PCM嵌入式软件概要设计V1.0

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

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承担部门：微网所

编制：亮

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国电自动化股份

软件系统/概要设计文档修改记录

摘要

本文对分布式能源箱变测控装置规约转换模块（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围。

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用了数据中心模式。为保证数据转发效率，采用共享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，系统采用多进程方式独立实现各子功能。各子功能模块通过进程访问接口（PAI）进行通信，通信方式包括信号量和共享存两种。

为提高软件的兼容性，系统设计了硬件抽象层（HAL）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了统一封装。

为提高系统的稳定性，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常时对其及时修复。

目录

第1篇概述 (3)

1.1 围 (3)

1.2 设计依据 (3)

1.3 术语、定义和缩略语 (3)

1.3.1 术语、定义 (3)

1.3.2 缩略语 (4)

第2篇系统总体设计 (4)

2.1 体系结构概述 (4)

2.2 系统体系结构 (5)

2.3 标准化设计 (6)

2.3.1 模块标准化设计 (6)

2.3.2 接口标准化设计 (6)

2.3.3 界面格式 (6)

2.3.4 编码约定 (7)

2.3.5 注释约定 (7)

2.4 系统版本规划 (8)

2.5 系统处理流程 (9)

2.6 子系统说明 (10)

2.6.1 实时数据库RDB (10)

2.6.2 历史数据库HDB (10)

2.6.3 通信规约模块 (11)

2.6.4 辅助模块 (11)

2.6.5 守护进程模块 (11)

2.6.6 网关模块 (12)

2.7 系统数据结构设计 (12)

2.7.1 逻辑结构设计要点 (12)

2.7.2 物理结构设计要点 (12)

2.7.3 数据与子系统关系 (12)

2.8 开发和运行环境 (12)

2.8.1 硬件环境 (12)

2.8.2 软件环境 (13)

2.8.3 外购件分析 (13)

2.9 可靠性设计 (13)

2.10 可测试性设计 (13)

2.11 安全性设计 (14)

2.12 出错处理设计 (14)

2.13 设计依据与需求跟踪 (14)

第3篇系统运行说明 (15)

3.1 配置说明 (16)

3.2 系统应用方式 (16)

3.3 代码目录说明 (16)

第4篇技术方案总结 (16)

4.1 关键技术问题说明 (17)

4.2 技术复用说明 (17)

第5篇总体进度计划 (17)

5.1 项目分解 (18)

5.2 完成时间 (18)

第6篇参考文献 (19)

6.1 参考文献 (19)

第1篇概述

1.1围

本文件规定了分布式能源箱变测控装置规约转换模块（简称PCM）的软件总体设计及使用的关键技术等，主要围绕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 远动终端通用技术条件

DL/T630-1997 交流采样远动终端技术条件

DL5002－2005 地区电网调度自动化设计技术规程

DL5003－2005 电力系统调度自动化设计技术规程

DL/T559－2007 220kV-500kV 电网继电保护装置运行整定规程

DL/T5103-1999 35kV-110kV无人值班变电所设计规程

DL/T5149-2001 220-500kV变电所计算机监控系统设计技术规程

DL/T872-2004 小接地电流系统单相接地保护装置

DL/T860.3-2004 变电站通信网络和系统第3部分总体要求

DL/T667-1999 远动设备及系统第5部分-传输规约第103篇-继电保护设备信息接口配套标准

DL/T634.5101-2002 远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准

DL/T634.5104-2002 远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC 60870-5-101网络访问

1.3术语、定义和缩略语

1.3.1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件的数据库，文件形式，非易失存储

实时数据库存储实时数据的数据库，处于存中，掉电消失

进程OS进行资源分配和调度的基本单位，可理解为动态的程序。

共享存可被多个进程共享的物理存，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和后台综自系统之间的通信规约进程

守护进程PCM中启动、监视、控制其他进程的进程

配置工具主机端运行的App，负责配置数据库相关的操作

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，方便跨平台移植

1.3.2缩略语

本文件应用了以下缩略语：

PCM Protocol Convert Module 规约转换模块

HDB History Data Base 历史数据库

CDB Configuration Data Base 配置数据库

RDB Real-time Data Base 实时数据库