基于圖形界面的配電臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
其次在圖元基類(lèi)中定義了多個(gè)虛函數(shù),作為成員函數(shù)一一對(duì)應(yīng)相應(yīng)的圖元所具有的各項(xiàng)功能。例如圖元的拖動(dòng)、繪制、確定響應(yīng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊的有效區(qū)域以及連接數(shù)據(jù)庫(kù),輸入各項(xiàng)參數(shù)等等。在各個(gè)圖元基類(lèi)的派生類(lèi)中,會(huì)重載這些虛函數(shù),以實(shí)現(xiàn)派生類(lèi)的具體方法。
最后應(yīng)用了一個(gè)鏈表將所有的圖元連接起來(lái),形成了一個(gè)圖元對(duì)象串。在實(shí)現(xiàn)各個(gè)圖元的具體功能時(shí),程序中并沒(méi)有具體的直接去調(diào)用相應(yīng)圖元類(lèi)的成員函數(shù),而是調(diào)用了虛基類(lèi)的虛函數(shù),然后利用動(dòng)態(tài)聯(lián)編技術(shù),由系統(tǒng)自動(dòng)判斷該圖元所屬的圖元類(lèi),并調(diào)用相應(yīng)圖元類(lèi)的成員函數(shù)。這樣就避免了在程序編寫(xiě)時(shí)加入大量的 if...then...的判斷語(yǔ)句,而將判斷工作交由系統(tǒng)自動(dòng)完成,這樣既減少了代碼量,又提高了程序的執(zhí)行效率,充分體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)聯(lián)編技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
3.3 系統(tǒng)維護(hù)模塊
本模塊只對(duì)系統(tǒng)管理員開(kāi)放。該模塊提供一個(gè)繪圖工具箱,系統(tǒng)管理員可以從中選擇所需的設(shè)備圖元,包括變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線等等。并提供圖元的剪切,拷貝,復(fù)制,粘帖,移動(dòng),變色功能和全圖縮放功能。在繪圖過(guò)程中,還可以通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖元,彈出數(shù)據(jù)輸入對(duì)話框,輸入設(shè)備參數(shù)。而且所輸入的數(shù)據(jù)將直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外,系統(tǒng)管理員還可以向數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送指令,修正下位機(jī)的參數(shù),完成設(shè)備對(duì)時(shí)和初始化。
3.4 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析模塊
本模塊主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)顯示分析和綜合分析三大功能。
(a) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。可以從數(shù)據(jù)采集裝置中讀取并實(shí)時(shí)顯示三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、頻率、三相功率因數(shù)、三相有功電度和無(wú)功電度、諧波、不平衡度及負(fù)荷率等數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶需要,還可以繪制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線。
本模塊設(shè)計(jì)思路是首先根據(jù)用戶所選擇變壓器的編號(hào),按照通信協(xié)議向數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送指令。數(shù)據(jù)采集裝置收到指令后做出響應(yīng),上傳對(duì)應(yīng)變壓器的各項(xiàng)電能質(zhì)量參數(shù),此后每隔一秒鐘重新上傳一次數(shù)據(jù)。上位機(jī)獲取數(shù)據(jù)后首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)無(wú)誤后對(duì)數(shù)據(jù)分幀,獲取三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、頻率、三相功率因數(shù)、三相有功電度和無(wú)功電度數(shù)據(jù),并將所有數(shù)據(jù)顯示在指定的對(duì)話框中。
(b) 歷史數(shù)據(jù)顯示分析。根據(jù)用戶選擇,可以從數(shù)據(jù)采集裝置中讀取并顯示某一時(shí)間段內(nèi)或者某兩個(gè)數(shù)據(jù)記錄序號(hào)之間的所有歷史記錄。通過(guò)ODBC接口連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),將歷史記錄存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。能按照日、月、年以及峰值、谷值、均值分別統(tǒng)計(jì)和處理歷史數(shù)據(jù),并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示、打印電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的曲線圖和報(bào)表。
在設(shè)計(jì)思路上與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示模塊類(lèi)似,首先根據(jù)用戶所選擇變壓器的編號(hào)以及所選擇的歷史記錄查詢區(qū)間,按照通信協(xié)議向數(shù)據(jù)采集裝置發(fā)送指令。數(shù)據(jù)采集裝置收到指令后做出響應(yīng),上傳對(duì)應(yīng)符合查詢條件的變壓器電能質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)。上位機(jī)獲取數(shù)據(jù)后首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)無(wú)誤后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀、顯示和存儲(chǔ)。
(c) 綜合分析。根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)記錄,計(jì)算、分析用戶指定時(shí)間段內(nèi)的多項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo),包括電度總計(jì)、電壓極值記錄、電流極值記錄、停電記錄、電壓合格率、負(fù)荷率、供電可靠率和線損率。最終形成綜合分析報(bào)表,打印輸出。
3.5 數(shù)據(jù)記錄顯示模塊
本模塊通過(guò)ODBC接口訪問(wèn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),用戶可以直接應(yīng)用本模塊查看后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)記錄,而不必進(jìn)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作環(huán)境。
4 通信的實(shí)現(xiàn)
4.1 通信方式
本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置可以對(duì)配電變壓器運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、計(jì)算和存儲(chǔ),并具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。數(shù)據(jù)傳輸方式有以下幾種。
(a) 采用RS232總線接口。RS232是一種較簡(jiǎn)單的通信標(biāo)準(zhǔn)。由于其數(shù)據(jù)傳輸速率小(20Kbit/s),傳輸距離短(15m),所以該種方式適于在使用手提式PC機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用。
(b) 采用RS485總線接口。相對(duì)于RS232總線,RS485總線的傳輸距離遠(yuǎn),最多可1.2KM,速度最高可達(dá)到10Mbit/s,可作為標(biāo)準(zhǔn)的有線傳輸方式。
(c) 應(yīng)用已有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。相比于有線方式,無(wú)線通信更加快捷、經(jīng)濟(jì)。
(d) 使用手抄器。在現(xiàn)場(chǎng)抄錄數(shù)據(jù)采集裝置中的數(shù)據(jù),再由手抄器將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)中。
4.2 通信程序
本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上、下位機(jī)之間數(shù)據(jù)通信的程序也是應(yīng)用Visual C++6.0開(kāi)發(fā)的。并且融合到了后臺(tái)信息管理系統(tǒng)軟件中。該部分程序采用功能強(qiáng)大、靈活的Win32API函數(shù),以異步方式,實(shí)現(xiàn)串口通信功能[6]。并且應(yīng)用了多線程技術(shù),在輔助線程中完成數(shù)據(jù)傳送,在主線程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、處理。輔助線程并不影響主線程的運(yùn)行,主線程還可以控制輔助線程的運(yùn)行,從而提高了程序的可靠性和執(zhí)行效率。
5 結(jié)語(yǔ)
本文所給出的基于圖形界面的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng),其監(jiān)測(cè)內(nèi)容和分析功能可以滿足配電臺(tái)區(qū)實(shí)際的應(yīng)用要求。其最大特點(diǎn)就是后臺(tái)信息管理系統(tǒng)軟件以配電臺(tái)區(qū)的接線圖為主要的操作界面,大大提高了界面友好性。目前,該系統(tǒng)已在佳木斯電業(yè)局的配電系統(tǒng)中得到成功的應(yīng)用,并在多個(gè)供電局中得到推廣。
評(píng)論