嵌入式Web服務器技術及其在電力系統(tǒng)中的應用綜述
(3)實時性問題
為了解決傳統(tǒng)Web技術在實時性方面的欠缺,EWS提供了實時訪問的軟、硬件平臺。EWS采用16位以上的微處理器,內(nèi)含較大的RAM存貯空間,支持多級中斷,具有良好的實時響應性能。而以實時操作系統(tǒng)(如pSOS,QNX,VxWork等)為核心的軟件系統(tǒng)提供了TCP/IP協(xié)議支持,可以實現(xiàn)HTTP Server功能,充分滿足EWS實時性的要求[8]。提高系統(tǒng)實時性的主要措施是降低對系統(tǒng)資源的占用,有關措施在本節(jié)的資源分配問題中作了分析。
與EWS自身實時性相對應的還有與EWS相連接的通信系統(tǒng)的實時性問題。目前的解決方案是采用現(xiàn)場總線技術提高通信的實時性,而隨著帶有區(qū)分服務的寬帶IP網(wǎng)絡技術的成熟,通信系統(tǒng)的實時性將不會成為影響EWS系統(tǒng)的實時響應性能的瓶頸。
3 嵌入式Web服務器技術在電力系統(tǒng)中的應用
電力系統(tǒng)是一個包含了電能生產(chǎn)、傳輸和使用的復雜系統(tǒng),各種生產(chǎn)設備地域分布廣泛,設備類型眾多、數(shù)量巨大,對這些設備的監(jiān)控、診斷和維護成為提高系統(tǒng)管理水平的重要內(nèi)容。而電力系統(tǒng)經(jīng)過設備改造后,其硬件基礎和信息網(wǎng)絡的建設得到了極大的改善,這就為EWS技術在電力系統(tǒng)的應用打下了良好的基礎。下面是 EWS技術在電力系統(tǒng)中的應用實例:
(1)基于EWS技術的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控在電力系統(tǒng)中的應用[9]
基于嵌入式Web服務器技術的遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的原理是在視頻服務器內(nèi)置一個嵌入式Web服務器,采用嵌入式實時操作系統(tǒng)。攝像機傳送來的視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮,通過內(nèi)部總線傳送到內(nèi)置的Web服務器。網(wǎng)絡上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機圖像,授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作。該系統(tǒng)主要應用于無人值守變電站、電業(yè)局/電廠綜合監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)以及對災害和突發(fā)事件的應急處理,以確保監(jiān)控場所內(nèi)設備的可靠運行及人員的安全。相對傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)而言,它具有節(jié)省費用、即插即看、高性能、獨立網(wǎng)絡環(huán)境和設備的靈活接入等優(yōu)點。
(2)基于EWS技術的遠程監(jiān)測與故障診斷在電力系統(tǒng)中的應用
將 Web技術與監(jiān)測及故障診斷技術的結(jié)合策略有設備端嵌入式Web服務器體系、基于服務的Web服務器體系和綜合的多Web服務器的系統(tǒng)體系等3種。其中設備端嵌入式Web服務器體系把Web服務器放在設備處,與設備集成在一起,用戶通過Web瀏覽器監(jiān)測設備狀態(tài),同時可通過瀏覽器編程的方式來控制設備端的數(shù)據(jù)采集方式。通過合理分配計算任務,可以充分發(fā)揮客戶機的強大計算能力,減輕設備端的計算負荷。恰當?shù)匕裌eb技術與設備的監(jiān)測與故障診斷技術結(jié)合起來,將突破監(jiān)測及故障診斷原來相對封閉的概念框架,是對設備監(jiān)測與故障診斷技術的提升。
(3)基于EWS技術的保護和控制設備在變電站自動化系統(tǒng)中的應用[4, 10]
將 EWS技術應用在變電站的保護和控制設備中將導致傳統(tǒng)變電站自動化領域運行維護模式的一場變革。通過Web瀏覽器獲取EWS中的系統(tǒng)實時信息,進而實現(xiàn)遠程實時控制、調(diào)節(jié)和維護。基于EWS技術的變電站自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能包括:實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)動態(tài)發(fā)布功能、參數(shù)設置功能、遠程實施控制功能、文件下載與上傳功能、電子郵件告警功能、訪問級別設置與權限認證功能、PPP撥號上網(wǎng)等功能。
目前ABB公司開發(fā)的“REF542 plus”新一代綜合保護和控制繼電器中已經(jīng)集成了EWS技術,可以實現(xiàn)基于瀏覽器或當?shù)乜刂蒲b置進行實時控制,國內(nèi)的東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司開發(fā)的“DF 3600”系統(tǒng)也可實現(xiàn)類似的功能。
由于電力系統(tǒng)安全運行的重要性,EWS技術在現(xiàn)場監(jiān)測和控制設備中的實際應用是逐步深入和不斷擴展的。而隨著TCP/IP技術在變電站通信系統(tǒng)中的應用,特別是帶有區(qū)分服務的寬帶TCP/IP技術應用到設備層和間隔層間的通信,可以滿足實時性要求,則能更充分發(fā)揮EWS技術的優(yōu)勢,提高遠程監(jiān)測和控制水平。
4 結(jié)束語
本文分析和介紹了嵌入式Web服務器技術的主要內(nèi)容,并以實例說明了其在電力系統(tǒng)中的應用。隨著嵌入式Web服務器技術的成熟和發(fā)展,其廣泛的應用將大大提高測控設備的性能,從根本意義上改變設備的運行和管理方式。在電力系統(tǒng)領域里,基于嵌入式Web服務器技術建立的新型監(jiān)測和控制系統(tǒng),將有效降低系統(tǒng)運行維護費用,提高系統(tǒng)管理水平,在電力系統(tǒng)有著廣泛的應用前景。
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