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论用Linux/P构建电力系统SADA通用平台

论用Linux/P构建电力系统SADA通用平台

点击数:7160 次   录入时间:03-04 11:46:02   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
  其它如双电源技术,都已经非常成熟。随着时代的进步,越来越多的RISC系统技术应用到普通PC中,也使得CISC与RISC的差距慢慢缩小,从现有条件看,完全可以在PC平台上,用最少的投资,构成性能非常不错的系统。
5 Linux操作系统及其应用
5.1 Linux的现状与广泛的支持
  Linux从推出至今,不过短短10年时间,在这10年中,它的发展速度超过了以往任何一种操作系统,经过10年的发展,Linux不仅成熟起来,而且得到了非常广泛的应用。
  Linux内核的发展一直掌握在Linus所领导的一个开放小组的统一控制下,这既保证了Linux的稳定发展,也使得各种好的建议能纳入新版本的计划中。
  随着商机的出现,Oracle、IBM、DELL等大型厂商也正式对外宣称支持Linux,Oracle推出了其著名数据库Oracle的Linux版本,IBM更是斥资10亿美元,放弃其AIX系统的继续研发,转而在其所有硬件平台上采用Linux。
  现有被广泛使用的Linux发行版主要包括我国的RedFlag(红旗,已经成功应用于银行———中国农行、嵌入式系统———福利彩票系统、政府机构以及陕西电力等),北美的RedHat(红帽子,已经被广泛应用于各行各业,如电影特效处理等),欧洲的SuSe(德国)等,这些发行版都依据Linux内核以及桌面系统版本的更新而不断推出新的版本,每个系统的国际性支持都在不断提高,目前发行版都可以很好地支持中文输入与显示。
  在外围硬件的支持方面,虽然PC的各种配件很多,供应商也非常多,甚至比较杂乱,但都有PC  兼容的标准,随着Linux的推广普及,各种常用配件、甚至工业领域的专业配件,也都有了Linux版本的驱动,这个范围还正在进一步扩大。
5.2 Linux的特色
  Linux在PC平台上出色的性能表现是众多用户选用Linux作为他们的商业服务器的主要原因之一,与WINOOWs相比,在多任务、多用户的网络环境下,Linux的性能远远超过WINOOWs[5],这是Linux先进的进程管理、内存管理以及高性能的文件系统所决定的[6]
  Linux实际上是从Unix发展过来的,应该说是Unix的一种变体。Linux继承了Unix稳定可靠的特点(通过系统机制来保证),正因为如此,威胁Win-dows系统、数据安全的各种病毒在Linux下就几乎不存在。而且,现在每个Linux发行套件中都包涵功能强大的防火墙,可以很好地限制来自网络的各种访问,有效地提高了系统的安全性。
  Linux操作系统内核统一,在可移植性方面Linux目前的主流硬件平台还是PC,但这并不意味着它不能在其它平台上使用,最新的Linux 2.4.x内核支持包括IA32/IA64/SPARC/ALPHA,甚至几乎所有大型机、巨型机系统硬件平台。
  由于采用现代内核机制,Linux的内核具有模块可加载特性,这意味着用户在不修改内核源程序的情况下就可以根据实际需要定制内核中功能部分,使得系统更专业,具有更高的效率。与WINOOWs和传统的Unix相比,这个特点非常突出。Linux系统也正是基于这一系统架构,非常完美地实现了多硬件平台、SMP等特性,使得内核的系统性非常强,移植也很方便。
  新的Linux 2.4内核版本开始支持日志文件系统,这种文件系统与传统的FAT、NTFS文件系统比较,关键在于对整个文件实现日志管理,不仅能提高了访问大量小文件时的效率,而且在文件系统出现问题时,也能够自动快速恢复,这一方面降低了维护难度,另一方面增加了文件系统的数据可靠性。
  Linux最具特色的地方是Open Source,Linux从内核到每一个发行版都包涵几乎所有应用程序,都是在GPL原则下开放源码的,这样,用户不仅能修改源码达到定制系统的目的,而且也能在GPL原则下,重用所有的代码,来实现自己的功能。Linux的源码库是一个宝贵的资源,它不仅为我们提供了学习操作系统的最好环境,而且也为我们编制自己的应用程序提供了宝贵的源代码资源和系统思想。另外,Linux下的程序设计语言及平台非常丰富。值得一提的是Delphi和C++Builder两大开发环境的设计商Borland公司最近推出的Kylix 3.0,它不仅提供了Linux平台下类似Delphi的软件开发环境,甚至提供了与Delphi兼容的源代码,这样一来,我们在Delphi@WINOOWs下开发的软件,就能很容易地通过Kylix移植到Linux平台上运行[7]
5.3 Linux在商业与军工各方面的广泛应用
  Linux的商业应用已经非常广泛,著名电影TA-TANIC中的几乎所有电脑特技,后期影片处理都是在Linux系统下完成的。目前全世界的Web服务器有超过60%采用Linux+Apache构建,很多商业数据库也采用Linux作为系统平台。实践表明,在重负荷、大访问量的网络服务器上,采用WINOOWs/服务器不能达到要求,而使用Linux/服务器或Linux/PC-Cluster就能解决这一问题[8]
  Linux在工业控制领域乃至军用方面也已经越来越广泛。例如欧洲的AutomationX工业控制软件就是基于Linux平台的(www.mnrcan.com)。我国电力系统对Linux也有尝试性的使用。而嵌入式Linux更是被广泛应用于各种场合,例如PDA、彩票机、甚至照相机中[9][10]
6 利用Linux/PC构建电力SCADA通用平台的实现方案  
  按照电力系统的要求,采用现有的技术条件,完全可以配置一系列性能价格比比较高的、符合电力系统各级别需要的系统平台,下面给出了一种可能的实现方案。
  硬件:PC工控机或PC服务器,可选配置有对称多处理器(SMP,双处理器或4处理器)、冗余磁盘阵列(RAID,基于SCSI或IDE硬盘)、自动故障冗余双口网卡(AFTNIC),以及双机冗余配置。
  软件系统:Linux(RedHat 7.x或SuSe 7.x~8.x或者RedFlag 3.x)操作系统;基于XWINOOWs的图形窗口系统(XFree86+OpenMotif桌面管理);MySQL或Oracle数据库;gcc、gtk、qt等c/c++开发环境、接口库;kdevelop、kylix等集成开发环境;IPv4以及IPv6网络支持;UnixODBC可支持通过ODBC访问外部微软ODBC引擎驱动的商业数据库系统,如SQLServer等。
  对于110kV及以下变电站后台监控,可以采用简单PC工控机,开放源码的高性能MySQL数据库,配合Linux强大的网络功能,可以方便快捷地构建一个开发平台。
  对于220kV变电站后台监控,可采用SMP双处理器系统,沿用TCP/IP网络通信,提高系统处理大量IO数据的能力。对稳定性以及数据安全性要求较高的变电站,可在单机中采用IDERAID,并进行双机冗余配置。数据库可采用MySQL或商业数据库如Oracle等。
  对于重要的220kV变电站或500kV枢纽变电站,可以对单机采用SCSIRAID、双网冗余、双电源冗余技术,并采用双机冗余配置。数据可采用商用Oracle数据库或Sybase、DB2等数据库。这样便能使整个系统达到非常高的安全稳定可靠水平。
7 结语
  随着技术的发展,计算机软硬件平台也出现了统一的趋势,事实上,我们今天看到的PC和与之对应的微型机、小型机等都已经远远超出了其最初的定义;各种技术的揉和更使得它们在速度、稳定性等各个方面都越来越接近,PC也开始在很多服务领域取代了以往的高端服务器;而落后于硬件发展的操作系统在三大实力分割天下的局面形成之后(MSWINOOWS、UNIX、LINUX),又在版权、持续研发费用、以及操作系统本身适应现代操作系统的技术特性等因素的作用下,也开始出现两极分化的大趋势,即逐步淘汰Unix,继而用Linux取而代之,IBM、Oracle以及HP等大型厂商的支持就是最好的证明。就现在而言,虽然Linux/PC平台依然具有其难以克服的弱点(除内核外的很多软件稳定性较差,尤其是免费的X桌面管理系统,中文支持还不够理想等),但采用Linux/PC构建电力SCADA系统通用平台,无论从技术性、安全性、实用性上看,还是从经济性方面考虑,都不失为一个好的选择。

参考文献
[1] 中华人民共和国电力行业标准.220kV~500kV变电所计算机监控系统设计技术规程(报批稿).中华人民共和国国家经济贸易委员会发布,2001
[2] Dan Byron.Increasing Availability atthe Cost of Reliability,
http://ftp.us.dell.com/app/1 q02-Byr.pdf,2002.2
 [3]   Steve Hogge and Bo Zhou.Understanding Server-Based RAID Using Ultra ATATechnology,http://ftp.us.dell.com/app/iq02-Hog,pdf,2002.3
 [4]   Database Environments,http://ftp.us.dell.com/app/raidma-na.pdf,2001.5
[5] John Kirch.Microsoft WINOOWs NTServer 4.0 versus UNIX.http://kirch.net/unix-nt/,1999.8.
[6] 毛德操,胡希明.Linux内核源代码情景分析[M].杭州:浙江大学出版社,2001.5.
[7] 乔林.kylix程序设计-类库参考手册[M].北京:中国铁 道出版社,2002.4.
[8] Hewlett-Packard and GSI,Linux PC Clustering.http://hp-linux.cern.ch/,1999.4.
[9] 王学龙.嵌入式Linux系统设计与应用[M].北京:清华大学出版社,2001.8.
[10] 王永福,等.基于Linux的能量管理系统[J].电力系统自动化,2001,(10):55-58.

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