发电机组综合信息管理系统的设计与实现

    摘  要：采用三层数据库技术，以局域网用户（包括远程用户）为对象，建立数据库服务器、应用程序服务器和客户应用的火电机组及电力传输网方面的技术信息管理系统。通过对数据的采集、分析和处理，找到生产过程中规律性问题，发现机组设备运行缺陷，为设备故障的及时、快速、准确诊断提供信息支持。
    关键词：计算机信息管理系统;局域网;设计;数据库;客户应用;发电机组

1概述
    目前，我国电力企业管理信息系统的建设已进入了新的实用化阶段，但大部分所涉及的数据是管理或实时运行参数，发电机组或设备的检修、安装、设计参数及相关技术标准等数据很少进入MIS系统，而这些数据对于机组的可靠运行和故障分析来说是非常重要的判断依据。发电机组综合信息管理系统就是利用现代信息技术和计算机管理手段，建立火电机组及电力传输网方面的技术信息管理系统。使专业技术人员通过对这些数据的分析和处理，找到生产过程中的规律性问题，发现机组设备运行缺陷，为故障的及时、快速、准确诊断提供信息支持，从而提高电力生产安全运行水平。
    本系统的设计目标为快速、准确地把发电机组的设计规范标准、安装信息、机组调试信息、检修信息、故障处理信息、运行状态信息及实用的计算方法等复杂信息，通过方便的输入方法存到数据库中，使局域网中的用户可以直接查询机组信息，远程客户通过PSTN（ISDN）也可方便地进行查询。
2系统结构设计
2.1系统体系结构的选择
    随着计算机技术的应用普及和发展，数据库技术越来越成熟，采用数据库技术来设计这样的系统也越来越容易。一般来说，实现这样的系统可采用3种体系结构：客户/服务器（C/S）模式；客户/服务器/数据库（C/S/D）3层结构模式；浏览器/服务器/数据库(B/S/D)3层结构模式。
    C/S模式的优点为：将应用逻辑与数据分离，实现了在网络上的负载均衡，充分利用了网络服务器的处理能力。客户只需将请求送给数据库服务器，数据查询工作由服务器承担，服务器的能力可以得到充分发挥。但是其缺点也逐渐暴露出来：由于计算机技术的快速进步和企业需求变化的加快，企业面临的硬件、网络操作系统、数据库系统、开发工具以及应用系统的升级周期越来越短，因此系统维护费用变得越来越高。在客户端必须安装特定的操作系统、中间件和应用系统等才能工作，而应用系统安装、升级的维护需要专业人员进行，且必须各站点逐个安装，使客户端的维护工作量非常大。
    B/S/D模式采用标准的TCP/IP、HTTP传输协议，客户端通过单一的浏览器访问WebServer以及相连接的后台数据库。B/S/D结构具有使用简单，易于维护等特点，但是这种WEB数据库的开发采用CGI（通用网关接口）、ASP（动态服务器网页）、PHP（超文本预处理器）等技术，对于实现复杂的业务逻辑系统及交互式用户界面比较繁琐，且速度较慢。由于发电机组综合信息管理系统的应用主要针对本单位局域网用户（包括远程用户），因此选择了C/S/D的3层数据库模式。该模式是将C/S模式下的客户端应用分为2部分：将程序功能和数据库操作作为应用程序服务器，将输入/输出界面和网络通讯作为客户应用程序（瘦客户）。客户端只负责用户的输入/输出和网络通讯工作，应用程序服务器负责核心的、易变的业务逻辑。这种模式消除了C/S模式中客户端应用软件分发的问题，而且与B/S/D模式相比，客户应用与服务器应用开发更简单、灵活，客户端程序比IE浏览器有更好的安全性、可靠性和更快的速度。
2.2硬件体系统
    硬件体系统结构如图1所示。

2.3软件体系统
    软件体系统采用3层数据库技术来实现，即以局域网用户（包括远程用户）为对象，建立数据库服务器、应用程序服务器和客户应用的3层数据库的通用信息管理系统，使授权用户能快捷方便地编辑、浏览和查询有关信息。软件体系统结构见图2。
    本系统服务器端采用Windows 2000 Server操作系统，以 ORACLE 8i为数据库平台，开发工具采用前沿开发工具之一的Delphi 6.0，客户端可为Windows 98/2000/XP 操作系统。

3系统实现的功能
3.1主要功能
    本系统针对电力生产服务中对发电机组设备技术信息的需求，做了详细分析，设计了如下主要功能：用户及权限管理，目录树管理，信息文档管理，信息查询，信息输出处理，扫描仪输入接口，邮件管理，公告板管理，辅助功能，浏览历史记录和显示在线用户等。
3.2功能实现
    系统设计有4个程序：服务程序、客户程序、有关参数设置程序和扫描仪接口程序，分别完成不同的任务，重点在服务程序和客户程序。
3.2.1服务程序
    运行于中央服务器，负责程序功能、用户请求调度和数据库存取，它是本系统的核心部分。为使客户端程序能访问服务器上的服务程序，它们之间的通信采用DCOM协议实现。
3.2.2客户程序
    安装在系统的各用户端，主要进行用户及权限管理、发电机组综合信息数据输入、修改、浏览、查询、打印处理、邮件、公告板等操作，实现类似于IE的专用客户浏览器功能。
    本系统收集的数据是各发电机组设备的技术档案，是为专业技术人员及管理部门提供决策依据的，各类信息的输入及浏览、共享要有一定的权限设置。系统在设计过程中综合运用了Linux进程管理、用户权限管理及Windows 2000的资源管理器和网络用户共享权限思想，使程序具有较好的结构、规范而统一的操作方法。客户端界面风格类似于Windows操作系统的资源管理器，信息文档管理采用目录树结构方式，而且可由用户任意设定目录树的结构，这是本系统与其它信息管理系统的不同之处。由于本系统所收集的信息是专业技术人员在实际工作中逐渐积累起来的，其数据格式多种多样, 如文本、图像、声音、视频等。所以，本系统要能管理任何数据类型的信息文档，如：Word 文档、Excel文档、文本文件、声音文件、视频文件甚至是可执行文件(*.exe)，该功能是基于ORACLE 8i来实现的。ORACLE 8i是一个面向Internet计算环境的数据库，对ORACLE数据服务器的几乎所有方面都有增强，尤其是对媒体数据类型支持方面，能够管理Internet应用和传统应用中的所有多媒体内容，包括图像、音频、视频、文本和位置信息，并支持对WEB应用的强大的文本检索能力。本系统充分利用了ORACLE 8i的这些特性。
3.2.2.1用户管理
    主要实现系统用户的添加、删除、修改及用户工作组划分等功能。用户及组的划分使信息文档在网络上共享时，可方便地设置输入、浏览权限，防止宝贵的技术资料泄密。用户有3种类型，分别是普通用户、高级用户和系统管理员。为方便管理和设置相应权限，可将用户分成组，一个用户可属于多个组。
3.2.2.2目录树管理
    目录树类似Windows操作系统中的文件夹，可由本系统信息数据的管理部门构造（具有相应权限的用户）。如总的目录树下可设 “电厂”、“模板库”、“应用程序”等目录，“电厂”目录下可建立“西柏坡电厂、“石家庄热电厂”等子目录，各电厂目录下又可分专业，如图3所示。

3系统目录结构示意图
    系统管理员和被授予完全控制权限的用户能编辑目录树, “新增同级目录”和“新增子目录”功能可实现任意添加多级目录及其子目录项，调整目录项的相对位置。还可进行删除、取消等操作，也可将任一目录设置为共享，指定可浏览、编辑该目录的用户和工作组，设置该目录的审核权限。为使本系统中的数据更真实、可靠，系统设计了数据审核流程，系统中的文档可实现10级审核，0级为不审核，1级为第一级审核，最高为10级，审核的顺序是从1 级开始逐级进行的，前一级未审核时，后一级不能进行，并且审核人只能编辑、修改自己的审核意见，对其它人的审核意见只能浏览查看。
3.2.2.3信息文档管理
    目录树的管理和信息文档的管理是本系统核心模块，目录树把文档组织起来，方便管理和查询，是系统的骨架。而信息文档是系统的血肉，两者缺一不可。文档管理包括文档浏览、编辑、修改、审核和应用。
    a. 文档浏览打开一个目录后，右边文档显示栏显示出其对应的文件信息，如文件名称、类型、审核情况以及修改时间等，用鼠标左键双击该文件名即可打开浏览具体的文件内容，单击鼠标右键，通过快捷菜单还提供了不同的“查看”方式、几种“排列图标”方式和“刷新”等操作。
    b. 文档编辑实现文档的添加、删除、拷贝、粘贴等，这些操作功能都放在其快捷菜单上，只有被授予完全控制和写入用户才能使用这些功能。
    c.文档修改和审核当用户被授予完全控制、文档的创建者或是写入用户且审核级别大于0时，可以使用 “文档修改和审核”功能进行修改和审核，即添加关键词、修改文档内容、加入审核意见等。
    d. 文档应用提供用Windows默认软件打开、另存文件、查看审核意见、合成输出到Word、信件发送和公告板发送等功能。其中，合成输出到Word是把当前文档内容和所有该文档用户的审核意见输出到Word，形成新的文档，然后根据用户的需要进行加工处理。专业技术人员利用此功能可对查询出的信息进行分析和综合，提取有用的数据作为参考，方便故障的诊断和处理。
3.2.2.4信息查询
    主要实现信息检索和处理。可根据实际需要，按关键词、文件名、目录名进行检索，还可指定检索范围：当前目录或所有目录。对于检索到的文档，既可输出到文件（另存），也可以输出到Word进一步处理，还可以用Windows默认的软件打开处理。
3.2.2.5邮件管理
    邮件管理可使本系统中的用户相互收发邮件，是Intranet邮件系统的简化版，提供邮件发送、浏览和处理等功能。
3.2.2.6其它功能
    实现公告发送、浏览、处理等的公告板管理；浏览历史记录，显示曾访问过的文档信息；显示当前在线的用户等。
3.2.3有关参数设置程序
    实现把客户端程序的服务器名称设为程序服务器及数据库系统所在的服务器名称或IP地址，方便客户程序与服务程序之间的连接。
3.2.4扫描仪接口程序
    提供连接扫描仪的接口程序，能将图片扫描且输出成BMP格式并保存。
4数据关联分析
    在本系统中，所涉及到的数据有信息目录树数据、具体信息数据表、系统用户表、工作组表、在线用户表、权限设置表、公告板表、电子邮件表、文档审核表等多个数据表，基于通用设计目标，数据组织较为复杂，所以采用了多种数据关系模型来实现。数据之间的关联如图4所示。

5远程访问的实现
    本系统不仅可以在局域网中使用，专业技术人员出差在外时，可以通过PSTN方式（见图1），经过远程访问服务器，以合法用户身份查询有关数据。
6结束语
    本系统功能完善、使用简便、维护容易、便于扩展，具有较长的使用生命周期，已在河北省电力试验研究所局域网中使用，收集了河北省南部电网部分发电机组设备的技术数据，建立了数据库、模板库和方法库，并结合研究和试验成果，建立了汽机振动模型、机组热经济分析模型库，具有较强的实用性，为更好地服务于电力生产提供了信息资料保证,为河北省南部电网发电机组的可靠运行和故障诊断提供了可靠的技术依据。经管理员授权后，河北电力信息网内的用户也可使用本系统，实现发电机组技术资料更大范围的信息共享，为基层单位专业技术人员及管理部门提供可靠的决策支持。

（1.河北省电力试验研究所，河北石家庄050021；2.华北电力大学，北京102206）

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