浅谈ABB采用Windows Embedded Server为电力行业提供监控方案

出处:computer00 发布于:2011-09-01 09:02:52

  客户资料:

  ABB集团位列500强企业,集团总部位于瑞士苏黎世,具有100多年历史。ABB是电力和自动化技术领域的领导厂商。ABB集团业务遍布100多个国家,拥有12万名员工。

  业务情况:

  ABB发明、制造了众多产品和技术,是电力和自动化技术的领导厂商,自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响。致力于为工业和电力行业客户提供解决方案,以帮助客户提高生产效率,同时降低对环境的不良影响。旗下拥有5个产品部,以及广泛的产品线,这些产品已广泛应用于工业、商业、电力和公共事业中。

  解决方案:

  ABB基于成熟的技术开发而成的紧凑型服务器系统---SYS 600C。可以显着提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,实现电力调度自动化与现代化。

  收益:

  稳定可靠,技术有保障;

  定制化包,开发便捷;

  授权方式灵活,节省成本。

  “开发一种可以轻松地与现有变电站实现集成,并可帮助我们更灵活可靠地提供解决方案的服务器设备。只有Windows Embedded Server 才能实现的如此完美。它不仅给我们带来高回报价值,更关键是为顺利进入电力市场创造先机。Windows XP Embedded是一种嵌入式操作系统,可以以组件化形式提供 Windows 操作系统功能。Windows XP Embedded 与 Windows XP Professional 一样基于二进制,包含 10,000 多个独立功能组件,因此开发人员在自定义设备映像中管理或降低内存占用量时可以选择并获得功能。 Windows XP Embedded 基于 Win32 编程模型,由于采用常见开发工具,如 Visual Studio .NET,使用商品化 PC 硬件,与桌面应用程序无缝集成,因此可以缩短上市时间。 使用 Windows XP Embedded 构建操作系统的常见设备类别包括零售销售点终端、客户机和机顶盒。

  SYS系统复制命令。copy命令也能将文件复制到目标盘,但目标盘不能成为启动盘。因为这3个系统文件需位于启动盘的特定位置上。 SYS可将当前驱动器上的DOS系统文件IO.SYS,MSDOS.SYS和COMMAND.COM 传送到指定的驱动器上,用于创建启动盘。“功能强大,性能稳定,同时还可以对多台设备同时进行监控的SYS 600C,确实对我们的电力系统监管有很大帮助。再加上产品本身性价比高,相对而言采用SYS 600C的方案比同类方案要节省30%左右的硬件成本。

  ABB公司是世界500强之一,在电力领域、输/变电设备生产中占地位,尤其在电力自动化保护中,对线路和前端设备的遥测、遥感,实时信号控制更具实力。

  ABB的SYS 600C 是以主机为基础,并基于MicroSCADA Pro(数据采集及监视控制系统)技术,面向生产过程控制与调度自动化的解决方案。数据采集通常有两种解释:一种是指盘点机、掌上电脑等终端电脑设备;另外一种是指网络数据采集用的软件。数据采集系统包括了:可视化的报表定义、审核关系的定义、报表的审批和发布、数据填报、数据预处理、数据评审、综合查询统计等功能模块。通过信息采集网络化和数字化,扩大数据采集的覆盖范围,提高审核工作的全面性、及时性和准确性;终实现相关业务工作管理现代化、程序规范化、决策科学化,服务网络化它以微软Windows Embedded Server嵌入式为技术平台,嵌入式系统定义为:以应用为中心,以计  嵌入式Web技术算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。方案能提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,实现电力调度自动化与现代化。

  目前,MicroSCADA Pro技术成熟,主要产品Compact SCADA SYS 600C 得到广泛认同。

  一、 需求及挑战

  作为水平的保护和控制解决方案商,如何解决国内电网输配电能力,优化资源的使用价值,使其配电网络化成为可行,就变得尤为重要,这是ABB首先需要考虑的。在此前提下,ABB与中国电网密切协作,致力研发一套电力自动化保护系统,方便在在各区电网中心部署,保障安全性和稳定性。

  但在系统架构设计及研发过程中,ABB发现需要着力解决以下挑战:

  稳定可靠  由于电力行业面临情况比较特殊,优先考虑的是解决系统稳定运行的问题。所以该系统需要考虑到电力系统运营流程,对其进行整体性优化和调试,这包括优化和构建系统内核、操作系统、权限控制等多个层面。

  用户体验  其次,如果未来要考量到电力系统工程师方便快捷的使用产品,在保障稳定性的前提下,需要提升可操作性,这需要具有简易的自助服务系统,良好视觉效果的操作界面,能够符合用户现有的操作习惯等方面。

  降低成本 再有,由于电力系统节点很多,同一款产品需要在很多节点上进行部署。那么所需产品数量增大的情况下,不可避免的要涉及成本问题。如何解决研发、搭建和设置产品,更好的降低运营费用,也是ABB需要考量的一大问题。

  二、 解决方案

  经过详细分析中国电网的需求,ABB为客户设计了紧凑型的服务器设备,该设备可以对现场运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节和信号报警。

    数据采集,是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集,又称数据获取,是利用一种装置,从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采  数据采集集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头,麦克风,都是数据采集工具。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量,如温度、水位、风速、压力等,可以是模拟量,也可以是数字量。采集一般是采样方式,即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值,也可是某段时间内的一个特征值。

  ABB的研发团队根据方案设计特点、功能要求,充分考虑电力行业对于稳定性的特殊需求,通过多次分析评估,终选用微软Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems嵌入式操作系统,作为紧凑型服务器设备专用系统,并在该系统上为用户开发丰富的应用。

  在该方案中,SYS 600C通过部署在每一个节点区域,充分保证了对于电力系统的数据检测与管理的要求。而且,针对远程登录设备的优化以及多台设备同时显示在一块屏幕上等特点可以显着提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益,实现电力调度自动化与现代化。

  稳定运行

  ABB以“多节点服务器”的架构,能够有效确保电力系统的稳定运行,尤其是利用Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems定制后的专用系统,尤其适合电力系统服务器终端的特性。Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems还提供了与桌面系统一致的管理员远程访问及Windows Update等相关模块,从系统级别保障设备的安全运行,实现低维护的目标。

  良好用户体验

  符合用户现有的操作习惯。Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems保持了与Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems桌面操作系统一致的人机交互模式,即便经过定制开发,终用户也毫无陌生感,凭借已有的操作习惯,就可以在服务终端设备上便捷使用。

   降低成本

  通过允许用户在做出购买决定之前,使用为期 120 天的评估包,评估和测试大部分 Windows Embedded Server产品,Windows Embedded Server在上降低用户投入成本。

  解决方案优势评估

  ABB评估了Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems 环境,面发现其对产品研发来说是适合、秀的平台,不仅因为开发者对基于Windows系统的开发相当熟悉,而且它也是具有极高的安全性的灵活操作系统平台。采用Windows嵌入式产品,与同类技术产品对比,具有多方优势:

  极高的性价比:高端控制中心,用于监控整个电网,但占地面积大、造价高;低端控制器,虽然体积小,但可查询的数据、信息量都很小。SYS 600C基于Windows Server 2003 For Embedded Systems构建,结合行业成熟的MicroSCADA Pro技术,仅仅用一台普通的PC Server,即可完成大部分监控及管理功能,且价格适中,具有极高的性价比和市场定位。

  良好的兼容性:能够与x86平台上的各种硬件及外设,良好兼容,已于拓展。另一方面,同已有的管理软件也可以良好兼容。

  可维护性好:客户的很多分支机构,比如变电站等,可能地处偏僻,能够维护设备的人力有限。基于Windows Server 2003 For Embedded Systems构建的SYS 600C,具有良好的人机界面,与普通服务器操作完全一致,极大的降低了维护人员的要求。即便是系统出现问题,插入随机提供的OPK恢复光盘,只需要重新启动计算机,即可恢复系统。

  可定制性:OPK(OEM preinstallation kit)为ABB提供了良好的可定制性。这包括

  ●免激活。通过在系统中预制的激活机制,客户开机即用,无需激活。

  ●定制个性信息。在系统中添加公司logo、品牌及业务联系方式。

  ●灵活安装方式。提供多种灵活的预安装方式, 如CD安装, 网络安装, 或端到端。

  ●预制驱动程序。对于未提供内置支持的硬件设备, 允许在操作系统上预安装驱动程序。

  ●预制软件安装。允许在光盘中提前预安装其他应用软件。比如ABB开发的数据监控软件。数据监控即对于网上流动的数据,首先按事先设定的截获原则完成有效截取,然后对截获下的数据进行数据还原,对 还原后的数据进行分析并作出某种控制决定。可见网络监控需分三个阶段,先完成数据截获,然后是数据的还原,才是进行控制。

  长生命周期优势:虽然微软嵌入式产品技术,与普通服务器一致,但其供货周期均在10年以上,Windows Server 2003 For Embedded Systems更可以持续到2018年。另一方面,在微软嵌入式产品新版本发布后,微软将帮助客户及时升级到的平台。这些特性,与同行业其它嵌入式产品相比,微软嵌入式产品服务、更新及完善更具有可持续性。这一切,都极大的拓展了SYS 600C的生命周期。

  解决方案实施

  ABB基于微软Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems所开发的Compact SCADA SYS 600C,可以对变电站内一/二次设备进行监控。它功能强大,结构紧凑,既可用于大型的枢纽型输电变电站,也可用在一般的配电变电站中。SYS 600C系统没有任何可以移动或易碎的零部件。系统易于扩展。由于应用的框架结构,在工业或供电系统的应用中,SYS 600C可以作为通信网关、控制中心的HMI,HMI是Human Machine Interface 的缩写,“人机接口”,也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介, 它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在 着人机界面。也可作为通信服务器使用。

  方案实施后,电力系统工程师可以根据使用需要,对产品进行灵活配置,并且可以实现远程登录和访问,在操作上和使用上深受工程师的好评。

  2009年,ABB成功与国内某大型纸业集团签署了采购协议。该纸业集团首批采购了近20台紧凑型服务器设备,用于支持该纸业集团日益强烈的电网升级监控需求。ABB已和国内5家厂商签订采购意向,产品优势十分明显。

  三、 收益

  由于采用了基于Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems技术的嵌入式平台解决方案研发,在整个产品研发与推广实施的过程中,ABB公司与其客户达到了预期目标并获得了多方面的收益,这些收益包括:

  安全高效,产品广受赞誉

  ABB根据电力系统的使用需求,Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems自身具备良好的安全特性以及可定制性,对系统模块进行有针对性地裁减,从内存保护、组件精简、系统防护、用户操作以及外设接入等方面全面提升嵌入式系统的安全性。一方面可以全面满足电力系统客户操作的全部需求,到高效运行、长时间开机依然运行顺畅、稳定等目标。

  由于SYS 600C是ABB公司基于Windows Server 2003 For Embedded Systems构建的新一代产品。目前已经申请,有效的填补了国内电力监控系统空白。

  快捷维护,省时省力

  微软嵌入式渠道为客户提供特有的OEM Pre Install Kit可以方便客户打包系统,ABB将应用软件整合到订制化后的Image 中,并制作成恢复光盘,有效节省终用户维护及升级的成本。

  快速研发,占领市场

  用于定制及开发电力系统紧凑型服务器终端的Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems系统,具有和Windows Server 2003桌面操作系统原生兼容的特性,开发人员无须学习新的开发环境,直接使用熟悉的Visual Studio集成开发环境即可为Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems开发应用,有效缩短了新产品研发周期。Visual Studio 是微软公司推出的开发环境,Visual Studio 可以用来创建 Windows 平台下的 Windows 应用程序和网络应用程序,也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和 Office 插件。Visual Studio 97 是早的 Visual Studio 版本。包含有面向 Windows 开发使用的 Visual Basic 5.0、Visual C++ 5.0,面向 Java 开发的 Visual J++ 和面向数据库开发的 Visual FoxPro,还包含有创建 DHTML (Dynamic HTML) 所需要的 Visual InterDev。其中,Visual Basic 是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。从任何标准来说,VB都是世界上使用人数多的语言——不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面(GUI)和快速应用程序开发(RAD)系统,可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库,或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。

  得益于通用的开发平台,ABB的紧凑型服务终端系统SYS 600C,在不到一年的时间,就实现了从研发到批量生产。ABB已在全国范围内的5家企业全面展开合作,目前已经成功上线80多套基于Windows Embedded开发的Compact SCADA SYS 600C产品。

  基于Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems的电力监控系统研发,有力提升了开发商的业务成长速度,也使得应用设备的厂商在竞争中处于优势地位。

  Windows Embedded 简介

  Windows Embedded 系列产品帮助您将远景和独创性转化为卓越的商业成果。这些系统结合的工具和支持服务,使您掌控所要开发的产品,加速产品上市时间以及实现行业的技术支持。Windows? Embedded 还包括 :

  Windows Embedded CE

  Windows Embedded CE 6.0作为业内的软件工具,Windows Embedded CE 6.0将为多种设备构建实时操作系统,Windows Embedded CE 6.0 允许您使用组件化的实时操作系统开发占用空间小的设备。Windows Embedded CE 中的组件化功能已针对以下设备进行了优化:内存和处理资源有限的小设备、需要电源管理功能的移动设备、需要丰富的联网和通信标准的下一代设备或需要对中断做出确定性响应的实时设备。便携式导航设备和通信设备都属于基于 Windows CE 的设备。

  Windows Embedded Standard 7

  Windows Embedded Standard 7 是 Windows 7 的完全组件化版本,使开发人员可以构建运行成千上万种现有 Windows 应用程序和驱动程序的商用设备和消费类设备。 使用 Windows Embedded Standard,您可以优化设备上操作系统的空间占用量,因为您可以只选择所需的驱动程序、服务和应用程序。

  Windows Embedded Enterprise

  Windows Embedded Enterprise 产品是 Microsoft 的 Windows 桌面操作系统的完整功能版本,旨在支持需要 Windows 应用程序兼容性和部署自定义用户界面的灵活性的专用嵌入式设备。如果空间占用量不是问题,开发人员在构建安全应用程序时,可以利用 Windows Embedded Enterprise 的不同可视化用户界面、连接功能和可靠性。采用 Windows Embedded Enterprise 的成功应用包括网亭、ATM 系统、POS 设备、销售终端-pos(point of sale)是一种多功能终端,把它安装在信用卡的特约商户和受理网点中与计算机联成网络,就能实现电子资金自动转帐,它具有支持消费、预授权、余额查询和转帐等功能,使用起来安全、快捷、可靠。复杂的工业自动化控制器、复杂的医疗设备以及游戏机。


  
关键词:监控

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