Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Нормативно-справочная информация - это комплекс всех информационных вопросов и ответов на них, которые появляются в самых разных сферах жизнедеятельности человека. Системы НСИ - это мощный инструмент, помогающий максимально оптимизировать деятельность конкретно взятой организации. Такая система состоит из различных словарей, справочников, регламентов, которые используются в деятельности конкретной организации.

В Вологодском РДУ для получения данных о текущем режиме энергетической системы Вологодской области используется оперативно-информационный комплекс СК-2007 (далее ОИК СК-2007).

ОИК СК-2007 - это программно-аппаратный комплекс реального времени, предназначенный в первую очередь для приёма, обработки, хранения и передачи телеметрической информации о режиме работы энергетических объектов, сетей и систем, входящих в энергосистему Вологодской области.

Телеметрическая информация, принимаемая и обрабатываемая в ОИК СК-2007 классифицируется по множеству различных характеристик и алгоритмов, применяемых для её обработки (наименование, идентификатор, принадлежность к энергообъекту, единица измерения, тип, алгоритмы сжатия, передачи, хранения и т.д. - всего более 70 характеристик). Информация об этих характеристиках хранится в базе данных нормативно-справочной информации (далее - «НСИ») работающей под управлением СУБД MS SQL Server 2014. Эта НСИ регулярно изменяется в связи с изменением характеристик потока принимаемой телеинформации от субъектов электроэнергетики.

Одной из задач персонала Вологодского РДУ, занимающегося администрированием и актуализацией НСИ ОИК СК-2007, является отслеживание этих изменений, их учёт и анализ.

Целью выпускной работы является создание специальной системы, которая бы автоматизировала учет изменений НСИ ОИК СК-2007 и представляла эти изменения в удобном для хранения и анализа виде.

1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Сведения об организации по результатам исследования

АО «Системный оператор Единой энергетической системы» (АО «СО ЕЭС») - организация, занимающаяся диспетчерским управлением энергетической системой России.

В процессе своей деятельности организация решает следующие группы задач:

1) управление технологическими режимами работы объектов ЕЭС России;

2) обеспечение развития энергетической системы России;

3) обеспечение единства и эффективной работы технологических механизмов оптового и розничных рынков электрической энергии и мощности.

1.1.1 Структура Системного оператора:

Исполнительный аппарат с центральным диспетчерским управлением;

1) 7 филиалов - объединенных диспетчерских управлений (ОДУ);

2) 49 филиалов - региональных диспетчерских управлений (РДУ);

3) дочернее общество «Научно-технический центр Единой энергетической системы» (до 07.06.2012 - ОАО «Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения» - НИИПТ).

4) Филиал АО «СО ЕЭС» «Региональное диспетчерское управление энергосистемы Вологодской области» (Вологодское РДУ) входит в зону операционной деятельности Филиала АО «СО ЕЭС» ОДУ Центра. Филиал создан в 2003 году.

В управлении и ведении Вологодского РДУ находятся объекты генерации установленной электрической мощностью 1985,78 МВт. Наиболее крупный из них является: Череповецкая ГРЭС - ПАО «ОГК-2» (ранее «ОГК-6»).

В электроэнергетический комплекс Вологодской области входят также 174 линий электропередачи класса напряжения 110-750 кВ, 145 трансформаторная подстанция и распределительные устройства электростанций с суммарной мощностью трансформаторов 16965,4 МВА.

1.1.2 Выполняемые функции Системного оператора

АО «СО ЕЭС» осуществляет выполнение следующих функций:

1) управление технологическими режимами работы объектов электроэнергетики в порядке, устанавливаемом основными положениями функционирования оптового рынка и правилами оптового рынка, утверждаемыми Правительством Российской Федерации;

2) соблюдение установленных параметров надежности функционирования Единой энергетической системы России и качества электрической энергии;

3) регулирование частоты электрического тока, обеспечение функционирования системы автоматического регулирования частоты электрического тока и мощности, системной и противоаварийной автоматики;

4) участие в организации деятельности по прогнозированию объема производства и потребления в сфере электроэнергетики, прогнозирование объема производства и потребления в сфере электроэнергетики и участие в процессе формирования резерва производственных энергетических мощностей;

5) согласование вывода в ремонт и из эксплуатации объектов электросетевого хозяйства и энергетических объектов по производству электрической и тепловой энергии, а также ввода их после ремонта и в эксплуатацию;

6) выдачу субъектам электроэнергетики и потребителям электрической энергии с управляемой нагрузкой обязательных для исполнения оперативных диспетчерских команд и распоряжений, связанных с осуществлением функций системного оператора;

7) разработку оптимальных суточных графиков работы электростанций и электрических сетей Единой энергетической системы России;

8) участие в формировании и выдаче технологических требований при присоединении субъектов электроэнергетики к единой национальной (общероссийской) электрической сети и территориальным распределительным сетям, обеспечивающих их работу в составе Единой энергетической системы России;

9) мониторинг фактического технического состояния и уровня эксплуатации объектов электроэнергетики.

Основная деятельность предприятия направлена на сбор, хранение, обработку и предоставления на пользовательский уровень телеметрической информации с энергообъектов.

Сбор и регистрация телеинформации выполняется в реальном масштабе времени с привязкой к астрономическому времени с точностью до 10 мс.

Поддерживаются стандартные форматы телеметрии, данные могут быть приняты из широкого набора различных источников.

Полученная телеметрическая информация обрабатывается с помощью специальных средств визуального отображения телеметрии и выводится на рабочие станции сотрудников.

Технологические процессы обработки информации на предприятии представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Технологические процессы обработки информации

Признак классификации	Процессы обработки информации	Описание
по типу технического обеспечения	локальная сеть ПК	все рабочие станции на предприятии объединены в одну общую сеть для более простого обмена информацией между ними
по типу режима обработки	смешанная	на предприятии реализуется смешанный тип обработки информации из-за большого разнообразия входящей и выходящей информации
по типу обрабатываемых данных	текстовые данные графические данные числовые, табличные данные	вся информация, поступающая на предприятие проходит процесс преобразования ее в удобную для понимания форму(графики, таблицы, текстовые данные и др.)
по отношению к ПК	внутримашинные технологические процессы	технологические процессы, связанные с сбором, обработкой, отображением и архивированием информации
по типу автоматизируемого процесса управления	СОД (системы обработки данных)	основной программный комплекс - ОИК СК-2007 предназначен для обработки данных и представления их в различной форме.
по типу специального программного обеспечения	проблемно-ориентированные ППП	на предприятии используются ППП, ориентированные на организацию диспетчерской работы в сфере энергетики.
по типу организации информационного обеспечения	распределенная БД	вся информация хранится на множестве серверов, объединенных в одну сеть

1.2 Исследование работы ОИК СК-2007

СК-2007 (Сетевой Комплекс) является оперативно-информационной системой реального времени, предназначенной в первую очередь для приёма, обработки, хранения и передачи телеметрической, отчётной и плановой информации о режиме работы энергетических объектов, сетей и систем и предоставления гибкого доступа к ней различным пользователям и внешним автоматизированным системам.

1.2.1 Архитектура аппаратной часть

Архитектура СК-2007 предусматривает возможность работы своих компонентов как на одиночном сервере, так и в составе сложных многомашинных комплексов. Вне зависимости от конкретной реализации, управление работой комплекса осуществляется Сервисом СК. В его задачи входят запуск, завершение и координация работы серверных задач, а также отслеживание расхода ресурсов сервера, на котором работает тот или иной программный модуль комплекса. Принятие решений Сервисом СК осуществляется на основании текущего состояния комплекса и конфигурационной информации.

На рисунке 1.1 представлена архитектура комплекса СК-2007.

Рисунок 1.1 - Обзор архитектуры аппаратной части

Серверы ОИК подключаются к локальной вычислительной сети, к которой также подключены серверы телемеханики и/или конверторы протоколов, имеющие в свою очередь связь с сетями сбора и передачи данных. СК-2007 ориентирован на работу с IP-протоколами. Он не выполняет приём данных непосредственно из каналов телемеханики и обработку соответствующих телемеханических протоколов, но, в то же время, может самостоятельно опрашивать измерительные устройства (ION, ICPcon, регистраторы аварийных событий и т.п.), работающие поверх стека протоколов TCP/IP. Предусмотрено несколько вариантов обмена данными с системами сбора информации: напрямую с измерителями и устройствами телемеханики по протоколам МЭК 870-5-104, Modbus; с серверами телемеханики или конверторами протоколов, которые, в свою очередь, принимают информацию из каналов телемеханики; посредством межмашинного обмена с удалёнными центрами управления (протокол FDST).

Клиенты, пользующиеся услугами ОИК, работают на выделенных рабочих станциях и могут подключаться к серверам ОИК при помощи вычислительных сетей различного рода.

В Вологодском РДУ ввиду повышенных требований к надёжности и удобству эксплуатации используется трёхмашинный вариант установки. Под трёхмашинным комплексом понимается 3 сервера ОИК, выполняющих единую технологическую функцию.

Для достижения высокого уровня надёжности предусмотрены различные средства резервирования: специально спроектированные надёжные схемы ЛВС с резервированием активного сетевого оборудования и кабельной структуры; обязательное оснащение серверов ОИК двумя сетевыми картами; подключение каждого сервера одновременно к разным коммутаторам; питание серверов от нескольких независимых источников или сегментов систем гарантированного электроснабжения; размещение серверов ОИК в разных помещениях.

При этом появляется возможность использовать функции горячего резервирования и автоматической реконфигурации, производить синхронизацию данных в режиме реального времени между всеми серверами домена ОИК.

На рисунке 1.2 представлена структурная схема трёхмашинного комплекса ОИК СК-2007

Рисунок 1.2 - Трехмашинный комплекс

В основе архитектуры СК-2007 лежит сетевая модель, подразумевающая наличие множества серверов ОИК, работающих в различных точках локальных и корпоративных вычислительных сетей, использующих IP-протоколы. Сетевую конфигурацию серверов ОИК обеспечивают сервисы СК, работающие на серверах ОИК. Каждый экземпляр сервиса ОИК рассылает по сети информацию о себе. Для этого используются групповые пакеты.

Глобальные пакеты помогают сервисам СК контролировать работоспособность друг друга и, при необходимости, производить автоматическую сетевую реконфигурацию

1.2.2 Архитектура серверной части

Серверная часть комплекса СК-2007 представляет собой программное обеспечение, работающее на серверах ОИК. Его можно разделить на системное и прикладное ПО.

В состав системного ПО входят:

1) операционная система Microsoft Windows Server 2012 R2 x64 Standard Edition;

2) система управления базами данных (СУБД). СУБД Microsoft SQL Server предназначена для хранения нормативно-справочной информации, архива оперативных данных, презентационных ресурсов (схем, таблиц и т.п.) и клиентского программного обеспечения комплекса: MS SQL Server 2014 x64 Standard или Enterprise Edition;

3) программная платформа .NET Framework версии не ниже 4.5 - необходима для корректной работы серверных программ СК-2007;

4) DNS-сервисы - для преобразования символических имён в IP-адреса;

5) контроллеры Microsoft Active Directory. Обеспечивают возможность централизованного управления правами пользователей и однократной процедуры аутентификации при входе в сеть.

Основные компоненты, входящие в состав серверных модулей комплекса, перечислены ниже:

1) сервис СК - супервизор и планировщик заданий, осуществляющий управление компонентами ОИК, а также динамическую реконфигурацию сети ОИК;

2) база данных реального времени (БДРВ) - играет роль центрального звена, предоставляющего клиентам ОИК, в том числе программным;

3) модулям, входящим в состав ОИК, услуги высокопроизводительной обработки запросов доступа к данным реального времени и архивам, включая различные варианты генерации и подписки на изменения с применением фильтров;

4) компонент хранения и извлечения данных (ХИД), осуществляющий буферизацию данных в оперативной памяти, передачу журналов изменений от основного экземпляра ХИД к резервным. Этот компонент обслуживает запросы БДРВ на запись и извлечение исторических данных;

5) хранилище данных, организованное в виде базы данных Microsoft SQL, в которой хранятся большие массивы оперативной информации как архивного, так и планового, прогнозного характер;

6) репозиторий нормативно-справочной информации (НСИ), описывающей объект управления (энергообъект, электрическую сеть, энергосистему), систему сбора, передачи и обработки данных, права доступа и роли пользователей, конфигурацию оперативно-информационного комплекса, хранящий комплект ресурсов презентационного слоя для предоставления информации в виде схем, таблиц, графиков и отчётов конечным потребителям;

7) набор модулей связи с различными внешними системами сбора и передачи данных;

8) модули обработки информации. В их задачи входят: обработка поступающей телеметрической информации, выполнение различного рода расчётов на основе поступающих данных, разбор и публикация наборов обмена информацией, формирование ведомостей, вычисление по заданным правилам агрегированных данных, в том числе в темпе процесса;

9) сервис предоставления Web-доступа к ОИК;

10) технологические модули контроля в реальном времени уровней напряжения в электрической сети, контроля токовой нагрузки, контроля перетоков и т.п.;

11) сервис мониторинга состояния оборудования в локальной сети по протоколу SNMP;

12) общие библиотеки, включая адаптеры доступа к БДРВ и исторической информации; модули, предоставляющие услуги журналирования работы комплекса, а также общие ресурсы и диалоги.

Логическая архитектура компонент серверного ПО для двухмашинного комплекса приведена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Архитектура серверных компонент

На каждом сервере устанавливаются все программные компоненты ОИК, включая СУБД Microsoft SQL Server. Некоторые серверные модули работают параллельно на всех серверах домена ОИК. К ним относятся БДРВ, Хранилище данных, модуль Хранения и извлечения данных, Репозиторий НСИ. Основная часть модулей работает на основном сервере домена ОИК. На резервном сервере работает только Web-интерфейс, получающий данные из основной БДРВ. Компоненты баз данных (БДРВ, ХИД, Хранилище данных, НСИ) на резервном сервере работают только в режиме приёма изменений, поступающих из основного сервера. В этом режиме они не предоставляют никаких услуг внешним пользователям и системам, то есть отсутствует возможность не только произвести запись в любую из подсистем резервного сервера ОИК, но и прочитать информацию. Все запросы отвергаются компонентами БД резервного сервера.

Центральным организующим звеном ОИК является БДРВ, выполняющая роль обработчика запросов пользователей на запись и чтение информации. Обслуживаются запросы как к данным реального времени, так и к архивным данным. Обслуживание запросов реального времени БДРВ производит с максимальной скоростью, без привлечения дополнительных компонент ОИК за счёт того, что все актуальные данные она хранит в оперативной памяти. Для обслуживания запросов к историческим данным (относящимся к периодам, отстоящим от текущего момента вперёд или назад по времени) БДРВ использует компонент ХИД. Все актуальные данные, которые предполагают сохранение, также передаются от БДРВ в ХИД с тем, чтобы попасть в Хранилище данных.

ХИД выполняет роль преобразователя запросов к историческим данным от БДРВ к Хранилищу данных (MS SQL Server). ХИД также выполняет функции буферизации данных в оперативной памяти, обеспечивая необходимую производительность чтения и записи потока информации в Хранилище данных, а также передачу журналов изменений от основного экземпляра ХИД к резервным. Последняя функция обеспечивает непрерывность помещения информации в хранилище и отсутствие потерь данных после реконфигурации (смены ролей серверов ОИК).

Все серверные модули, работающие на любом из серверов в одной группе ОИК, обращаются за нормативно-справочной информацией к эталонной базе НСИ, роль которой выполняют соответствующие базы данных основного сервера.

Общая архитектура программного обеспечения комплекса приведена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Архитектура программного обеспечения

Связь с хранилищем данных осуществляет исключительно БДРВ. Она учитывает множество факторов и вариантов использования для достижения максимальной производительности и надёжности.

В состав комплекса входят пять реляционных баз данных: OIKKERNEL, OIK, OIKEDIT, OIKARCH, ISR.

Первая из них хранит конфигурационную информацию по каждому серверу: описание программ, состав пакетов программ, выполняемых на данном сервере в различных режимах работы, параметры и очерёдность запуска пакетов программ, описания сетевой конфигурации сервера и его вхождение в группу ОИК.

Базы OIK и OIKEDIT предназначены для хранения всей нормативно-справочной информации (НСИ), хранения программного обеспечения и форм отображения. База OIKEDIT предназначена для редактирования информации, а OIK - для быстрого чтения данных всеми клиентами комплекса. За счёт специального механизма ведения журнала изменений НСИ и уведомления клиентов об этих изменениях достигается удобство и непрерывность работы пользователей. База OIKARCH предназначена для хранения различного рода статистических данных и некоторых журналов ОИК.

База ISR предназначена для хранения архива всей оперативной информации за исключением категории «Текстовая ежедневная информация», которая хранится в БД OIKARCH.

1.3 Постановка задачи

Телеметрическая информация, принимаемая и обрабатываемая в ОИК СК-2007 классифицируется по множеству различных характеристик и алгоритмов, применяемых для её обработки (наименование, идентификатор, принадлежность к энергообъекту, единица измерения, тип, алгоритмы сжатия, передачи, хранения и т.д. - всего более 70 характеристик). Информация об этих характеристиках хранится в базе данных нормативно-справочной информации (далее - «НСИ») работающей под управлением СУБД MS SQL Server 2014. Эта НСИ регулярно изменяется в связи с изменением характеристик потока принимаемой телеинформации от субъектов электроэнергетики.

Одной из задач персонала Вологодского РДУ, занимающегося администрированием и актуализацией НСИ ОИК СК-2007, является отслеживание этих изменений, их учёт и анализ.

Программа архивирования и анализа телеметрической информации (далее - «программа анализа ТИ») должна обеспечивать выполнение этой задачи, обеспечивая:

1) создание архивов НСИ ОИК СК-2007 в соответствии с заданным расписанием;

2) анализ изменений НСИ за выбранный период времени

3) Предоставление пользователям результатов анализа об изменениях НСИ ОИК СК-2007

4) Вывод отчетной информации об изменениях НСИ ОИК СК-2007

Таким образом, программа анализа ТИ должна предоставлять возможности поддержки версионности НСИ, изначально не предусмотренные в ОИК СК-2007.

1.4 Требования к разрабатываемому приложению

Требования к аппаратному обеспечению серверной части.

Так как в настоящее время в Вологодском РДУ ОИК СК-2007 работает под управлением СУБД MS SQL Server x64 Enterprise Edition, требования к серверной части Программы анализа ТИ соответствуют требованиям для функционирования этой СУБД.

Клиентская часть:

1) процессор: не ниже Intel Pentium III 800 MГц;

2) оперативная память не ниже 128 МБ; рекомендуется 256 МБ;

3) жесткий диск: не менее 20 ГБ;

4) наличие сетевой платы;

5) видеосистема (монитор + видеоплата) с разрешением экрана не ниже 1024*768.

Требования к программному обеспечению:

на рабочих станциях возможно использование ОС Windows XP (SP 2) и выше.

Для возможности печати и экспорта списка отчётов в формат Excel необходимо, чтобы на рабочих станциях также был установлен Microsoft Excel не ниже версии 2007.

2. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ

2.1 Базы данных ОИК СК-2007

В состав комплекса входят пять реляционных баз данных: OIKKERNEL, OIK, OIKEDIT, OIKARCH, ISR.

Первая из них хранит конфигурационную информацию по каждому серверу: описание программ, состав пакетов программ, выполняемых на данном сервере в различных режимах работы, параметры и очерёдность запуска пакетов программ, описания сетевой конфигурации сервера и его вхождение в группу ОИК.

Базы OIK и OIKEDIT предназначены для хранения всей нормативно-справочной информации (НСИ), хранения программного обеспечения и форм отображения. База OIKEDIT предназначена для редактирования информации, а OIK - для быстрого чтения данных всеми клиентами комплекса. За счёт специального механизма ведения журнала изменений НСИ и уведомления клиентов об этих изменениях достигается удобство и непрерывность работы пользователей. База OIKARCH предназначена для хранения различного рода статистических данных и некоторых журналов ОИК.

База ISR предназначена для хранения архива всей оперативной информации.

2.2 Перенос таблиц НСИ

Основная БД НСИ ОИК СК-2007 - OIKEDIT, в таблицах которой содержится вся НСИ о телеметрической информации, описания каналов телемеханики, наборов обмена информации, иерархического дерева энергообъектов операционной зоны Вологодского РДУ и т.п. База данных показана на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - База данных OIKEDIT

На одном из серверов Вологодского РДУ, не входящих в состав ОИК СК-2007 создана БД OIKEDIT_TM_ARCH, предназначенная для хранения срезов НСИ ОИК СК-2000 из БД OIKEDIT.

На сервере где находится БД OIKEDIT_TM_ARCH создано плановое задание (job) с таким же именем OIKEDIT_TM_ARCH, периодичность запуска которого - еженедельно по воскресеньям в 0.15. Это плановое задание осуществляет копирование и преобразование таблиц БД НСИ OIKEDIT с основного сервера в БД OIKEDIT_TM_ARCH и показано на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Плановое задание

На Рисунке 2.3 представлена структурная схема переноса таблиц НСИ.



Рисунок 2.3 - Структурная схема переноса таблиц НСИ

2.3 Алгоритм переноса таблиц НСИ

На первом шаге планового задания OIKEDIT_TM_ARCH посредством SISP - пакета производится импорт таблиц ОИК СК-2007 из БД OIKEDIT основного сервера ОИК в OIKEDIT_TM_ARCH на другой сервер, не входящий в состав ОИК СК-2007, что показано на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Импорт таблиц НСИ.

В настоящее время для архивирования НСИ достаточно импортировать 36 таблиц. Таким образом, при выполнении этого шага в БД-приёмнике OIKEDIT_TM_ARCH появляются 36 таблиц с именем и структурой, аналогичными таблицам из БД-источника.

На втором шаге планового задания выполняется скрипт на языке Transact - SQL, выполняющий следующие операции:

1) в таблице List_Arch, содержащий список срезов НСИ определяется ID среза, который будет вставлен в эту таблицу;

2) в таблице List_Tables, содержащий список таблиц НСИ определяется количество таблиц для обработки;

3) в цикле в таблице List_Tables по полю ID выбирается из поля TableName выбирается имя таблицы с которой производятся операция удаления ненужного служебного столбца rowguid;

4) далее в теле цикла производится переименование этой таблицы следующим образом: Имя_Таблицы = `ARCH_'+ Имя_Таблицы +'_'+ID среза;

5) по достижении максимального значения счётчика цикл прерывается, (IF @Cnt >= @MaxID BREAK ), после чего в таблицу List_Arch заносится строка с идентификатором среза НСИ и временем начала и окончания среза.

Листинг скрипта приведён на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Листинг скрипта импорта срезов НСИ

Таким образом, в БД OIKEDIT_TM_ARCH при импорте добавляется 36 новых таблиц с именами вида `ARCH_'+ Имя_Таблицы_из_OIKEDIT +'_'+ID среза.

Состав и назначение таблиц БД OIKEDIT_TM_ARCH приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Состав и назначение таблиц БД OIKEDIT_TM_ARCH

Номер	Наименование таблицы	Описание таблицы
1	2	3
1	List_Arch	Список архивов НСИ
2	List_Tables	Описание таблиц ОИК
3	ARCH_AllOI_ХХ	Вся оперативная информация
4	ARCH_AllTI_ХХ	Описание ТИ
5	ARCH_DefTi_ХХ	Адресация ТИ
6	ARCH_DefTS_ХХ	Описание ТС+Адресация ТС
7	ARCH_dtParam1_ХХ	Состав наборов обмена информацией
8	ARCH_dtParam2_ХХ	Состав наборов обмена информацией
9	ARCH_dtParam3_ХХ	Состав наборов обмена информацией
10	ARCH_dtParam4_ХХ	Состав наборов обмена информацией
11	ARCH_dtParam5_ХХ	Состав наборов обмена информацией
12	ARCH_dtParam6_ХХ	Состав наборов обмена информацией
13	ARCH_dtParam6_Types_ХХ	Состав наборов обмена информацией
14	ARCH_dtParam7_ХХ	Состав наборов обмена информацией
15	ARCH_dtParam7_ParTypes_ХХ	Состав наборов обмена информацией
16	ARCH_dtParam8_ХХ	Состав наборов обмена информацией
17	ARCH_dtSet_ХХ	Наборы обмена информацией
18	ARCH_enFactor_ХХ	Связь энергообъектов и их характеристик
19	ARCH_enFactorOI_ХХ	Связь характеристик энергообъектов и ТМ
20	ARCH_enFactorType_ХХ	Связь характеристик и типов энергообъектов
21	ARCH_EnObj_ХХ	Описание энергобъектов
22	ARCH_EnObjCategory_ХХ	Категории энергообъектов
23	ARCH_EnObjType_ХХ	Типы энергобъектов
24	ARCH_Formulas_ХХ	Формулы универсальных дорасчетов
25	ARCH_Measure_ХХ	Единицы измерения
26	ARCH_ParTypes_ХХ	Тип ОИ
27	ARCH_RTU_ХХ	Описания узлов обмена
28	ARCH_TICat_ХХ	Категории ТИ
29	ARCH_TIForce_ХХ	Диапазоны переопределяемых значений
30	ARCH_TIFormulas_ХХ	Формулы дорасчетных ТИ
31	ARCH_TMdubl_ХХ	Описания дублей ТИ и ТС
32	ARCH_TMSource_ХХ	Источники заполения вторичных ТИ и ТС
33	ARCH_TSCat_ХХ	Категории ТС
34	ARCH_TSFormulas_ХХ	Формулы дорасчетных ТС
35	ARCH_TSType_ХХ	Типы ТС
36	ARCH_Voltage_ХХ	Классы напряжений
37	ARCH_Sens_ХХ	Таблица перевода квантов в инж. единицы
38	ARCH_AllTI_Limits_ХХ	Описание пределов для ТИ (длительность)

2.4 Состав программных средств и компонентов

Состав программных средств и компонентов разрабатываемой системы представлен в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Состав программных средств и компонентов

Наименование модуля (файла, программы, БД)	Описание модуля (файла, программы, БД)
Скрипт MS SQL server	Скрипт на языке Transact-SQL предназначенный для выполнения операции архивирования НСИ ТИ ОИК СК-2007 по заданному расписанию. Выполняется в плановом задании OIKEDIT_TM_ARCH
OIKEDIT_TM_ARCH	Плановое задание (Job) на сервере - приёмнике для выполнения скрипта архивирования НСИ ТИ ОИК СК-2007. Выполняется еженедельно каждое воскресенье в 0:15
БД OIKEDIT_TM_ARCH	База данных на сервере - приёмнике под управлением СУБД MS SQL Server - 2014. Предназначена для хранения архивов НСИ ТИ ОИК СК-2007.
TmArch.exe	Исполняемый файл программы
TmArch.ini	Файл настроек программы (параметры соединения с БД)

2.5 Параметры файла конфигурации приложения TmArch.ini.

Файл TmArch.ini должен располагаться в одном каталоге с исполняемым файлом TmArch.exe. В TmArch.ini содержатся конфигурационные параметры программы анализа ТИ.

Секция [CONNECT]

WinAuthentication : способ авторизации в MS SQL Server. 1 - авторизация Windows, 0 - авторизация MS SQL Server.

Server: наименование или ip-адрес сервера;

User : имя пользователя при способе авторизации MS SQL Server;

Password : пароль пользователя при способе авторизации MS SQL Server;

Пример содержания правильно заполненного файла TmArch.ini

[CONNECT]

WinAuthentication=0

Server=OIK_Backup-VDA

User=SQLAdmin

Password=PasswordSQL

2.6 Описание работы приложения

В зависимости от принципов получения или формирования значения любого аналогового параметра различают пять категорий телеизмерений ОИК СК-2007:

Первичные - поступают в ОИК от различных источников информации. Все первичные параметры обязательно должны иметь ссылку на источник поступления.

Внешние - поступают в ОИК от смежных центров управления по каналам межмашинного обмена в виде наборов данных. Все внешние параметры обязательно должны иметь ссылку на источник поступления.

Нетелемеханизированные - могут быть введены вручную операторами комплекса или записаны некоторой внешней программой;

Вторичные - это логические параметры, формируемые на основе первичных или внешних телеизмерений. Дорасчётные - формируются путём расчёта оперативных формул. В зависимости от принадлежности телеизмерения к категории в ОИК СК-2007 определяется набор его характеристик, способ хранения, адресации, обработки, сжатия и т.д.

2.6.1 Выбор архива ТИ

При запуске исполняемого файла TMArch.EXE в соответствии с параметрами, описанными в файле TMArch.INI производится соединение с SQL-сервером. Далее посредством запроса «SELECT * FROM List_Arch ORDER BY ID» пользователю предоставляется выбор архива НСИ, показанный на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Выбор архива НСИ

2.6.2 Главное окно приложения

После выбора архива НСИ, программа подключается к выбранному архиву и в главное окно загружается информация из архива НСИ.

Функционально главное окно приложения состоит из трёх элементов:

1) инструментальная панель, включает в себя системное меню и панель инструментов;

2) список ТИ представляет собой перечень телеизмерений, описанных в НСИ подключённого сервера ОИК;

3) окно редактирования предоставляет пользователю возможность просмотра параметров телеизмерений.

На рисунке 2.7 представлен скриншот главного окна.



Рисунок 2.7 - Главное окно

Вызов большинства инструментов осуществляется из двух панелей инструментов. В главном окне можно:

1) загрузить новый архив ТИ, вызвав окно со списком архивов (кнопка );

2) удалить из БД архив ТИ, так же выбрав его из окна со списком архивов. (кнопка ). При этом открытый в данный момент архив удалить нельзя;

3) загружать следующий или предыдущий архивы ТИ без вызова окна со списком архивов (кнопки );

4) загружать последний архив ТИ без вызова окна со списком архивов (кнопка );

5) осуществлять навигацию по списку телеизмерений (кнопки );

6) осуществлять поиск по наименованию и идентификатору телеизмерения (кнопка );

7) настраивать режим фильтрации списка телеизмерений в окне редактора (кнопка );

8) применять/отменять использование фильтра (кнопка );

9) сравнивать на отличия и анализировать два разных архива ТИ (кнопка ). В этом инструменте заключён основной функционал приложения, подробное описание которого будет приведено ниже.

Все параметры сгруппированы по смысловому признаку и расположены на соответствующих закладках

2.6.3 Описание вкладок главного окна

Вкладка «Общие»

На рисунке 2.8 представлена вкладка «Общие»

Рисунок 2.8 - Вкладка «Общие»

Ниже представлено описание всех элементов.

Наименование - полное наименование телеизмерения.

Тип - определяет физический смысл данного ТИ.

Идентификатор - идентификатор параметра в НСИ.

Введено в работу - характеристика для ввода\вывода телеизмерения в работу.

Энергообъект - здесь задаётся принадлежность текущего параметра энергообъекту

Категория - окно выбора категории телеизмерения. Описание категори приведено выше в п. 8.1

Важность события о наруш./восст - в СК-2007 существует три уровня важности событий: информационный, предупредительный, аварийный. В зависимости от того, насколько критично событие о нарушении текущим ТИ физических пределов или его восстановлении некоторым дублирующим параметром, выбирается важность события для каждого отдельно взятого ТИ.

Единица измерения - выбирается из списка доступных единиц измерения.

Краткое имя - сокращённое наименование телеизмерения.

Нормальное значение - используется программой Обработка ТМ в ОК СК 2007

Коэффициент сглаживания - используется для фильтрации ТИ.

Использовать метку времени поступления от интерфейсного модуля - используется программой Обработка ТМ в ОК СК 2007.

Закладка «Формула» - для телеизмерений, имеющих категорию «дорасчётный», в данном окне отображается формула расчёта. Пример представлен на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Закладка «Формула»

Закладка «Наборы» - отображает наборы, в состав параметров которых входит данное телеизмерение, при этом отображается состояние набора: в работе - он или нет - . Пример набора показан на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 - Закладка «Наборы»

Закладка Пределы позволяет управлять физическими и технологическими пределами значений параметров.

Для того чтобы контролировать нарушение физических пределов для телеизмерения, следует активировать опцию Контроль физических пределов и задать значения верхней и нижней границы контролируемого диапазона. Соседняя область Пределы позволяет указать четыре технологических предела, задержку и длительность нарушения каждого из них, а также направление контроля пределов (сверху/снизу). В столбце Задержка указывается время до генерации события о нарушении технологического предела в секундах, а в столбце Длительность - время до генерации события о длительном превышении технологического предела в секундах.

Закладка «Пределы» показана на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 - Закладка «Пределы»

Закладка Диапазон переопределяемых значений позволяет определить интервалы, внутри которых ТИ будет принимать указанное значение. Закладка показана на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Закладка «Диапазон переопределяемых значений»

Закладка Комментарий предназначена для внесения дополнительной информации по выбранному ТИ, которая отображается только в редакторе. Закладка показана на рисунке 2.13.



Рисунок 2.13 - Закладка Комментарий

Вкладка «Контроль»

Вкладка Контроль представлена на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 - Вкладка «Контроль»

Предназначена для описания параметров, используемых программой обработки ТМ.

Контроль на непоступление - активируется опцией Контроль. Для каждого параметра следует указать максимальный период времени, в течение которого продолжается ожидание его поступления. Данные параметры используются программой обработки ТМ в ОИК СК-2007.

Вкладка «Параметры ТМ»

На данной вкладке описываются свойства телеизмерений, принимаемых по каналам телемеханики, - первичных ТИ. Здесь собраны характеристики, используемые различными компонентами комплекса, а также информационные свойства.

Источник ТМ-узел сети обмена информацией, от которого поступают значения данного телеизмерения.

Инвертировать ТИ - данная опция включает/выключает необходимость инвертирования текущего ТИ перед его записью в БД.

Масштабный коэффициент - используется для выполнения преобразования поступающих значений параметров. Расчёт выполняется путём умножения коэффициента на поступившее значение.

Адрес в канале ТМ - данные параметры используются при настройке адресации текущего телеизмерения в канале связи.

Контролировать нахождение параметров в ответе на общий/групповой опрос - данная опция позволяет контролировать поступление ТИ в результате опроса.

Вкладка представлена на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 - Вкладка «Параметры ТМ»

Вкладка «Восстановление»

На данной закладке описывается порядок восстановления недостоверных параметров дублями, а также источники формирования вторичных ТИ.

Контроль на отклонение от дубля ТИ - включает/отключает контроль выбранного телеизмерения на отклонение от дубля В случае активации данной опции следует указать допустимое значение отклонения от дубля в инженерных единицах.

Область Восстановление - здесь определяется перечень и порядок поиска дублирующих параметров для текущего телеизмерения.

Если свойство Автопоиск активно, данный дубль включается в систему автоматического восстановления ТИ. Если активно свойство Принудительно, замена недостоверного ТИ производится безусловно (вне зависимости от признака Автопоиск). При необходимости изменения знака при восстановлении значения по данному дублю, следует активировать для него свойство Инвертировать.

Область Источники формирования вторичного ТИ - актуальна только для категории телеизмерений «Вторичный». Здесь определяется перечень параметров, которые могут являться источником формирования вторичного ТИ.

Область Параметр является источником для вторичных ТИ заполняется динамически, в случае если для какого-либо вторичного ТИ текущий параметр выбран в качестве одного из источников формирования.

Вкладка представлена на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 - Вкладка Восстановление

Вкладка «Сжатие»

Используется для настройки параметров прореживания и сжатия поступающих данных. Доступны следующие настройки:

1) опция Включено сжатие - определяет необходимость использования механизмов уменьшения объёмов записываемых в БД ОИК СК-2007данных;

2) опция Интегральная апертура - определяет необходимость использования интегральной апертуры для данного ТИ;

3) минимальное время между изменениями, мс - определяет минимальный период передачи значений данного телеизмерения от программ сбора данных для записи в архив. Используется для уменьшения объёма архива, необходимого для хранения значений часто меняющегося параметра;

4) максимальное время молчания, мс - определяет максимальный период, в течение которого поступающие значения телеизмерения, не выходящие за пределы зоны нечувствительности (апертуры), не передаются для записи в архив.

В области Настройка сжатия осуществляется настройка величины апертуры. В случае указания данной величины в инженерных единицах, в поле Полоса пропускания (зона нечувствительности) следует ввести значение апертуры в физических единицах, выбранных для данного ТИ.

Если необходимо рассчитывать величину апертуры как процент от длины шкалы изменения значений параметра, то переключатель устанавливается в положение Проценты и в поле Полоса пропускания (процент сжатия), % указывается величина апертуры в процентах от длины шкалы в инженерных единицах.

Вкладка представлена на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 - Вкладка «Сжатие»

2.6.4 Cравнение и анализ архивов НСИ ОИК СК-2007

Телеметрическая информация, принимаемая и обрабатываемая в ОИК СК-2007 классифицируется по множеству различных характеристик и алгоритмов, применяемых для её обработки (наименование, идентификатор, принадлежность к энергообъекту, единица измерения, тип, алгоритмы сжатия, передачи, хранения и т.д. - всего более 70 характеристик). НСИ регулярно изменяется в связи с изменением характеристик потока принимаемой телеинформации от субъектов электроэнергетики.

Одной из задач персонала Вологодского РДУ, занимающегося администрированием и актуализацией НСИ ОИК СК-2007, является отслеживание этих изменений, их учёт и анализ.

Для перехода в режим сравнения, анализа и вывода отчётов об изменениях НСИ ТИ ОИК СК-2007 на панели инструментов используется кнопка

При нажатии на эту кнопку открывается окно со списком архивов НСИ, показанный на рисунке 2.18, причём уже выбранный ранее архив недоступен для выбора и помечается значком

Рисунок 2.18 - Выбор архива НСИ для сравнения.

После выбора архива запускается процедура сравнения архивов и главное окно программы приобретает вид, показанный на рисунке 2.19.



Рисунок 2.19 - Главное окно программы в режиме сравнения архивов НСИ.

В этом режиме в главное окне программы отображаются следующие новые элементы:

1) кнопка для выхода из режима сравнения. При ее нажатии нижняя панель со вторым архивом исчезает и программа возвращается к режиму одного открытого архива.

2) Панель со вторым, сравниваемым архивом НСИ;

Интерфейс и назначения элементов управления полностью аналогичны и дублируют элементы управления верхней панели. В этой панели отображаются характеристики архива ТИ, выбранного для сравнения.

Особенностью навигации по двум таблицам ТИ (верхней и нижней) является то, что она теперь выполняется синхронно. Т.е. при выборе какого-либо ТИ из любого архива, Ищется ТИ с таким же идентификаторм из другого архива и курсор помещается на найденное ТИ.

3) Новые столбцы в таблицах ТИ (11шт).

В таблице со списком ТИ появляются 11 столбцов в которых пиктограммами отображаются отличия в характеристиках ТИ. Каждая пиктограмма означает отличие выбранного ТИ по какой-либо группе характеристик:

- добавленные ТИ;

- наименование, энергообъект, параметры сжатия, переопределяемые диапазоны, комментарии;

- ввод в работу/вывод из работы;

- категория ТИ;

- вхождения ТИ в наборы обмена информацией;

- адресация ТИ;

- шкала, инженерные единицы, характеристика датчика, наличие инверсии;

- дубли и участие в формировании вторичных ТИ;

- формулы ТИ.

2.6.5 Описание алгоритма процедуры сравнения архивов НСИ

При нажатии на кнопку Выбрать запускается процедура сравнения двух выбранных архивов НСИ ТИ. При количестве телеизмерений в настоящее время около 24 000, процедура сравнения по более чем 70 характеристикам каждого ТИ, занимает порядка 10 секунд.

В простейшем виде пример SQL- запрос сравнения двух архивов ТИ представлен на рисунке 2.20. В этом примере по атрибутам ID и OutOfWork (идентификатор и ввод / вывод из работы) выполняется SQL-запрос выводящий идентификаторы ТИ, имеющие отличия в контрольной сумме выражения (ID, OutOfWork) из первого архива, затем аналогичный SQL-запрос из второго архива и результаты двух запросов объедиеняются оператором UNION.

Рисунок 2.20 - запрос сравнения двух архивов ТИ по атрибутам ID и OutOfWork

В более сложных случаях, когда, например, надо найти отличия по нахождению ТИ сразу в нескольких таблицах, в SQL-запросах используется функция CHECKSUM_AGG, которая возвращает контрольную сумму значений в группе (наборе данных) и временные SQL-таблицы.

2.6.6 Панель «Детализация отличий»

На панели расположены элементы управления,предназначенные для поиска, анализа и вывода очетов об отличиях в двух открытых для сравнения архивов НСИ.

Вкладка «Отчет по всем ТИ»

На вкладке в табличной форме помещена детализированная информация по отличиям по каждому ТИ в двух выбранных для сравнения архивах. Для каждого ТИ из всех атрибутов выводится информация только по тем характеристикам, в которых имеются отличия. Вкладка показана на рисунке 2.21.

Рисунок 2.21 - Вкладка «Отчет по всем ТИ»

Для тех характеристик, у которых подробное описание заняло бы слишком много места, выводится только информация «имеются отличия». При необходимости, пользователь может сам детально проанализировать такие отличия на соответствующих вкладках. Пример таких характеристик - изменения в описании дублей ТИ, которые характеризуются большим количеством разнородных параметров (наличие и отсутсвие дублей, опции «Иверсия», «Принудительно», «Автопоиск» и пользователю более информативно проанализровать эти изменения на вкладке «Восстановление», нежели воспринимать эту информацию в форме отчета.

На вкладке Отчет по всем ТИ реализована функция навигации по выбранным характеристикам и визуального отображения выбранной характеристики ТИ. При клике мышью по строке с какой - либо отличающейся характеристикой присходит следующее:

В двух открытых для сравнения архивах производится поиск и переход к ТИ, к которому относится выбранная характеристика;

При необходимости окрывается вкладка с характеристикой ТИ и соответствующй элементе управления помечается рамкой красного цвета, как показано на рисунке 2.22

Рисунок 2.22 - Навигация по выбранным характеристикам

С помощью кнопок на панели инструментов этой вкладки можно :

1) настраивать режим фильтрации списка изменений (кнопка ). Настройки фильтра показаны на рисунке 2.23;



Рисунок 2.23 - Настройки фильтра

2) применять/отменять использование фильтра (кнопка );

3) импортировать в Excel полный отчет об изменениях ТИ (кнопка ). В этом случае для дальнейшего анализа и учета можно воспользоваться возможностями обработки данных Excel.

Пример получаемого в Excel отчета представлен на рисунке 2.24.

Рисунок 2.24 - Отчет в Excel

Вкладка «Статистика»

На вкладке «Статистика», представленной на рисунке 2.25 помещена сводная информация о количестве изменений в двух открытых для сравнения архивах. Выводится детализация по каждой отдельно взятой характеристике (атрибуту) и суммарное количество всех изменений.



Рисунок 2.25 - Вкладка «Статистика»

Пункт «О программе»

По щелчку пр пункту меню «?» открывается окно «о программе», показанный на рисунке 2.26, в котором указывается версия, автор программы и некоторые сведения о системе, а именно: версия ОС, наличие и процент свободной оперативной памяти.

Рисунок 2.26 - Окно «О программе»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной квалификационной работе была разработана автоматизированная система учета изменений нормативно справочной информации для Вологодского РДУ.

В ходе анализа предметной области была поставлена задача, требования к аппаратному и программному обеспечению системы, проанализирована работа и структура Вологодского РДУ. Также был разобрана работа оперативно-информационный комплекса СК-2007, для которого и разрабатывалась система.

Созданная программа удовлетворяет всем требованиям, описанным в функционально-техническом описании программы и реализует все необходимые функции.

Таким образом, программа анализа телеизмерений предоставляет возможности поддержки версионности, изначально не предусмотренные в оперативно-информационном комплексе СК-2007.

В Вологодском РДУ программа анализа телеизмерений используется в течении нескольких месяцев. Специалистом блока информационных технологий для учета и анализа еженедельно предоставляются отчеты, созданные в этой программе. Количество архивов на 3 июня 2019 года достигло 20 штук.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

телеметрический информация автоматизированный учет

1) С. Бобровский, Delphi 7. Учебный курс / С.А. Бобровский - Санкт-Петербург: Питер, 2006 - 215с.

2) Д. Осипов, Delphi. Профессиональное программирование / Д.Ю. Осипов - Москва: Символ-Плюс, 2006 - 198с.

3) Чеснокова О. Алгоритмы и программы / Чеснокова О.В. - Москва: НТ Пресс,2008 - 135c.

4) Филиал АО «СО ЕЭС» Вологодское РДУ [Электронный ресурс] // Системный оператор единой энергетической системы: сайт. - Режим доступа: https://so-ups.ru/index.php?id=rdu_vologda

5) Создание единой системы управления НСИ [Электронный ресурс] // ESB и MDM системы DATAREON: сайт. - Режим доступа: https://www.datareon.ru/uslugi-integracii-informacionnyh-sistem/sozdanie-edinoy-sistemy-upravleniya-nsi/

6) Нормативно-справочная информация в составе единой информационной базы [Электронный ресурс] // Cognitivelot - комплекс систем управления закупочной деятельностью: сайт. - Режим доступа: http://cognitivelot.ru/about/database/klassifikatory-spravochniki-nsi/nsi-normativno-spravochnaya-informaciya/

7) Ведение НСИ на практических примерах [Электронный ресурс] // IBM: сайт. - Режим доступа: https://www.ibm.com/developerworks/ru/library/sabir/nsi/index.html

8) Системы управления нормативно-справочной информацией в России [Электронный ресурс] // TAdviser - портал выбора технологий и поставщиков: сайт. - Режим доступа: http://www.tadviser.ru/index.php/

9) Единая система управления нормативно-справочной информацией [Электронный ресурс] // Интертех холдинг: сайт. - Режим доступа: http://www.intertech.ru/Production/esnci.asp

10) Внедрение систем ведения нормативно-справочной информации [Электронный ресурс] // TopsBi: сайт. - Режим доступа: http://www.topsbi.ru/services/biznes-prilozheniya/vnedrenie_sistem_vedeniya_normativno-spravochnoy_informacii/

11) Управление нормативно-справочной информацией [Электронный ресурс] // ОдинСервис - продажа, внедрение и обслуживание продуктов 1С : сайт. - Режим доступа: https://www.1service.ru/blog/upravlenie-normativno-spravochnoi-informatciei.php

12) Учебники по SQL Server Management Studio [Электронный ресурс] // Microsoft: сайт. - Режим доступа: https://docs.microsoft.com/ru-ru/sql/ssms/tutorials/tutorial-sql-server-management-studio?view=sql-server-2017

13) Практика по MS SQL Электронный ресурс] // библиотека программиста proglib: сайт. - Режим доступа: https://proglib.io/p/practice-ms-sql/

Размещено на Allbest.ru