水电厂计算机监控系统数据库管理

电力18讯：    0　引　言　　
　　目前各种类型水电厂，在设计和改造中都采用计算机监控系统对发电机组进行控制，而数据库管理是整个监控系统的关键部分，它制约整个系统的运行模式，影响系统功能的正常发挥。80年代以来，水电厂监控系统一般采用国外引进和国内自行设计，数据库管理可以归纳为集中式数据库管理和分布式数据库管理2种模式。通过分析它们的具体设计要求、设计方法及其特点，了解其优缺点，便于同行根据具体情况选择需要的数据库管理模式。

1　设计要求
1．1　硬件要求
　　集中式数据库管理，不管系统结构是集中式还是分布式，都需要有1台主计算机或2台主计算机（互为备用，多为热备用）负责整个监控系统的数据库、控制功能；其余结构部分为现地控制单元（LCU）、前置机、工作站等，通过网络设备与主计算机连通后，才能发挥其数据采集、数据简单处理、数据显示、数据控制等。因此，系统结构中其余部分不必采用高档设备，只须满足上述功能就可以。
　　分布式数据库管理，它要求系统结构是分布式的，LCU和主计算机没有连通也能独立完成自己的功能。因此，硬件设备配置比集中式数据库管理要求更高，特别是LCU部分，需要提供1台能进行数据库管理和主要控制功能的处理机，处理机可以采用如下方式进行：一种是每个LCU单独配置1台中心主处理机，该处理机带显示器；另一种是LCU共用1台装载有公用应用程序的便携式PC机，但各个LCU须单独装载有数据库等关键部分，保证与主计算机连通后，通过工作站也能进行机组控制（主计算机装载所有公用应用程序）。
1．2　软件要求
　　集中式数据库管理系统，主计算机对所有数据库绝对拥有，数据库的实现基于支持TCP／IP协议的UNIX操作系统，LCU主要是执行数据采集、数据格式转换、开／停机控制、数据通讯处理等；故LCU的系统软件要求相对简单，一般的工控机（多采用可编程控制器）就能满足要求。
　　分布式数据库管理系统，由于LCU和主计算机分别拥有自己的数据库：LCU主要是本控制单元用的数据库，主计算机拥有综合数据处理数据库，它们既可以单独执行自己的功能，又可以保证主计算机能对LCU进行控制。

2　具体设计方法
2．1　分布式数据库管理
　　数据库分为主计算机数据库和LCU数据库，为了保证监控系统正常运行，数据库设计采用模块化设计，按监视、控制、计算等功能的不同要求设计成各种功能块，各个功能块在功能上无任何联系，但是可以组合在一起形成新的功能块。增加新功能块并不影响原有功能块的作用功能，所有功能块可以在不同机型环境中实现，其应用不受网络固定节点限制。
　　不同的功能块是由实现不同功能的程序来设计的，程序功能块都是由不同文件构成的，这些文件就是数据库文件。数据库文件分缺省文件和功能块文件。缺省文件主要是定义功能块的缺省值，避免相同类型功能块中数据输入的重复性。功能块文件是根据缺省文件的定义进行的，并且冠以不同的标42记名，用来区别不同的用途。数据库文件的正确建立决定整个系统能否正常运行。
　　数据库文件建立后，就是文件的装载、运行和操作接口。所有这些工作都是自动完成或根据应用程序需要对数据库进行访问操作完成，达到系统设计的应用目的。
2．2　集中式数据库管理
　　数据库全部装载于主计算机，整个系统就是一个数据库，数据库中又包含许多部分，称为组或类，它们是缺省定义、事件顺序定义、数字量定义、模拟量定义等等。每个类对应LCU和其他控制单元的相应部分，称为记录，记录是包含众多输入的文件，记录既从属于每个控制单元LCU，又从属于每个类，最终归属于一个数据库。因此，数据库管理不同于分布式数据库的模块化管理。下面以湖南五强溪水电厂监控系统（由美国泰吉尔公司设计）数据库文件的设计加以分析。
　　公用设备现地控制单元（LCU）的数字量部分程序设计如下：
…
ENTRY NAME＝ZM―58B―158

            FORMAT＝STAT―LG

            LONGNAME＝‘坝顶158开关操作　　电源中断’

            PROCTYPE＝T

            CTPNT―ADD＝213

            DSP―FILE＝‘WQX―CDJX．DBIN’

            AOR―GRP＝GEN…
　　数据库文件建立后，接着进行数据库安装（由专用执行程序完成），应用程序根据需要对数据库进行访问操作，满足用户设计要求。

3　数据库管理特点
3．1　集中式数据库管理
　　整个系统只有一个数据库，数据库是由许