì)SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)性影響很小，因?yàn)槭褂玫馁Y源是歷史服務(wù)器中的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(如Oracle)，并且只是查詢操作。該方案的缺點(diǎn)是具有一定延時(shí)，但能夠滿足人工監(jiān)控的要求;需要制作獨(dú)立的軟件，用以輸出重要報(bào)警信號(hào)的查詢結(jié)果和驅(qū)動(dòng)USB藍(lán)牙報(bào)警適配圖3串口雙閃LED指示燈裝置在調(diào)度控制中心現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用器上的LED指示燈和音響輸出。外置式實(shí)時(shí)報(bào)警分類指示器的整體調(diào)試外置式實(shí)時(shí)報(bào)警分類指示器的軟件和硬件在大連電力調(diào)度控制中心進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，并取得了很好的效果。

4結(jié)束語

外置式實(shí)時(shí)報(bào)警分類指示器為調(diào)控員提供方便的可隨時(shí)修改馬上生效的信號(hào)檢索、分類操作界面，并根據(jù)信號(hào)重要程度等級(jí)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)多組不同顏色的USB串口LED雙閃指示燈，該USB串口LED雙閃指示燈為新研制的裝置，貼放于調(diào)控員桌面顯示器的上邊緣，不占用桌面空間。外置式實(shí)時(shí)報(bào)警分類指示器的應(yīng)用還便于調(diào)控員及時(shí)檢出命名不規(guī)范的信號(hào)，及時(shí)通知自動(dòng)化維護(hù)人員進(jìn)行消缺，成為調(diào)控中心監(jiān)控信息分級(jí)與梳理的有效工具;調(diào)控員全程參與本成果的應(yīng)用充分調(diào)動(dòng)了積極性，提高主動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況的熱情，減輕了疲勞感，已經(jīng)成為大連電力調(diào)度控制中心監(jiān)控系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。

作者：石文江單位：大連供電公司電力調(diào)度控制中心