基于PHP的变电站自动化监控系统的研制
日期：2008-11-11 23:44:25 来源：中国自动化网
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Design of Monitoring and Control Software in
Substation Automation System based on PHP
SUN Dan, HU Min-qiang, WANG Zhen-xi
(Department of Electrical Engineering, Southeast University,
Nanjing 210096, China)
Abstract: With the development of NET technology，Substation Automation system is developing to the net level 。Associated with practice ，the article expounds the Monitoring and Control Station System applying brower/server architecture 。The system applies advanced dynamic web page technology of PHP(Hypertext Preprocessor)，and ODBC to access SQL Server Database 。The system can be used conveniently, and accomplish sharing data of Substation Automation system effectively。
Keywords: Substation Automation；Monitoring and Control Station System；PHP；Web Server；Database
摘 要：随着网络技术的发展，变电站自动化系统也向逐步趋向网络化。本文结合实际，阐述了采用浏览器/服务器结构开发的变电站自动化监控系统。此系统采用PHP(Hypertext Preprocessor超文本预处理语言)动态网页开发技术，通过ODBC访问SQL Server数据库服务器。本文所研制的系统使用方便，有效地实现了变电站系统的数据共享。
关键词：变电站自动化；监控系统；PHP；Web服务器； 数据库
1. 引言
Web是目前Internet上应用最广的技术,它将文本、图象、声音等各种媒体的信息以可视化的方式展现给人们,改变了人们的信息交流方式,实现了全球信息的共享。建立基于数据库的、具有交互操作功能的Web应用,已经成为当前Web与数据库开发方面的热门技术。
随着网络技术在工业应用上的发展，其应用范围也扩展到变电站自动化领域，促进了变电站运行自动化的提高，将逐步形成一个多层次、网络化的融控制、管理、调度、决策为一体的综合自动化系统。
本文以现有网络技术为基础，结合变电站自动化系统的特点，介绍了基于PHP监控系统的实现和相关技术。本监控系统采用浏览器/服务器体系结构，IIS为Web服务器软件，PHP嵌入式脚本语言进行服务器端编程，SQL Server作为后台数据库服务器。
2. 基于PHP的系统结构
PHP（Hypertext Preprocessor超文本预处理语言）是一种跨平台服务器端的嵌入式脚本语言，脚本解释速度快，功能强大。继ASP后，PHP是现今Internet上最热的脚本语言。在众多的We b服务器嵌入式脚本语言中，PHP有着独特的一面，它的特色包括：
1） 完全免费在使用PHP的用户无需支付任何版权费用。
2） 代码完全开放在所用PHP代码完全可以自由地交流，使得PHP无论在UNIX还是在Win32平台上，都变得越来越强大，越来越健壮。
3） 强大的数据库支持在几乎支持所有主流与非主流数据库，这使得PHP最大程度地被不同方面的用户使用。
4） 代码执行效率高在与其他解释语言比较，PHP消耗更少的系统资源。
最新推出的PHP4，整个脚本程序的核心大幅改动，使得Zend核心引擎性能优越，程序的执行速度更快。PHP最佳化之后的效率，已较传统CGI 或者ASP 等程序有更好的表现；而且还有更强的新功能、更丰富的函数库。所以，本系统采用PHP4作为动态web页开发工具。
Windows操作系统有良好的用户界面，所以本系统选用windows 2000 server作为操作系统平台；在管理网站方面，在Windows 2000 server上使用IIS(Internet Information server)作为web服务器能达到最好的运行效果。另外，在数据库管理方面，使用Microsoft SQL Server 2000网络数据库能够更好地与Window 2000 server平台配合。本系统就是在Windows 2000 server 中搭建了一个完整的PHP运行环境：Windows 2000 server +IIS5+SQL Server 2000+PHP4。系统结构采用浏览器/服务器形式，数据库采用客户/服务器结构，如图：
3. 系统设计与实现
根据变电站自动化监控系统的数据共享、可靠性、权限、实时性、高效性、开放性和使用界面等性能要求，进行软件设计，建立web服务器、网络数据库服务器。
3.1系统的功能要求
[1> 采集变电站运行实时信息,对变电站运行进行监视、控制和计量。
[2> 与电网调度自动化系统进行实时、有效的信息交换、信息共享,优化电网操作,提高电网安全稳定运行水平。
[3> 实现网络数据库，为各部门（局域网上的使用者）提供变电站监控数据的网页浏览方式。
3.2监控软件的设计与实现
KT2000变电站自动化系统采用的是集中分布式结构，层次结构是三层结构两层网络，分别是站控层、通信控制层、间隔层和站控层网络、间隔层网络。监控软件系统主要功能主要包括：
1） 实时数据采集与处理
2） 在线监视
3） 运行控制
4） 历史数据记录与查询
5） 上级调度通讯
6） 曲线报表及其他功能
监控软件设计中采用分层、模块化的结构程序设计思想。软件设计采用3层结构。第一层是表示层（监控界面），就是展现给用户的图形界面；中间层（数据处理模块）由应用逻辑组成，数据库层包含应用所需的数据。
采用三层结构，软件的执行效率、网络拥塞和维护等问题都容易解决。监控软件采用VC语言进行编程，因为VC支持多线程，监控界面的数据显示的实时性（遥测、遥信数据的刷新显示）、监控操作的实时性（保护定值下发、合闸、分闸等）得到了优化。监控软件的实时显示、操作记录、生成各种模拟量曲线图、表格或各类报 表等要实现的功能都要依赖现场采集到的数据，所以数据库是监控软件中的重要部分，本系统采取实时数据库和分布式数据库相结合的方式。
在对数据信息的处理过程中需要对系统的数据库进行频繁的读写操作。为提高实时性，实时数据库在监控主机上，具体实现是构建一个专用的内存数据库，该实时库采用的是索引结构，此结构提供了快速的数据检索性能，对于变电站大量的实时数据，极大地缩短了数据访问的时间开销。
历史数据库在数据库服务器上，减轻监控主机的负担，而且便于存储大量的数据。
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Substation Automation System based on PHP
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
SUN Dan, HU Min-qiang, WANG Zhen-xi
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
(Department of Electrical Engineering, Southeast University,
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
Nanjing 210096, China)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
Abstract: With the development of NET technology，Substation Automation system is developing to the net level 。Associated with practice ，the article expounds the Monitoring and Control Station System applying brower/server architecture 。The system applies advanced dynamic web page technology of PHP(Hypertext Preprocessor)，and ODBC to access SQL Server Database 。The system can be used conveniently, and accomplish sharing data of Substation Automation system effectively。
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Keywords: Substation Automation；Monitoring and Control Station System；PHP；Web Server；Database
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P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
摘 要：随着网络技术的发展，变电站自动化系统也向逐步趋向网络化。本文结合实际，阐述了采用浏览器/服务器结构开发的变电站自动化监控系统。此系统采用PHP(Hypertext Preprocessor超文本预处理语言)动态网页开发技术，通过ODBC访问SQL Server数据库服务器。本文所研制的系统使用方便，有效地实现了变电站系统的数据共享。
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关键词：变电站自动化；监控系统；PHP；Web服务器； 数据库
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1. 引言
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
Web是目前Internet上应用最广的技术,它将文本、图象、声音等各种媒体的信息以可视化的方式展现给人们,改变了人们的信息交流方式,实现了全球信息的共享。建立基于数据库的、具有交互操作功能的Web应用,已经成为当前Web与数据库开发方面的热门技术。
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随着网络技术在工业应用上的发展，其应用范围也扩展到变电站自动化领域，促进了变电站运行自动化的提高，将逐步形成一个多层次、网络化的融控制、管理、调度、决策为一体的综合自动化系统。
plcjs.技.术_网
本文以现有网络技术为基础，结合变电站自动化系统的特点，介绍了基于PHP监控系统的实现和相关技术。本监控系统采用浏览器/服务器体系结构，IIS为Web服务器软件，PHP嵌入式脚本语言进行服务器端编程，SQL Server作为后台数据库服务器。
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2. 基于PHP的系统结构
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PHP（Hypertext Preprocessor超文本预处理语言）是一种跨平台服务器端的嵌入式脚本语言，脚本解释速度快，功能强大。继ASP后，PHP是现今Internet上最热的脚本语言。在众多的We b服务器嵌入式脚本语言中，PHP有着独特的一面，它的特色包括：
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1） 完全免费在使用PHP的用户无需支付任何版权费用。
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2） 代码完全开放在所用PHP代码完全可以自由地交流，使得PHP无论在UNIX还是在Win32平台上，都变得越来越强大，越来越健壮。
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3） 强大的数据库支持在几乎支持所有主流与非主流数据库，这使得PHP最大程度地被不同方面的用户使用。
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4） 代码执行效率高在与其他解释语言比较，PHP消耗更少的系统资源。
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最新推出的PHP4，整个脚本程序的核心大幅改动，使得Zend核心引擎性能优越，程序的执行速度更快。PHP最佳化之后的效率，已较传统CGI 或者ASP 等程序有更好的表现；而且还有更强的新功能、更丰富的函数库。所以，本系统采用PHP4作为动态web页开发工具。
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Windows操作系统有良好的用户界面，所以本系统选用windows 2000 server作为操作系统平台；在管理网站方面，在Windows 2000 server上使用IIS(Internet Information server)作为web服务器能达到最好的运行效果。另外，在数据库管理方面，使用Microsoft SQL Server 2000网络数据库能够更好地与Window 2000 server平台配合。本系统就是在Windows 2000 server 中搭建了一个完整的PHP运行环境：Windows 2000 server +IIS5+SQL Server 2000+PHP4。系统结构采用浏览器/服务器形式，数据库采用客户/服务器结构，如图：
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3. 系统设计与实现
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根据变电站自动化监控系统的数据共享、可靠性、权限、实时性、高效性、开放性和使用界面等性能要求，进行软件设计，建立web服务器、网络数据库服务器。
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3.1系统的功能要求
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[1> 采集变电站运行实时信息,对变电站运行进行监视、控制和计量。
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[2> 与电网调度自动化系统进行实时、有效的信息交换、信息共享,优化电网操作,提高电网安全稳定运行水平。
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[3> 实现网络数据库，为各部门（局域网上的使用者）提供变电站监控数据的网页浏览方式。
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3.2监控软件的设计与实现
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KT2000变电站自动化系统采用的是集中分布式结构，层次结构是三层结构两层网络，分别是站控层、通信控制层、间隔层和站控层网络、间隔层网络。监控软件系统主要功能主要包括：
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1） 实时数据采集与处理
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2） 在线监视
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3） 运行控制
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4） 历史数据记录与查询
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5） 上级调度通讯
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6） 曲线报表及其他功能
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监控软件设计中采用分层、模块化的结构程序设计思想。软件设计采用3层结构。第一层是表示层（监控界面），就是展现给用户的图形界面；中间层（数据处理模块）由应用逻辑组成，数据库层包含应用所需的数据。
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P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
采用三层结构，软件的执行效率、网络拥塞和维护等问题都容易解决。监控软件采用VC语言进行编程，因为VC支持多线程，监控界面的数据显示的实时性（遥测、遥信数据的刷新显示）、监控操作的实时性（保护定值下发、合闸、分闸等）得到了优化。监控软件的实时显示、操作记录、生成各种模拟量曲线图、表格或各类报 表等要实现的功能都要依赖现场采集到的数据，所以数据库是监控软件中的重要部分，本系统采取实时数据库和分布式数据库相结合的方式。
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
在对数据信息的处理过程中需要对系统的数据库进行频繁的读写操作。为提高实时性，实时数据库在监控主机上，具体实现是构建一个专用的内存数据库，该实时库采用的是索引结构，此结构提供了快速的数据检索性能，对于变电站大量的实时数据，极大地缩短了数据访问的时间开销。
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历史数据库在数据库服务器上，减轻监控主机的负担，而且便于存储大量的数据。
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