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1、公用科技城市轨道交通SCADA系统构架方式研究上海申通轨道交通研究咨询有限公司潘志群摘要通过分析现有轨道交通SCADA系统的软硬件结构、优缺点,引入分布式实时数据库技术,将分布式实时数据库和SCADA技术相结合,发挥各自的优势,指出采用新架构方式的SCADA系统,可提高地铁电力监控系统的可靠性,并减少系统投资。关键词:SCADA分布式实时数据库商用关系数据库通信网络RTU1前言2SCADA监控系统的结构轨道交通SCADA(SupervisoryControlAndDa22.1SCADA监控系统的硬件结构taAcquisition,数据采集与监视控制)系统是对分布轨道交通常用
2、监控系统,采用分层分布式的在地铁线路上的各个降压变电站、牵引变电站进行系统结构。从功能上可以分为:设在控制中心的数据采集、监视和控制的系统。随着系统功能的不中央电力调度系统、各变电所内的变电所综合自断增多、应用领域的不断拓宽和系统规模的不断增动化系统以及通讯通道三大部分。大多采用如图大,SCADA系统对其支撑平台和开发环境的要求1所示的系统结构。也越来越高。特别是随着通讯技术和数据库技术从图1可看出,系统由前置网、后台实时网组的迅猛发展,给SCADA系统的发展和进步也带来成。前置机和现场RTU(RemoteTerminalUnit,了很大的促进作用。本文通过对现有SCADA
3、技术远程终端服务器)都连接在实时数据网上。历史的分析,指出其不足,并利用分布式实时数据库技服务器、WEB服务器、操作员站、工程师站共用一术,采用新的架构,对其进行了改进。个后台高速以太网(Ethernet)。图1SCADA系统硬件结构30《城市公用事业》©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net早期采用国外进口的SIEMENS公司的系统,也采大,接口开放,便于开发;前置系统的存在,便于对用了类似的架构,只是在服务器功能分配上,和国各
4、种形式的RTU进行接入,兼容性好;商用库和内公司的SCADA产品有所不同。它考虑到成本实时数据库相互结合,各取其优。问题,而采用了相对简化的系统架构,但本质上没缺点:系统的可靠性过多地依赖服务器的可有什么不同。靠性,冗余度不高,影响了系统的可靠性;硬件需2.2软件系统构造要采用国际知名品牌的服务器、工作站,软件采用两台互为热备用的前置机挂在前置网上,构昂贵的商用数据库,成本过高。成前置数据采集系统,负责与远方RTU通信,进3分布式实时数据库监控系统行规约转换,并直接挂接在实时双网上,与后台系[1]统进行通信。随着TCP/IP技术和通讯技术的3.1实时数据库的体系结构(见图2
5、)发展,现在大多采用具有网络接口的RTU设备直实时数据库首先是一个数据库管理系统,它接挂接在前置网上。具有一般DBMS(DataBaseManagementSystem,数实时网组成后台系统,负责与前置数据采集据库管理系统)的基本功能,即:永久数据管理包系统通信,完成SCADA的后台应用。根据职责和括数据库的定义、存储和维护等;有效的数据存取功能的不同,实时网上可以配置系统维护工作站、包括各种数据库操作、查询处理、存取方法和完整调度工作站等,各类工作站的数目可依据实际需性检查;任务的调度与并发控制;存取控制和安全要进行配置。另外在实时网上配置了一个WEB性检查;数据库恢复机
6、制,增强数据库的可靠[4]服务器,用户通过它可以实现对实时网上数据和性。另外,传统的数据库系统一般为关系型数[1]画面的浏览。据库,关系型数据库具有开放性好、数据处理能力商用关系数据库系统(Oracle或Sybase)安装强等特点,在系统中它作为第三方和用户二次开在后台服务器上,采用多客户/(主、备)服务器模发的接口,以及内存数据库的转储介质而存在。式,数据库服务器节点由一主一备构成,以提高系所以,实时数据库管理系统的首要设计目标是[1、2]统数据的安全性和可靠性。当一台出现故障满足事务的实时性和高效性,因而实时数据库是传时,另一台数据库马上接管全部服务。很多情况统数据库与
7、实时处理两者功能特性的无缝集成。下,可以采用第三方的cluster集群软件,保证两台服务器的无缝切换,无信息的丢失。SCADA的历史数据库和系统参数数据库使用商用数据库。为满足实时性的要求,在前置机上安装实时数据库。利用实时库的快速反应性能,对实时数据进行处理。实时数据库、商用数据库之间相互独立,通过软件数据总线实现数据联结,使系统满图2实时数据库结构足调度自动化实时性的要求,同时也充分利用了3.2内存数据库商用数据库的数据管理能力;两个数据库之间的内存数据库是实时数据库的核心之一,它包数据冗余,提高了数据处理的可
