【毕业学位论文】（Word原稿）发电厂监控信息系统的设计与开发-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 公开 硕 士 学 位 论 文 发电厂 监控信息 系统的设计与开发 文摘要 I 中文摘要 厂级 监控信息系统 in 处于燃煤电厂分散控制系统（ 及相关辅助程控系统与全厂管理信息系统（ 之间的一套实时监控信息系统，是数字化电厂的重要组成部分。 大港发电 厂在一期 统应用的基础上，改造现有网络系统，增加实时数据库点数和客户端数量，升级集群服务器及存储设备， 增加 3、 4 号机组 设计开发了 新的 统 ， 建立 全厂统一 的 厂级监控信息系统。 统的运行，实现了生产数据的实时采集、处理和存储，提供全面的生产工艺过程画面和趋势画面以及生产、经济指标的统计报表，丰富的数据资源为各级领导决策提供了可靠的第一手资料。同时， 统为 统提供了大量的生产数据，使企业 功能上得到扩展和延伸。 本 系统把数据库作为 的基础进行 设计实现 ， 建立过程画面模块，趋势画面模块，数据报表模块三大功能模块。 使用图形化界面 和 简明的数据 ， 将电厂的运行 状态和 数据表现给操作人员，用于监控设备的运转状态 和 运转趋势，并生成表格 为生产决策 提供有效的数据基础。 实践证明，本 文 开发的系统 能够 提高机组效率、保障电厂安全生产、降低运营成本、提高电厂整体经济效益， 成为 优化机组运行和提高生产管理水平的重要辅助 。 关键字： 发电厂 ； 监控信息 ； 实时采集 is Its an of on of an of IS of of of ,4 of a of to a of of at to a IS a of IS in to be as of a to on in of an to of 录 I 目录 第一章 绪论 . 1 第一节 系统开发设计背景 . 1 第二节 发展现状 . 1 第三节 研究内容 . 3 第四节 论文结构 . 4 第五节 本章小结 . 4 第二章 系统需求分析 . 5 第一节 系统总体描述 . 5 第二节 系统功能需求 . 6 数据库系统需求分 析 . 6 过程画面模块需求分析 . 9 趋势画面模块需求分析 . 10 数据报表模块需求分析 . 11 第三节 系统非功能需求 . 13 通讯接口需求分析 . 13 网络系统平台需求分析 . 13 第四节 本章小结 . 14 第三章 系统设计 . 15 第一节 系统设计原则及目标 . 15 第二节 系统架构设计 . 16 应用体系架构 . 16 系统网络架构 . 17 系统总体模块设计 . 17 第三节 系统详细设计 . 18 实时数据库系统详细设计 . 18 过程画面模块详细设计 . 22 趋势画面模块详细设计 . 25 数据报表模块详细设计 . 27 目录 四节 数据库设计 . 30 第五节 接口设计 . 33 #3机组 . 33 #4机组 . 34 口方案 . 34 第六节 本章小结 . 36 第四章 系统实现 . 37 第一节 系统主要业务流程的实现 . 37 系统主菜单的实现 . 38 过程画面模块的实现 . 38 趋势画面模块的实现 . 49 数据报表模块的实现 . 52 第二节 系统测试 . 53 数据库接口测试 . 53 数据库服务器测试 . 54 过程画面模块测试 . 54 趋势画面模块测试 . 54 过程报表模块测试 . 55 第三节 本章小结 . 55 第五章 总结与展望 . 56 第一节 总结 . 56 第二节 展望 . 57 参考文献 . 58 致谢 . 60 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究 . 61 第一章 绪论 1 第一章 绪论 第一节 系统开发设计背景 天津市大港发电 厂一期工程 1、 2 号机组安装两台意大利燃油发电机组。 1、2 号机组 额定输出功率为 瓦， 采用单轴、双缸、双排汽、中间再热凝汽式汽轮机 组， 额定容量 374670 千伏安，额定电压 2 万伏。 机组采用 820 自动控制系统。 1、 2 号机上安装了上海锅炉厂生产的 1080 吨 /时亚临界平衡通风固态排渣燃煤汽包炉， 部署了 动控制系统，同时配套安装了 统，该工程于 2005 年 5 月全部 竣工投产。 为满足不断增强的电能需求， 大港发电厂 新建了 3、 4 号机组，引进意大利两台 瓦燃煤发电机组，锅炉为亚临界强制循环、平衡通风、辐射再热燃煤汽包炉，额定蒸发量 1100 吨 /时，汽轮发电 机组与一期参数基本相同。 本文介绍了针对大港电厂 3、 4 号机组进行 统的开发与实现的过程，本次开发将原有的系统进行整合， 建立 整个电厂的监控系统，同时监控了四台机组的运转 状态 。 12 本系统用于监控电厂运转中的实时的运转数据， 监控每台机组中各级设备的实时运转状态，监控数据与额定数据进行比较， 若有数据的异常则说明，机组的运转出现异常，即 需要对设备的异常进行处理，避免事故的发生。机组中 每个部分产生的数据量都有很多，集合到一起每台机组的实时数据 ，需要对这些数据进行 计算、处理和监控，数据处理的复杂度极高。如缺 少相关数据系统的辅助，监控难度非常高。 3 第二节 发展现状 in 统即厂级监控信息系统，是处于 煤电厂分散控制系统） 系统 与 厂管理信息系统） 系统之间的一套实时监控信息系统，是从 统到管理信息系统 桥梁，它可以降低 发电成本、提高安全系数，从而增强电厂的整体效益，是数字化电厂的重要组成部分。 4 第一章 绪论 2 图 电厂信息化层次结构 生产过程控制系统 ，完成生产过程的监视与控制， 同时 还负责收集生产过程数据 ，处于信息化的底层 。 分散控制系统）、 可编程控制器）、 网络控制系统）等 组成 。 56 为监控信息系统， 从 收信息，完成信息 的 存储、分析，生产监控和管理、运行优化等功能。 的原始数据或运算结果可以直接在本层终端上显示，也 可 以被 可以传 到 参与控制。 78 第一章 绪论 3 括人员管理、物资管理、财务管理、办公自动化等，为企业的经营决策服务。 的实时数据一般通过 是 统的更高级应用。 控信息系统（ 目标就是提高机组效率、保障电厂安全生产、降低运营成本、提高电厂整体经济效益，其在电厂中所起到的作用就相当于优化机组运行和提高生产管理水平的专家级助手。因此，在电厂大力推广应用 有非常现实的意义。 9 大港发电 厂在 一期改造期间，对一期的 1、 2 号机组实施了 统，实现了机组 实时数据采集、处理 、存储以及生产工艺过程的 监视等，通过 对 机组实时数据及历史数据的统计计算，能 够 生成生产、经济指标的统计报表 ， 为 各级 生产管理人员决策提供 了有力的 支持。 大港发电 厂在一期 统应用的基础上， 要 改造现有网络系统，增加实时数据库点数和客户端数量，升级集群服务器及存储设备， 计划 为 3、 4 号机组安装 了 统 ，从而建立 全厂统一 的 实时 数据 管理 平台 ， 在此基础上进行二次开发，通过对数据的进一步分析，从中提炼出过程系统中更本质、更深刻的信息，可以 发现系统中潜在的问题，实现机组的经济性诊断和分析，提高机组的安全、经济运行水平。 第三节 研究内容 本文的目的是为大港发电厂 3、 4 号机组设计开发的 统 ，通过 现机组过程数据的采集、处理和存储，为今后的应用提供可靠的机组实时和历史数据。 本文 的内容包括以下几个方面： 实时 数据库 系统搭建 ：构成实时过程信息管理系统的 数据基础，用于存储实时和历史数据 。 开发 过程画面模块 ： 监控设备的 实时 运转状态， 将 设 备的运转数据，形象化的反应到屏幕上，使得使用者可以对各机组的运转状态进行监控，实现全厂范围内的过程监视 。 开发 趋势画面模块 ： 分析实时数据 和 过往数据，根据一定的计算方式计算出机组运转的趋势，对将要发生的状态进行预估 。 第一章 绪论 4 开发 数据报表模块 ： 生成固定的，定制的数据表格，用于保存，计算处理各种运转数据 。 第四节 论文 结构 第一章以 大港电厂 为例，介绍 大港电厂 情况、 本类系统 的发展现状，并对本系统将研究内容进行简单的分析。 第二章按流程的对本系统的各功能进行需求分析，按照需求分析定义了系统的各业务流程组件，通过用例图的形式对各 模块 进行细化分析。 第三章描述系统设计原则、总体结构。在数据库设计方面，对数据表的关系及数据表的结 构定义过程进行描述。 第四章介绍系统实现过程。对在系统实现过程中使用到的主要技术及方法进行说明，并展现主要功能的操作界面、 系统测试过程 等。 第五章对 系统 的设计与实现过程进行了总结，并指出系统目前存在的不足之处，对本系统提出了一些改进方向。 第五节 本章小结 本章介绍 监控信息系统 的开发设计背景；对类似项目的发展情况进行介绍；介绍了本系统开发过程中的研究内容，对本文各章节的结构进行了描述。 下一章将对系统各项功能进行需求分析的论述。 第 二 章 系统需求分析 5 第二章 系统需求分析 上一章中对 监控信息系统 的开发背景、相关系统的开发现 状、及 大港电厂 相关资料进行了介绍；描述了本文的研究内容及文章结构。 本章将对系统的详细需求情况加以分析，主要描述系统的总体结构、功能结构及相关的业务流程，对系统需要实现的具体功能进行介绍。 第一节 系统总体描述 监控信息系统通过本系统的手段，采用示意图、数值、表格等方式将实属数据库中的数据直观地反映出来，将生产过程中产生的大量数据用一定的方法进行妥善的保存，要兼顾系统的响应速度、系统的安全可靠、同时也要考虑到系统资源的局限性。 本系统内的数据作为生产状况的实时体现，产生的数据量不断增加，需要采用合理的方式 对新旧数据进行合理的分配，压缩旧数据节省系统空间额占用量，同时可以增加对新数据查询的响应速度。数据涉及到实际生产的内容，数据的安全性十分重要，要保证数据的不丢失，可追溯。 10 软件的通用性使其可以发挥出较大的作用，而不是局限 于某一项功能在一个局部的使用，开放性使得系统的集成能力大为提高。 系统应考虑到使用者的状况，从使用者的角度出发，做到对电厂实际生产流程的专业、贴切，全面的反应发电机组的运转状态。同时应该避免出现软件设计方面的专业术语。 本系统需要满足的功能需求如下： 安全的，按权限的访问功能。 通过 授权级别和密码提供不同等级的信息访问权限。例如，只读或创建权限可以分配给某些用户。另一些用户可在一定的责任范围内，访问一组显示，每组显示均可指定用户是否具有输入数据或进行特别系统查询的权限。 安全的数据保护功能。 如果一个服务器节点突然离线，或需要进行计划内的例行维护，该系统会在恢复在线时自动回填丢失的数据，并可根据安全性需求，增加其它的硬件。 第 二 章 系统需求分析 6 高效 的图形化显示功能。 基于微软视窗软件生成的画面 系统简便、高效的显示 。这种视窗内置的图形用户界面具有各种易于使用的标准特性，其中包括树形浏览结构、多文档界面等。画 面中的标签可联接相关文档，包括一体化动画、活动视频等，可用于标准操作过程和故障检修提示等。 1112 出功能。 该系统的电子表格插件可作为微软桌面环境的一部分添加进来。这些插件可通过电子表格工作表中的对话框窗口访问，用于处理变量、历史值和 询。 采用本系统后可以大大的改善以往的工作模式， 能够及时访问全部关键信息，节省开支；快速发现潜在瓶颈，做到防患于未然，从而改进业务流程；消除收集和分析信息时耗费的无用功，提高工作效率；判断数据趋势并将其与实时过程信息进行比较，提高质量标准；向相关人 员提供有关信息，从而增强决策能力。 第二节 系统功能需求 监控信息系统 中数据库作为系统的基础进行单独研究，在数据库的基础上，建立过程画面模块，趋势画面模块，数据报表模块三大功能模块。 下面将分模块的进行需求分析。 数据库系统需求分析 生产过程中会产生大量的数据，这些数据反映了机组、锅炉、发电机等的运转状态，水、润滑油等辅助系统的参数值。 这些数据与生产工艺密切相关，数据 事实发生，对这些数据要求可以实时查看数据结果，可以对历史数据进行分析、查询， 如图 示， 对这些数据的应用大致可分为如下几点 ： 对机、炉、电、水各生成的实时数据进行监督和分析； 描述生产过程，发生事故时作为数据依据； 跟踪系统维修状态，分析查看系统运转趋势，预警故障，提高机组的稳定性。 在本模块中，系统要可以保证数据的顺利读取，妥善保存，并通过数据的处理产生指导性的数据指标。 第 二 章 系统需求分析 7 用 户数 据 读 取数 据 处 理数 据 储 存数 据 比 对显 示 数 据显 示 警 报记 录 数 据记 录 警 报图 数据库模块用例图 P C S 系 统接 收数 据选 定 数据 种 类数 据对 比显 示报 警显 示数 据记 录报 警记 录数 据系 统 数 据 库数 据 库 系 统监 控 画 面读 取 数 据判 断 数 据 类 型超 出 临 界 值数 据 正 常显 示 数 据显 示 警 报记 录 警 报记 录 数 据图 系统数据流图 第 二 章 系统需求分析 8 图 系统数据流图，显示了 统读取 统数据，对数据类型进行判断， 并对数据值与给定的数据区间进行比对，对超出临界值的情况给予警报并在系统数据库中记录系统的运转状态和警报信息。 实时数据读取 功能 需求分析 监控信息系统 （ 本身不产生数据，本系统的数据来源于生产过程控制系统（ 统通过传感器等方式将发电机组实时的，压力、温度、水量、转速等等物理 状态 转换为 数值信号 ， 统并不 具备 对这些 信号 进行分析 处理的能力 。 统通过相应的 过程 接口 ，接受到 统所产生的数据， 将数据 信号转换为系统可以识别的数值信息。 在系统运转过程中会产生数以百计 的数值信息，在读取信息 的过程中，最重要的关键问题是将接收到的信息分门别类的进行转换， 将 统所发出的数值信号，翻译成系统可以识别的数据，并为 数据存储 提供前期准备。 数据库中的数据不仅可以从机组运转所反映的数据获得，同时还可以通过输入输出的方式取得，拓宽了数据库的数据范围，可以通过外部数据与内部数据相结合对数据进行更精准更广泛地分析。 数据存储 功能 需求分析 对于监控的连续数据，储存数据间隔的长度 决定 了存储数据的分辨率，分辨率过低不能反映数据的细微变化，分辨率过高又会产生过多的冗余数据，使 得数据库无限制的膨大，最终导致数据库的崩溃。 在存储时应采用两种方法进行数据存储，对于变化率较大的数据，按照约定的时间段进行采样记录，生成连续的数据曲线；对于变化率较小，或者变化选项固定的数据，只记录进行变化时的数据。 通过对这两部分内容的组织， 实现 高效的存储， 储存的数据可以通过后期的计算还原成相应的变化图表，补齐区间内的数值内容。 通过一种时间分配机制使服务器的掉电对数据丢失造成的损失达到最小，数据存储方式是采用异样存储的方式，当变量的变化超过规定时，数据才被以数值方式记录，否则数据库自动产生标记，用这样 的方法 来 节省大量存储空间，这也是实时数据库与关系数据库的很大的不同方面。 13 第 二 章 系统需求分析 9 数据处理 功能 需求分析 将数据进行妥善保存后，将对保存的数据进行相应的处理，数据的处理 需要满足如下特点： 基于开放的分布式客户机 /服务器体系结构，可充分利用分布式服务器进行数据管理并生成画面和报告。 可对分布在不同地区的企业信息进行本地和远程访问。 需要提供 灵活的数据 读取 方式 ，便捷 的配置 方式。 系统 能够快速、高效地配置大量历史数据，创建初始历史数据库，并快速扩充到现有的历史数据库中。 由于数据 库内的 数据 以原始分 辨率存储，所以不必在配置时定义数据压缩（平均、总体等），而应由访问数据的用户软件在回溯数据时决定以何种方式计算 /压缩数据。 过程 画面 模块 需求分析 过程画面模块的主要功能是用画面的形式， 以 接近机组运转物理状态的方式，将机组的运转状态，过程参数表现出来。将各级的系统信息按重点的进行体现。用工艺画面把系统中，煤、电、水、油等系统的 参数 反映出来，用最简单的方式形象的将机组的各部件内容进行体现。 本系统需要设计 一整套画面 系统，包括画面图形设计，动态数据调用，画面的结构化管理和通过画面与其它系统服务器共享 资料等功能。 每个画面的侧重点不同，体现的工艺内容也不尽相同，多种形式的画面使各级人员通过监视画面了解工艺过程的状态，这些画面具有更多的综合信息及分析结果，主要目的是使管理人员了解过程的总貌与关键的数据汇总 。 画面的切换调用，选择非常方便 、 简洁，画面上的数据可以来自不同的数据服务器。 17 各级工作人员查看相应的系统实时图像，对整个生产状况进行监控，系统同时提供了自动报警功能，在系统出现异常状况时，与设定好的预警数值进行比对，当出现超过预警临界值的时候，系统自动剔除声音或类似动画的报警提示，提示相关操作人员 注意生产状况的变化，及时采取相应措施，避免事故的产生，提高生产的安全。 第 二 章 系统需求分析 10 用 户数 据 读 取数 据 图 形 化系 统 监 控系 统 报 警图 过程画面模块用例图 趋势画面 模块 需求分析 趋势画面提取了历史数据生成运转曲线，将实时数据与曲线内的数据进行分析 。 管理人员不仅可以了解当前的过程信息，而且可以了解由其它功能的软件计算出的过程分析的信息趋势 。 用 户数 据 读 取数 据 表 示实 时 数 据 分 析趋 势 表 示历 史 数 据 分 析图 趋势画面模块用例图 第 二 章 系统需求分析 11 通过这些趋势 图像 ，管理人员可以了解过程的性能随过程状态 的变化情况。趋势的时间区间、显示方式等等都可以由用户在设计参数的基础上从画面上直接选择，以分析不同时段的过程。 通过对系统运行趋势的反应，可以看出系统运转的趋势，根据趋势的变化可以及时的看出系统出现问题的趋势，在问题发生前及时采取应 对 措施避免危险的发生。 为方便各级人员监视趋势画面，做趋势画面时考虑如下因素： 趋势的分类方法 公共重要参数（例：机组负荷）要放在每张趋势画面中 按照测点的类型分类 趋势详略的原则 对同样的变量如果有多个点时，只选择一个点或一个结合点表示。 趋势的约定 命名方法 趋势画面布置 画 面下方可显示标签信息 画面左侧为 Y 轴刻度 组态灵活，直观 分析功能强 可显示标签信息 用户通过图形化的界面，了解到 锅炉给水系统、蒸汽系统、风烟系统、燃油系统、制粉系统、辅助蒸汽系统等十多个生产过程中所涉及的系统画面。通过不同画面的转换，在不同的层面上了解各种设备的运转状态。 数据报表 模块 需求分析 系统内的数据只可以被系统的使用者进行查询，脱离了系统的范围后则不可访问，而系统内的一些数据需要作为生产指标，具有相关的应用需求，需要将系统数据导出成 格。系统报告 可以使管理者了解到对工艺过程 的基本评估结果 ，可以作为工作考评内容的数据基础，为 进行相关的管理工作提供真实可靠的数据依据。 第 二 章 系统需求分析 12 用 户报 表 存 储报 表 打 印报 表 传 送报 表 查 询图 数据报表模块用例图 报表由报表管理器进行统一调度，实现定时的存储、传送、打印等工作。报表以 档为基础，方便了使用着的调用，在更多的平台上可以进行轻松应用。 报表中的每个格的信息都应有明确的来源，可能来自实时数据库，可能需要中间计算来算出结果，可能需要用户直接输入数据。在每一种情况下，都应提供具体的信息来源。 报表 可以分为两大类 固定格式、固定参数的报表根据过程变量及过程变量的分类，将过程变量放入固定格式的报表中。 班报。以八小时间隔生成一张报表，实时信息系统将所选参数在这期间每小时的平均值放入报表存盘或打印，因此，每个参数共存八个值。每张幅面的报表中最多记录 20 个参数。 日报。以 24 小时间隔生成一张报表，实时信息系统将所选的参数在这期间每小时的平均值放入报表存盘或打印，因此，每个参数共存 24 个值。每张 幅面的报表中最多记录 20 个参数。 月报。以 30（ 31）天间隔生成一张报表，实时信息系统将所选的参数在这期间每天的平均值 放入报表存盘或打印，因此，每个参数共存 30（ 31）个值。每张 幅面的报表中最多记录 20 个参数。 第 二 章 系统需求分析 13 另一类报表由 用户自定义格式 ,根据用户统计部门提供的报表格式设计报表。在这种情况下，用户一定要以文字的方式说明报表中所有变量的来源和计算公式的详细信息。 第 三 节 系统非功能需求 通讯接口 需求分析 机组 统，通过以太网方式与 操作员站 务器连接，从 用以太网方式与 务器接口的优点 是 速度快，以太网方式的通讯速率可达 100M。通讯稳定可靠充分利用现有资 源，由于已经有据库服务器，因此 无需增加任何软硬件设备。能够获得机组的更多的数据信息。 本项目将采用 讯协议从 务器读取机组的过程数据， 议是近几年在工业控制领域高速发展的通讯协议，它已经逐渐取代其它协议而成为工业标准。 简称。顾名思义，它是基于微软的“对象的嵌入和联接”技术专门为过程控制开发的一种通讯协议，是由世界范围的自动化软硬件供应商们和微软一起开发的一种高速的、标准的工业用协议。支持该协议的成员目前已经超过 150 个，包括几乎所有的世界上主要过程控制系统及控制仪表的供应商。随着 工业领域的广泛应用，它可以提供如下的好处： 硬件制造商对于用户应用他们的产品只需提供符合 准的驱动模块，而不必考虑对不同应用平台的用户提供不同的硬件驱动协议。 软件开发者只需开发 准通讯程序，而不必在硬件更新以后重写驱动程序。 用户将有更多的选择更轻易地去开发世界范围的集成制造系统。 应用 议的用户将享受到比过去更快的通讯速度。 综合以上优点可以看出，应用 议从 务器读取数据是最佳的选择。 14 网络系统平台需求分析 第 二 章 系统需求分析 14 统 网络平台 是 统中各类控制系统的 通讯支撑 ，是 统 构建的框架，支撑整个系统的运转 。网络应具有极高的可靠性和安全性。 根据 统的使用方式，所有设备均在同一局域网内，所以无需划分虚拟局域网。通过在与 络连接的 15 防火墙接口上配置安全级别及访问控制列表（ 现 统与 统的安全隔离，通过使用单向物理隔离装置将 统与 统进行物理隔离。 交换机是 络中最关键的设备，如何对交换机进行简单方便的管理一直是各大 网络设备生产商致力于解决的问题。 3络可以通过以下四种方式进行管理： 通过串行接口（ 9）连接网络设备，直接对设备进行管理。串行接口连接属于基本管理方法，但要求网络管理者有一定的网络基础。 通过远程拨号进行管理。 通过浏览器（ 行管理 通过 行管理 统的存储系统是采用业界常用的 接附加存储），为了避免存储出现单点错误，给系统更加安全的保护，所以将两台服务器 (255)作为一个机群 ,当其中一台服务器出现问题 ，另一台服务器仍然能够保证系统的正常运行。 第 四 节 本章小结 本章结合 大港电厂 的实际情况 对 监控信息系统 的需求进行了分析，对系统需解决的各种问题 进行 分析，同时提出了采用本系统后带来的实际功能效果。对系统的非功能性需求进行描述。下一章将描述本系统的详细设计过 程。 第 三 章 系统设计 15 第三章 系统设计 上一章中对 天津大港发电厂 监控信息系统 的需求分别进行了详细的描述和分析 ，并约定了系统的非功能性需求 。 本章主要进行系统设计，依据需求分析对 监控信息系统 进行系统设计过程进行描述。 第一节 系统设计原则及目标 统 作为电厂生产 的支撑，是电厂正常运转的关键组件， 应具有极高的可靠性和安全性。在设计时遵循了以下基本原则： 标准化原则： 在进行系统设计时应考虑到系统与行业标准相符合，与其他系统保持高度的兼容性，与相关系统良好的互联性和相互操作性。 先进性和可扩展性原则 应该兼顾所选技术的成熟性和先进性，采用安全可靠，技术标准相对成熟的开发方式，同时兼顾开发方式的提升空间。 经济和实用性相结合的原则 系统设计平衡考虑性能和所需成本，在预留部分剩余空间的情况下尽力选取 相对经济的开发方案进行操作。 可靠性原则 提高系统的容错性，设计时考虑到一 系列的冗余设置，保证系统在出现故障时的可恢复性。 安全性原则 采用单向物理隔离设备对 统进行物理隔离，采用虚拟局域网（ 术、防火墙对 统的安全防 护 。 1516 第 三 章 系统设计 16 第二节 系统架构设计 应用体系架构 实时信息系统划分为以下几个部分： 数据采集层 数据采集层作为系统的基础，数据支撑了整个系统的正常运转，通过接口读取系统内的实时数据，进行数据采集。 数据处理层 数据 处理 层是本系统的核心组件，读取实时数据 。 历史数据通过本层形成可以被使用者认知的图形界面，作为数据与使用者之 间的桥梁。 数据 表示 层 数据表示层使用图形化的界面，将处理过的数据以直观的方式表示给系统的使用者。 17 图 系统软件技术架构图 第 三 章 系统设计 17 系统网络架构 统采用两台 3050 作为中心交换机，两台交换机以级连的方式相互冗余。一台应用服务器、四台接口机、四台单向物理隔离装置、四台接口协议转换机及若干客户机。每台网络设备均安装两块服务器网卡，分别连至两台核心交换机。详细结构如下图： 防 火 墙 0 6冗 余磁 盘 柜 0 2中 心 交 换 机 0 7客 户 机 0 4实 时 数 据 库 集 群0 1T o M I 1 0 0 0 M E t h e r n e 0 M E t h e r n e S I 应 用 服 务 器 0 3冗 余客 户 机 0 5安 装 于 服 务 器 机 柜安 装 于 网 络 机 柜接 口 机 1 2 接 口 机 1 3 B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D 目 的 ： 示 意 实 时 信 息 系 统 网 络结 构 及 实 现 方 式 。描 述 ： 两 台 I B M X 2 5 5 和 一 台 E X 0 实 现 D A S 存 储 系 统 ，以 保 证 实 时 信 息 系 统 的稳 定 运 行 及 数 据 存 储 的安 全 性 。 B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D E# 1 机 D C 机# 2 机 D C S 交换 机接 口 机 1 0单 项 隔 离 装 置接 口 协 议 转 换 机单 项 隔 离 装 置接 口 机 1 1接 口 协 议 转 换 机 B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D 隔 离 装 置接 口 协 议 转 换 机单 项 隔 离 装 置 B a s e T /1 0 0 B a s e T xC 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 9 X 1 0 X 1 1 X 1 2 X 1 3 X 1 4 X 1 1 7 X 1 8 X 1 9 X 2 0 X 2 1 X 2 2 S T E M R P D 协 议 转 换 机# 3 机 D C 机# 4 机 D C 机图 网络拓扑图 通过在与 络连接的 15 防火墙接口上配置安全级别及访问控制列表（ 现 统与 统的安全隔离，通过使用单向物理隔离装置将 统与 统进行物理隔离。 系统总体模块设计 监控信息系统 中数据库作为系统的基础进行单独研究，在数据库的基础上，建立过程画面模块，趋势画面模块，数据报表模块三大功能模块，各模块下还可以细分出若干个子模块。系统的功能模块图如下所示： 第 三 章 系统设计 18 监 控 信 息 管 理 系 统数据库系统数据报表模块趋势画面模块过程画面模块数据读取数据储存数据处理图 系统功能模块图 数据库系统中细分了 数据读取、数据储存和数据处理三个子模块。在过程画面和趋势画面两个模块中，分别针对不同的工作需求细分了十余个不同的子画面，在图中未一一列出，将在后续的文章中进行详细的介绍。 第三节 系统 详细设计 实时 数据库 系统详细设计 数据库系统接收实时的系统数据，对数据进行分类管理，按照设定好的规则将数据进行分析处理，有机的进行数据储存。根据用户的需求方式进行按需调用，按照实时信息管理系统的要求，作为系统的数据基础，保证信心可以被妥善的储存，方便的读取。 第 三 章 系统设计