PCM嵌入式软件概要设计V10.docx

分布式能源箱变测控装置规约转换模块项目软件（系统/概要）设计说明书项目令号：担当部门：微网所编制：刘亮E-mail/Tel：审核：会审：批准：国也南京自动化股份有限公司软件系统/概要设计文档修改记录日期作者修改内容1.0刘亮仞始版本，描述PCM嵌入式软件的系统概要设计。注1：每次更改归档文件（指纳入用过基我的文件时，篇填写此友.注2：文件第一次归档时，“更改理由”、“主要更改内容“栏写“无”.摘要本文对分布式能源箱变测控装邑规约转换模块（简称规约转换模块，PCM）的嵌入式软件的总体架构设计进行描述.PCM配套的配置工具主要牵涉到数据库设计和界面设计，不包含在本文档的叙述范围内。PCM以数据采集、转发为核心功能,嵌入式软件在架构设计上采纳了数据中心模式。为保证数据转发效率，采纳共享内存方式的实时数据库设计.为减小系统模块的耦合，给系统扩展留有足够空间，系统采纳多进程方式独立实现各了功能,各了功能模块通过进程访问接口（PAD进行通信，通信方式包括信号量和共享内存两种。为提高软件的兼容性，系统设计了硬件抽象层（HA1.）模块和数据库访问接口（DAI）模块，将硬件平台和数据库的操作进行统一封装为提右系统的稳定性，设计了守护进程模块。守护进程通过信号量握手来监控实时数据库进程、通信规约进程等其他进程的运行状况，可以在被监视的进程发生异样时对其刚好修史.书目第1篇概述21.1 范围21.2 设计依据21.3 术语、定义和缩略语21.3.1 术语、定义21.3.2 缩略语3第2篇系统总体设计32.1 体系结构概述32.2 系统体系结构2.3 标准化设计1.1.1 块标准化设计51.1.2 接口标准化设计51.1.3 界面格式51.1.4 编码约定61.1.5 注糅约定62.4 系统版本规划72.5 系统处理流程82.6 子系统说明92.6.1 实时数据底RDB92.6.2 历史数据库HDB92.6.3 通信规约模块102.6.4 协助模块IO2.6.5 守妒进程模块102.6.6 网关模块Il2.7 系统数据结构设计Il2.7.1 逻辑结构设计要点112.7.2 物理结构设计要点Il2.7.3 数据与子系统关系Il2.8 开发和运行环境Il2.8.1 谀件环境112.8.2 软件环境122.8.3 外购件分析122.9 牢靠性设计122.10 可测试性设计122.11 平安性设计132.12 出错处理设计132.13 设计依据与需求跟踪第3篇系统运行说明3.1 配置说明3.2 系统应用方式3.3 代码书目说明未定义书筌第4篇技术方案总结164.1 关健技术何趣说明164.2 技术复用说明16第S篇总体进度安排175.1 项目分解175.2 完成时间17第6熊考文献186.1 卷考文献18第1篇柢述1.1 范围本文件规定了分布式能源箱变测控装巴规约转换模块（简称PQO的软件总体设计及运用的关键技术等，主要困绕PCM的嵌入式软件进行阐述。PCM的配置工具并不在本文档中进行说明。1.2 设计依据GB/T13729-2002远动终湍通用技术条件D1./T630-1997沟通采样远动终端技术条件D1.5002-2005地区电网调度自动化设计技术规程D1.5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程D1./T559-2007220kV-500kV电网维电爱护装置运行整定规程D1./T5103-199935kV-110kV无人值班变电所设计规程D1./T5149-2001220500kV变电所计算机监控系统设计技术规程D1./T872-2001小接地电流系统单相接地爱护装置D1./T860.3-2004变电站通信网络和系统第3部分总体耍求D1./T667-1999远动设备及系统第5部分-传输规约第103篇-维电爱护设备信息接口配套标准D1./T634.5101-2002远动设备及系统第5701部分：传输规约基本远动任务配套标准D1./T634.5101-2002远动设备及系统第5704部分：传输规约采纳标准传输协议子集的IEC60870-5101网络访问13术语、定义和缩略语131术语、定义本文件应用了以下术语和定义:配置数据库存储工程配置的数据库，文件形式，由配置工具产生历史数据库存储历史事务的数据库,文件形式，非易失存储实时数据库存储实时数据的数据库,处于内存中，掉电消电进程OS进行资源安扑和调度的基本单位，可理解为动态的程序。共享内存可被多个进程共享的物理内存，进程间共享数据最快的方法前端规约进程PCM和前端装置之间的通信规约进程后端规约进程PCM和后台粽自系统之间的通信规约进程守护进程PCM中启动、监视、限制其他进程的进程配置工具主机端运行的App,负货配理数据库相关的操作网关进程PCM上运行的网关进程，负责调试功能相关的用户交互硬件抽象层对PCM底层硬件操作进行封装的库，便利跨平台移植132缩略语本文件应用了以下缩略语:PCMProt<olConvertM<xlule规约转换模块HDBHistoryDataBase历史数据库CDBConfigurationDataBase配置数据库RDBReal-timeDataBase实时数据库HA1.HardwareAbstract1.ayer硬件抽象层PAlProcessAccessInterface进程访问接口DAIDatabaseAccessInterface数据库访问接口第2篇系统总体设计2.1体系结构概述PCM的主要功能是数据采集转发。在嵌入式软件的系统设计中,主要采纳数据中心架构，协助以适配器方式的接口模块.PCM中，数据中心角色由RDB扮演，监视方向和限制方向的信息都须要经过RDB的中转，实现通信规约的转换，继而实现系统内部的通信。HA1.、PAl和DAl是PCM功能模块中的公用模块，他们的详细接口见相应的设计文档。他们事实上扮演了针对系统硬件平台、数据库操作、进程间通信的适配器角色.通过这3个模块，可以将系统的其他功能模块实现功能解耦，提高了系统的可维护性。详细的体系结构参见图1.2.2系统体系结构图IpCM嵌入式软件系统结构示意图系统具有三个数据库：RDB,HDB和CDB.CDB由配置工具离线产生.，以文件形式供应了工程项目中的各相关配鼠：RDB是内存形式的数据库，存放的是微网系统中的实时SCADA信息；HDB是文件形式的数据库，存放的是符合特定条件的SCADA历史信息。HA1.封装J'PCM底片硬件的驱动操作，为调用者供应了统一、便捷的硬件访问接口，使得我他功能模块与详细的硬件隔离，提高了软件的可移植性。DAI封装了数据库的驱动操作，使得调用者无需关注详细的SQ1.、数据库连接等操作，将数据库的表结构与详细应用隔离开来，为开发后期可能出现的数据库移植、表结构更改用卜.余地,PAl封装了进程间通信接口,它方面将困难的进程间通信封装成易调用的阵函数，另一方面也供应了类似于面对对象设计中接口适配器的功能，便利应用的开发和调整。前端通信规约模块通过HA1.与微网系统中其他装置进行通信，获得系统的SCADA信息，并通过PAI接口将其传入RDB保存。后端通信规约模块通过PAI访问RDB,将系统的SCADA信息以特定规约的数据单元格式进行封装，通过HA1.转发至微网系统的后台粽自系统.通用网关接口模块由Web服务器调用，为用户供应数据查询、数据修改、装置限制等PCM相关的调试功能.守护进程模块负责监控其他进程的运行状态，在出现异样状况时进行更原处理，保证PCM系统的正常稳定运行。23标准化设计23.1 模块标准化设计由RDBHA1.、DAI、PAl牵涉到详细的数据库表设计和平台底U硬件操作封装，CGI模块与详细的网页恳求绑定，因此上述模块无法进行模块标准化。但是通信规约模块的数据处理部分可以进行标准化,供其他产品项目运用。23.2 接口标准化设计本系统将对HA1.、DAI、PAl的接口进行标准化，为项目后期的平台移植、数据库调整、功能扩展等状况预留兼容性操作空间，以提高同系列产品的研发质量和效率。233界面格式PCM的界面主要有两部分：配置工具和WCb页面。配置工具负责产生配置数据库，其界面设计需结合配置数据库的设计进行设定，不在本文档说明范围内.Wcb页面主要向用户供应PCM的在线调试功能，其主要页面及各页面涉及的功能见下图。设备运行状况概述登录页面1）川4名Mu令方式的十支；2）酸证若电日A验证信息存入会话支崎；B）跣收至主页，3）Ift证未通过提小锚况信息：B）停印在本页而I）北行状态A：各划伯口口的餐口、伏.5：B）当前的应用的件版本:C）与林运行的选门名称、PlD2）设备控制（IB机IR）A«!作功能照试例如信号灯B） i4RttC） WCb服务/后主页功能概述1检式用户访问权取.2）弟供各子贝修的？肌,A）&计运行状况B）殡H状况O在他国试1项目状况概述I）¾Hft2）按伍at分类的设法列表显示I3）而统传发发噗时值息超示，4）井设缶中点的实时偏息Si示:5）历史数拗噂伤息显小客户端I）京甥包/取、显示IA）过渔M设置2）AXWtti3）必怒.阳置信£修改,在线调试概述服务器网关功能概述I）tt11mftite;ttuftt¾访月权以；2）数据仔询©度：HiWURlVtt.强取相关信息推送至客户屈雅小3）数据修改力低，板"URI祭It何改实时数据柞、配制数据柞内存4）文件怆俭用俯，数据dm取以文件形式发送至客户端.5底以操作动情；我R信号灯控剂等6）Wcb股务小白功能图2Web系统页面功能设计23.4 编码的定建议在编程开发时采纳应用型匈牙利命名法。23.5 注释的定无。23.6 统版本规划各了模块的版本应采纳.yy形式。X表示大版本号，在设计未做大的调整的状况下应保持X不变，仪在模块的设计发生大的变更、接口进行调整、研发阶段变更（阶段、B阶段）时修改，且以步长为1递增：y表示小版本号，在开发者进行bug修正、律法调整等不影响与其他模块接口的状况下，以步长为I递增。X初步定为13,1表明研发阶段，2表明系统测试阶段，3表示发布阶段。25系统处理流程PCMn¾I：UUOSl1.k-21。城W本0M、；QTlV.M»$ql.AptwFK号Kfl的格M女M，昭前|16内容"：包陆，A)WWc*三B>r!4jSSM.FTPmc»a>-tHiwn三主程序I-7K-i*>V2>冬阳UJhA)wrWWfB：匕攫£大歌.*Airi通川ft媒Ce欢，I)mttM94H«HttS11<HU)U