水电站监控系统数据自动识别及同步软件开发

靳 帅，田若朝，李 翔

(国能大渡河枕头坝发电有限公司，四川 乐山 614700)

水电站计算机监控系统在实际运行维护中，存在大量数据、顺控、画面、报表、通讯点表等文件修改作业。实际工作中需要作业人员将修改后的配置文件通过手动输入指令逐一同步到每一个节点[1]，如果同步不正确，会导致功能修改无法生效、报警错误或数值显示不正确等问题，严重时甚至导致控制令错位等安全事故，不仅工作效率低，而且安全风险高。同时，按照电力监控系统安全防护的要求，计算机监控系统内相应的ftp服务和rlogin服务等应该进行关闭，使得手动同步文件等维护工作无法实施。

目前国内外主流的水电站计算机监控系统，例如北京中水科H9000系统、南瑞NC2000系统、国电南自SD8000系统、安德里兹NEPTUN系统等，维护人员在修改数据库之后，系统均不能对数据库的修改做详细的记录，或者仅记录最后一次的修改时间，数据库的同步工作也只能依靠移动介质手工拷贝或通过ftp工具手动传输，带来了大量的简单重复劳动。

1 主要研究内容

针对这些现状，开展水电厂计算机监控系统数据库自动识别及同步功能研发是非常必要的，该项技术重点研究开发自定义数据库发送及接收模块，在不依赖于ftp、rlogin等服务功能的情况下，实现数据库自动识别、同步功能，同时能精确对比数据库修改，删减或者新增的每一个条目，实时记录数据修改的情况,有效提升作业效率，减少简单重复劳动，推动“智能自主，人机协同”智慧电厂建设。

其主要研究内容包括：

1)开发数据库自动识别及自动对比功能，系统可以对比任意两个节点的数据库、画面、报表、节点配置信息等；

2)开发数据库自动同步发送及接收功能，系统可以将目标数据库、画面、报表或自选文件同步到指定节点；

3)开展适用于本项目的软件UI设计，对于任一节点上的数据修改或同步内容，以可视化方式展现，便于直观准确了解数据变动内容，且修改记录能够至少保存半年以上。

2 系统构架概述

该子系统基于水电站现有的监控系统网络结构，采用C/S构架，客户端服务器部署在监控I区，接入监控主交换机。客户端服务器作为独立功能，不影响既有监控系统稳定运行，不增加既有监控系统资源负载，不违背电力监控系统安全防护的要求。在需对比、同步数据库节点部署独立服务端程序，用于读取、发送、接收被选择对比的数据库文件、画面、报表、节点配置信息。在客户端部署数据库自动识别与同步软件，用于比对、展示、接收、发送数据库文件、画面、报表、节点配置信息等[2]。所有操作均在客户端可视化界面执行，并保存全部操作记录。客户端和服务器之间采用TCP/IP链接，数据报文使用内部规约加密后传输。系统主要网络架构如图1所示。

图1 主要网络架构图

在每一个需要被监视、同步的监控系统上位机节点，部署一个SynServer(同步服务)；在同步工作站，运行SynClient(同步客户端，即同步操作界面)。SynServer负责获取本地的文件信息，发布给向其发起连接的SynClient；SynServer也会接收SynClient发送来的文件，并将这些文件同步至本地。其通讯情况如图2所示。

图2 SynServer和SynClient通讯连接示意图

3 系统功能及实现过程

该子系统的客户端和服务端之间采用TCP/IP链接，具备跨平台功能，可同时在UNIX、LINUX、WINDOWS系统中进行布置。系统开发了用户管理功能，可设定登陆账号和权限，配置不同权限对不同节点、不同对象的操作权限，实现对相关作业的管控。设置节点离线/在线报警，系统可对节点列表中所有节点进行实时监视，对于离线节点进行特殊标记，在自动同步模式下，离线节点同步失败记录输出至客户端日志[3-4]。

3.1 识别加载监控系统节点及对比对象

在同步工作站，运行SynClient(同步客户端软件)，只有进入节点列表中的节点才具备对比、同步功能。人工选择节点列表中的任意节点和对比对象，系统能够自动从目标节点获取对比对象的全部文件列表。其中，系统软件采用界面配置方式或导入监控系统节点信息方式，完成被对比系统节点加载，生成新的节点列表。

3.2 数据对比功能

SynClient对基于NC构架的计算机监控系统数据文件(或功能)进行自动对比，通过对比不同时间戳的数据库文件，对比数据库中的测点描述、测点数量、对象逻辑是否一致，来确认不同节点的数据情况。对比功能实现的原理如下。

1)数据库自动对比。人工选择被对比的A、B节点，将对比对象设为数据库后，同步工作站自动从A节点获取最新时间数据库文件、从B节点获取最新时间数据库文件，执行对比操作，UI界面输出两数据库差异明细清单、两数据库隶属节点、两数据库修改时间，其对比结果的文件可生成导出。

2)数据库手动对比。人工选择被对比的A、B节点，将对比对象设为数据库后，同步工作站自动从A、B节点获取全部数据库文件，手动选择A、B节点需对比的数据库文件，执行对比操作，UI界面输出两数据库差异明细清单、两数据库隶属节点、两数据库修改时间，其对比结果的文件可生成导出。

3)画面自动对比功能。人工选择被对比的A、B节点，将对比对象设为画面后，同步工作站自动从A、B节点获取画面文件，执行对比操作，界面输出画面文件的数量差异，画面文件大小差异，画面文件修改时间不一致差异。

4)报表自动对比功能。人工选择被对比的A、B节点，将对比对象设为报表后，同步工作站自动从A、B节点获取报表文件，执行对比操作，界面输出报表文件的数量差异，报表文件大小差异，报表文件修改时间不一致差异。

5)系统配置自动对比功能。人工选择被对比的A、B节点，将对比对象设为系统配置后，同步工作站自动从A、B节点获取系统配置文件，执行对比操作，界面输出系统配置文件差异明细清单、输出两数据库隶属节点。

3.3 同步功能

1)数据库自动同步功能。人工选择数据库同步源节点，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点最新时间戳数据库同步至节点列表中所有节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

2)数据库手动同步功能。人工选择数据库同步源节点及同步源数据库文件，人工选择数据库被同步节点，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点所选数据库同步至被选择同步节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

3)画面自动同步功能。人工选择数据库同步源节点，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点画面文件夹同步至节点列表中所有节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

4)画面手动同步功能。人工选择数据库同步源节点及同步源画面文件，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点所选画面同步至被选择同步节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

5)报表自动同步功能。人工选择数据库同步源节点，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点报表文件夹同步至节点列表中所有节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

6)报表手动同步功能。人工选择数据库同步源节点及同步源报表文件，执行同步操作。同步工作站自动把同步源节点所选报表同步至被选择同步节点。随后给出同步完成或失败提示，同步操作时间，同步源节点信息，被同步节点信息，同步对象等信息输出至客户端日志。

3.4 软件显示界面

SynClient界面采用简单明了的风格，在左侧设置常用功能按钮，中间区域为数据比对及同步操作区域，右侧为节点状态显示区域，下部为相关操作的结果显示区域，见图3。

图3 自动同步客户端界面及应用实例示意图

在点击节点加载后，弹出引导对话框，由手动配置方式或导入监控系统节点信息方式，加载所有节点，并在右上侧节点列表显示区，将配置在监控系统中的节点展示在列表中。在列表中可以通过右键菜单的方式将对应的节点弹至左侧(源节点)或右侧(目标节点)对比区域(进行此操作后，SynClient会向对应节点的SynServer发起连接请求，后者会将其文件信息发布给发起连接请求的SynClient)。

在选择自动对比功能后，系统会自动进行差异比对，并且会对有差异的内容输出至“结果显示区”；选择手动对比时必须在数据库标签下，则左侧和右侧“所选对象信息加载显示区”内，选中需要对比的数据库文件，然后点击后会对有差异的内容输出至“结果显示区”。

若选择自动同步功能，则同步工作站自动把同步源节点最新时间戳数据库、画面、报表同步至节点列表中所有节点，同步执行结果输出至“结果显示区”；选择手动同步功能，则同步工作站自动把同步源节点所选数据库、画面、报表同步至被选择同步节点，在右侧“选中手动同步节点”区勾选需要被手动同步的节点，同步执行结果输出至“结果显示区”。

在对比区域中，以标签页的方式将数据库、画面、报表、系统配置信息分别展示。当左右对比区域都已经有节点信息，且左侧对比区选择好标签页后，右侧对比区会自动与左侧对比区标签页保持一致，在“所选对象信息加载显示区”内显示对象文件列表。

4 结 语

水电站监控系统数据自动识别及同步技术通过自主开发的数据库自动识别模块和自动同步收发模块，智能识别监控系统各节点数据的情况，按照预设的要求和配置完成数据的自动同步修改，大大提升了电站的智能化水平；自研的数据同步传输模式，摆脱了传统同步方式的限制，很好地满足了电力监控系统安全防护的要求。该技术在国家能源大渡河枕头坝水电站得到了良好应用，有效降低了维护人员误操作的风险，提高了监控系统运行的安全性，也可为同类型电站提供借鉴。