王佳佳 陶晓丽 王彦沣

【摘 要】受社会发展影响，我国在电力生产方面已经获得非常显著的成就，生产规模、电网规模也不断加大，这就相应的提高了电力生产、监控系统方面的要求，使得当前以计算机为载体的电力自动化成为电力行业最为主要的发展趋势。文章以推动电力行业发展为前提，针对电力自动化装置的通用组态技术，对电力自动化系统以及设计、实现展开分析，以期能够加快实现电子自动化。

【关键词】电力自动化装置；通用组态技术；集成电路；微型计算机

中图分类号： TM76 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）13-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.026

现如今，社会对于电力自动化提出了越来越高的要求，电力行业也开始出现越来越多的电力控制设备以及远程监控装置，以往所使用的电力控制软件不能再满足用户多样化需求。基于该背景下，电力自动化通用组态技术的出现，为用户提供了诸多方便。组态技术的应用，能够帮助用户结合控制对象与目的，针对其中一个组态进行电力自动化控制[1]。其中组态即模块化随意组合的行为。组态技术本身具有可扩充性、延续性、通用性等诸多特点，用户结合实际情况利用通用组态软件，便可以有效践行电力自动化控制工作。

1 电力自动化系统

随着智能化技术的发展，电力自动化生产、监控将会成为今后该领域的主要趋势，自动化监控需要计算机作为载体，进行电网故障的检测、分析等一系列操作，加强配电调度可行性。在电力系统中应用电力自动化技术，包括下面几个环节，即发电、输电、配电、变电、用电，利用自动控制以及信息传输等方式实现协调、监控。电力自动化监控系统中包括集成电路、微型计算机，以往操作过程中主要是应用测量仪表和中央信号处理系统等，且继电器保护装置无法和外界有效沟通，这一问题便可以通过自动化加以解决，新电力自动化控制系统有开放性、经济性的特点，开发周期短，系统主要有控制层、监控层、管理层，针对现场进行实时监测，提高电力管理水平。

2 電力自动化通用组态软件的设计与实现

2.1 系统结构

电力自动化装置的通用组态系统结构的核心为主监控程序，能够支持图形显示。SCADA功能、历史数据与实时数据的查询、远程控制以及报表打印等[2]。即使使用的软件和功能相同，但是操作系统存在差异，这样便会导致其实现方式不同，这一点在软件设计中属于重难点。是面上的组态软件类库主要以visualC++、MFC为主，无法在Linux、UNIX这两个操作平台中充分发挥出优势，WINDOWS系统也无法有效应用UNIX平台研发的程序，针对该问题展开分析，建议应用 Qt开发，Qt为c++ 图形用户界面库，电脑系统带有极强的广泛性，其优势体现为以下几点：（1）跨平台，能够同时适用于多个操作系统，在一个平台已经完成代码编译之后，可以将其放在其他的平台。（2）有非常好的封装性和适用性，模块化程度较高[3]。（3）覆盖数百个C++，提供以模块为基础的time、directory、management等。（4）支持2D、3D 图形渲染、OpenGL等功能。

2.2 系统框架

系统框架有利于保证其运行效率，软件结构体系中主要有平台、应用这两个部分，平台部分负责提供组态软件支撑功能，进行项目配置、平台界面显示处理与操作权限管理等操作，应用部分集合了所有的功能组态插件，插件与应用功能互相对应。通过插件注册、注销系统平台，能够有效实现组态应用功能。功能部分所应用的插件如IEC61850专用组态插件以及工程化专用组态插件，白动化控制系统中囊括的硬件装置、调试系统组态软件具备的信息通讯功能，可以深入组态软件系统平台，进行自动化装置调度操作，以此可以有效诊断、配置各个类型的参数。

2.3 功能设计

通用组态软件系统功能主要包括以下几点：①数据管理功能。管理模型与应用实例，利用数据管理接口的提供编辑配置文件；②主体应用框架功能。保证操作界面风格的一致性，实时诊断与监督系统；③插件管理技术。通过注册/注销方式的设置，任意增加或删减应用功能[4]；④表格管理技术，针对大量数据进行处理，保证装置参数配置速度与质量；⑤模型管理工具。配置模型，保证模板、数据属性等管理的效率，提高扩展性；⑥ 插件接口。增设插件接口，确保系统扩展性。

利用组态软件，电力监控装置研发工作人员应用通用数据模型构建器，如此便可以在装置试机运行获取相应的模型，按照组态数据模型定义，一次生成装置运行实例。组态数据模型建立时，设计操作界面，其中包含显示形式、语言本地化处理、操作权限管理等几个方面。针对不同的部分进行设计，可以有效在通用界面创建各种类型模型数据，进而得到各个装置统一组态。

第一，通用数据模型构建器。通用数据模型构建器即带有独立性质的程序，开发人员通过构建器针对组态数据对象模型进行自定义设置，具体如不同种类的字典常量、模型整体结构、各种属性的组态形式。开发人员本身要具有快捷性，保证最终设计的构建器可以通过组态对 象将其进行转换，并且成为C++头文件代码，使产品开发数据模型更加可靠。

第二，以1EC61850模型为基础的组态。IEC61850标准能够对不同的数据模型展开定义，通过自动导入这一形式在系统中导入数据模型，随后生产系统装置和后台便可以找到符合标准的配置文件，生成文件的同时并将其导出，加以管理，其功能如下：①开启SCL文件；②导入SCL文件，以现有工作为前提，导入新SCL文件在其中；③导入SCL文件；④导出装置运行期间所有配置数据文件[5]；⑤将数据模型分析文件进行储存。

2.4 系统设计

数据库设计成效的衡量，最为关键的便是效益，若没有体现效益，那么将会对数据库内部组件软件的性能造成影响，尤其是稳定性和扩展性。通过分析我国电力自动化系统状况，了解到电力系统内部数据库功能需要满足如下要求，有效实现插入式兼容，为电力系统模型赋予通用性、包容性的特点。储存复杂实体对象，并对其进行高效处理，若因为对象内部结果复杂而无法对常规关系结构进行处理，那么数据库管理工作则会面对电力系统安全性方面的问题，务必要使用连续性且保证安全的手段，能够随时处理不同复杂的数据。

2.5 系统实现

电力自动化装置的通用组态技术设计结束后，必须要深入研究所有系统模块，详细划分程序，所有人员之间分工协作，针对图形界面工具以及查询工具的开发、数据库的搭建等进行操作，最终，其中一名设计人员衔接所有模块，将其编写到公共数据库中，以电力自动化系统装置当中的设计方式，利用图模一体化这种设计结构进行规约与通信协议的编写，在插件的帮助下实现系统运行，基于多平台前提下测试其兼容性，尽管 Qt 有非常好的封装优势，然而在多个平台中加以运用，尤其是编译、界面显示和运行等环节，依然存在一定差别。

2.5.1 应用成员数据组态形式

复合型数据应用成员主要有两种形式，即简单型数据成员、复合型数据成员，组态界面当中对于复合型数据成员，可以将其比作树枝，简单型数据则即可比作树叶。系统实际应用期间，操作人员只需要操作树枝，树叶需要展开详细的数据处理。要想形成简单型数据，其主要是对整形与字符串展开组态设计。操作界面中各个类型的组态数据分别有各自的体现形式，如IP地址可以通过整形转变为***.**.**.**这种模式[6]。针对操作口令字符串，可以通过“*”来代替字符，颜色则要应用相应的颜色块加以体现。构建数据模型期间，需要进行相应成员配置形式的选择，工程组态界面中进行人机交互操作，以此便可以將传统的专用程序开发剔除。

2.5.2 模板实例二者之间的联系

针对实例和模板之间的对照关系，所有实例数据与分支节点都是对应关系。如果实例属于分支实例，其就有模板属性和其对应，一般对于节点形状的区分，都是以属性为根据。

实例访问通常以属性为依据对成员数据进行访问，自动化系统组态数据加载期间，数据模板、实例均存储于内存，实例、模板数据节点要应用相对应的节点进行标注，这一操作便会导致开发系统使用接口层的过程中，软件应该首先将属性名调取出来，并进行注册，由此便可以获得属性名称，对对应属性实例数据进行访问，仅需对相应节点名称进行落实便可。这一类型的数据访问机制能够有效提升系统的便捷性。针对单一属性的数据成员进行访问时，通过节点、单一属性TPOS便可获取子节点。数组属性数据成员需要为其提供以下几种访问模式：① 以子节点数组序号数据为前提进行访问；② 以子节点关键字值数据为前提进行访问。

实际设计模型时，一般关键字属性只有一个子属性，这一子属性数据的表现形式只有字符串，如果建模期间复合数组属性当中有多个关键字子属性，这时便可以将其划分为多个基本属性层次，如此一来就能够全面提升组态软件在运行期间的效率。

3 结束语

综上所述，现如今城市中现代化建设与相关技术的发展速度逐渐加快，基于精神文化和物质文化的社会群体也实现了有效增长，使得电力工程面临更为严苛的发展要求。鉴于此，电力工程当中，施工技术与管理成为需要注意的重点，加强应用通用组态技术，对于实现运营管理效益最大化有重要意义。

【参考文献】

[1]徐向阳，魏璐.电力自动化装置的通用组态技术及运用研究[J].科技创新与应用，2016，（36）：176.

[2]温玉春.电力自动化装置中通用组态技术的应用分析[J].电子制作，2016，（7）：53-53，56.

[3]许晔，房芳.通用组态技术在电力自动化装置中的应用[J].信息通信，2015，（3）：109-110.

[4]刘晓宇，韩超，马永光， 等.通用DCS组态培训平台OPC数据通信技术的研究与实现[J].化工自动化及仪表，2017，（8）：997-1000.

[5]彭哲，马龙华，陈胜明.基于ActiveX技术的组态软件通用报表控件的实现[J].化工自动化及仪表，2016，（5）：70-71，74.

[6]李永科，李建增，田庆民.一种基于组态技术实现的通用自动测试系统[J].计算机测量与控制，2015，（8）：758-760.