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核電操縱員輔助運行系統(tǒng)需求與開發(fā)

2018-03-25 20:58:27
關(guān)鍵詞:組態(tài)管理員報警

董 青

上海麥杰科技股份有限公司 上海 徐匯 200233

正文:

1 操縱員輔助支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析

1.1 術(shù)語定義

調(diào)度服務(wù):通過后臺服務(wù)調(diào)用DLL程序,保證程序在秒級時間內(nèi)運算完成程序管理:管理對象為計算模型DLL+XmL的打包,xml提供程序可視化應(yīng)用管理:程序文件中獨立運行的模塊,單個程序可能包含上千個應(yīng)用

1.2 操縱員輔助支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求分析

1.2.1 管理員站

1)系統(tǒng)級監(jiān)控管理,監(jiān)控服務(wù)器狀態(tài),調(diào)度結(jié)果,故障報警,管理各應(yīng)用程序的可調(diào)參數(shù),保證計算結(jié)果正常寫入,為核電操縱員提供監(jiān)控平臺。

2)程序的定義為一個DLL模型+XmL文件,名稱相同且關(guān)系一一對應(yīng)。計算程序通過DLL實現(xiàn),XmL為調(diào)度程序提供接口。新的計算模型可以通過管理員進行上傳更新,并對歷史版本進行參數(shù)比對。

3)應(yīng)用管理是系統(tǒng)一個重要模塊。實際運行中,可能會有上千個應(yīng)用在同時運行,為便于用戶操作,設(shè)置了應(yīng)用包概念,通過應(yīng)用包對應(yīng)用包進行批量啟動,批量停止操作。應(yīng)用管理中還提供了模型組態(tài)化反演功能,實現(xiàn)參數(shù)名稱與參數(shù)在組態(tài)中位置雙向查找,便于用戶識別要調(diào)整的參數(shù),防止誤操作。針對應(yīng)用得出的龐大計算結(jié)果,提供AB列服務(wù)器數(shù)據(jù)對比功能,高亮誤差大的數(shù)據(jù),并在報警頁面顯示相關(guān)信息,便于用戶對計算結(jié)論及時監(jiān)控和修正。

4)為保證數(shù)據(jù)運行穩(wěn)定性、準確性,系統(tǒng)設(shè)置AB兩列服務(wù)器同步運行,為防止設(shè)備故障,網(wǎng)絡(luò)中斷等意外發(fā)生導(dǎo)致的數(shù)據(jù)中斷,系統(tǒng)管理為管理員提供主備兩列服務(wù)器自動、手動切換功能,數(shù)據(jù)固定周期同步,手動同步功能。

1.2.2 操縱員站

操縱員只需對DCS相關(guān)畫面以及部分計算結(jié)果進行查看。

綜上,系統(tǒng)包含了:首頁統(tǒng)計信息、應(yīng)用管理、報警管理、程序管理、組態(tài)畫面、系統(tǒng)管理模塊,其中報警管理包括:系統(tǒng)報警,通信接口報警,應(yīng)用報警,數(shù)值報警;系統(tǒng)管理包括:雙機切換,操作日志,用戶管理。

系統(tǒng)中的角色包括:系統(tǒng)管理員,管理員,操縱員。系統(tǒng)管理員為系統(tǒng)超管權(quán)限,具備所有功能項的增、刪、改、查功能;管理員為后臺管理人員權(quán)限,由系統(tǒng)管理員創(chuàng)建,具備所有頁面的監(jiān)控及管理應(yīng)用管理中可調(diào)參數(shù)、上傳新模型、主備切換、數(shù)據(jù)同步、處理報警信息等查看、錄入、修改等功能;操縱員角色為管理員創(chuàng)建,只具備查看組態(tài)及計算結(jié)果的監(jiān)視功能。

業(yè)務(wù)流程:上傳模型-驗證模型-參數(shù)調(diào)整-調(diào)度DLL-結(jié)果寫入DCS。

2 設(shè)計概述

本系統(tǒng)包括接口層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應(yīng)用層等。

1)接口層:數(shù)據(jù)來源為DCS數(shù)據(jù)。為保證核電站數(shù)據(jù)的安全性,設(shè)計AB兩列服務(wù)器同時運行,讀取寫入接口均分為AB兩列,實時庫的秒級處理數(shù)據(jù)能力保證數(shù)據(jù)實時處理完成,不會影響DCS數(shù)據(jù)連續(xù)性。

2)數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層包括實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫預(yù)留5W點,可隨開發(fā)要求隨時擴充。

3)應(yīng)用支持層:應(yīng)用支持層包括系統(tǒng)管理和第三方服務(wù)管理。系統(tǒng)管理包括:用戶管理、雙機切換、雙機同步;第三方服務(wù)管理:調(diào)度DLL程序服務(wù)。調(diào)度服務(wù)是本系統(tǒng)的難點,需要對接

4)應(yīng)用層:系統(tǒng)是由首頁、狀態(tài)監(jiān)測、應(yīng)用管理、程序管理、系統(tǒng)管理和報警管理組成,共同依托于一個統(tǒng)一的應(yīng)用支撐環(huán)境。系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計合理完善,使得本系統(tǒng)具有良好的可擴展性,為系統(tǒng)后續(xù)的優(yōu)化升級,其他系統(tǒng)的整合,都預(yù)留了接口和空間,此外,也為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入提供了便利。

為簡化用戶管理,采用典型RBAC0模型,基于角色的權(quán)限控制。通過角色關(guān)聯(lián)用戶,角色關(guān)聯(lián)權(quán)限的方式間接賦予用戶權(quán)限,對于批量的用戶權(quán)限調(diào)整,只需調(diào)整用戶關(guān)聯(lián)的角色權(quán)限,無需對每一個用戶都進行權(quán)限調(diào)整,既大幅提升權(quán)限調(diào)整的效率,又降低了漏調(diào)權(quán)限的概率。

本項目開發(fā)與運行基于Windows Server 2012操作系統(tǒng),系統(tǒng)平臺基于J2EE,使用JDK1.8,Servlet/JSP容器使用Tomcat,數(shù)據(jù)庫平臺使用sql Server 2012+實時數(shù)據(jù)庫,采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA構(gòu)架。

3 原型設(shè)計

管理工作站首頁包含系統(tǒng)硬件資源展示,應(yīng)用運行一覽,報警數(shù)據(jù)一覽及報警信息處理記錄,所有展示信息均設(shè)置高低限報警,例如AB列接口服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器,管理服務(wù)器的CPU、內(nèi)存使用情況,各服務(wù)器上服務(wù)的運行狀態(tài)都設(shè)定超高限制報警,方便管理員快捷識別,應(yīng)用運行一覽是整個系統(tǒng)的核心監(jiān)控對象,用餅狀圖形式展現(xiàn)正常運行占總應(yīng)用數(shù)量的比例,AB兩列展示同時還備注主備情況,便于管理員判斷當前工況,便于手動切換主備的需求;報警數(shù)據(jù)一覽以分頁展示不同模塊下的報警信息,點擊詳細可彈窗展示具體報警內(nèi)容。

程序管理是系統(tǒng)模型的管理模塊,負責(zé)對提交模型的分類和版本進行配置。包含了上傳及版本管理以及驗證報警,若用戶上傳同一程序包的不同版本。只要文件名相同則自動更新程序,后臺保存原程序包。

應(yīng)用管理:展示所有可獨立運行程序的運行狀態(tài)及計算數(shù)值狀態(tài),通過網(wǎng)頁反演其XML圖形,方便管理員雙向查找(搜索點名或點擊圖形中點名)應(yīng)用參數(shù)并修改,實時觀察運行結(jié)果。

參數(shù)管理:應(yīng)用管理需要從程序包中點擊進入,往往一個程序包含幾百個應(yīng)用,用戶使用時進入路徑繁瑣,為便于操作查找,設(shè)置應(yīng)用一覽表,方便用戶根據(jù)應(yīng)用名及序號快速查找,快速進行參數(shù)修改工作。

報警管理針對硬件設(shè)施,通訊故障,應(yīng)用報錯,數(shù)據(jù)同步問題做出判斷并提醒。包含硬件報警,通訊狀態(tài)報警,應(yīng)用異常報警,及數(shù)據(jù)高低限報警,報警信息不僅可顯示以上報警狀態(tài),還可對報警處理情況進行標記,顯示為已處理報警和未處理報警,便于不同的管理員對報警情況進行處理。

系統(tǒng)管理實現(xiàn)雙機同步(自動+手動),雙機切換,用戶管理,權(quán)限管理等功能,正常運行下AB列為一主一備同時寫入DCS數(shù)據(jù),若主列出現(xiàn)任意故障報警,系統(tǒng)會自動切換主備狀態(tài);管理員也可在系統(tǒng)正常下手動進行AB列切換,手動切換會預(yù)先判斷備機狀態(tài),若備機正常方允許手動切換,切換成功后,系統(tǒng)主要展示數(shù)據(jù)為新切換的主列服務(wù)器數(shù)據(jù)。

用戶工作站是操縱員終端,為操作縱員使用系統(tǒng)功能提供接口。主要功能為組態(tài)展示,年月日報表功能。報表為設(shè)定固定周期自動生成,并后臺記錄,操縱員可聯(lián)機進行查看并打印,報表后臺設(shè)置為可擴展,若用戶需增加顯示內(nèi)容,只需更改報表excel模板,無需修改java程序,靈活易用,方便維護。整個終端使用者只可對組態(tài)上展示的部分輸入進行編輯,組態(tài)權(quán)限由系統(tǒng)管理員指定,無權(quán)對本信息系統(tǒng)進行修改。

4 結(jié)束語

本文詳細的介紹了應(yīng)用于核電發(fā)展的操縱員輔助運行系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā),構(gòu)建了一套核電操縱員輔助運行系統(tǒng),本系統(tǒng)難點在于設(shè)計系統(tǒng)的靈活擴展性,數(shù)據(jù)讀寫的安全性保證,多方設(shè)計者的聯(lián)動調(diào)試配合問題,核電計算程序既要求調(diào)度服務(wù)的高效,1s內(nèi)同時跑完上千應(yīng)用,也要求了安全保密性,這就對開發(fā)及調(diào)試過程提出了很高的要求。本系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)計院開發(fā)計算程序與DCS實時展示的靈活對接,為操縱員和管理員提供高效直觀的計算平臺,并為以后的系統(tǒng)擴展留下軟件接口,信息化管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對核電運行程序全過程的監(jiān)督與管理,及時發(fā)現(xiàn)運行中存在的問題,從而實時快速地反饋并解決問題,有效提高運行人員的操縱效率,保證系統(tǒng)正常安全運行,該系統(tǒng)對于我國核電事業(yè)的蓬勃發(fā)展具有重要意義。

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