电厂运行管理系统的设计与实现.docx

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电厂运行管理系统的设计与实现

分类号：

TP311单位代码：

10422

密级：

学号：

Z0843048404

硕士学位论文

论文题目：

电厂运行管理系统的设计与实现

DesignandAchievementofPowerPlantOperation

andManagementSystem

作者姓名赵彬

专业软件工程

指导教师史清华副教授

2009年10月10日

原创性声明和关于论文使用授权的说明

原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：

日期：

关于学位论文使用授权的声明

本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。

（保密论文在解密后应遵守此规定）

论文作者签名：

导师签名:

日期：

摘要I

ABSTRACTII

第1章绪论1

1.1系统开发背景1

1.2国内的研究现状2

1.3课题需要解决的主要问题2

1.4本文的主要工作与特色之处3

1.5本文的主要技术4

1.6本文的主要工作6

1.7本文的组织结构6

第2章系统需求分析8

2.1系统概述8

2.1.1系统的业务模型8

2.1.2运行管理系统的业务流程10

5.2登录模块的实现........................................41

学位论文评阅及答辩情况表...................................59

CONTENTS

Chineseabstract……………………………………………………………….………......I

Abstract.…………………………………………………………………………….......II

chapter1introduction……………………………………………………..……….......1

1.1systemDevelopmentBackground…………………………………....…........1

1.2statusofadomesticresearch………………………………………...............2

1.3Issuesneedtoaddressthemainissues2

1.4ThemaincharacteristicsofthisworkandtheDepartment3

1.5Mainworkofthisarticle…………………………………...….................4

1.6thismajorworkoffour……………………………………….……..…...........6

1.7theorganizationalstructureofthisarticle…………….........................7

chapter2systemrequirementsAnalysis……………………………..................8

2.1systemOverview……………………………………………....…..…...........8

2.1.1systembusinessmodel……………………………….....................8

2.1.2Runningbusinessprocessmanagementsystem10

2.2thesystemgoalsandsolvetheproblem……………………....………........11

2.2.1systemgoalsandsolvetheproblem…………………….....….…........11

2.3systemrequirementsdescriptionoftheproblem………………................13

2.3.1SystemFunctionalRequirements…………………….......………........13

2.3.2thesystemnon-functionalrequirements……………........…...........19

Chapter4forthedetaileddesign29

5.2LoginModuleinthesystem41

5.3Watchlogtoachieve44

Chapter6conclusions54

DissertationandtherespondentPingyueTable………………………59

摘要

随着国家经济的发展，电厂的规模和机组容量越来越大。

电厂规模容量的扩大，带来的是辅助设备的增加，也对运行工作特别是运行管理工作提出更高的要求的。

电厂三大系统锅炉、汽机、电气所有的重要设备，都是由运行人员监视操作。

设备状态，操作、人员交替等信息的快速、准确传递对电厂而言至关重要。

加强运行管理的方式方法是提高运行水平的有效途径。

国内部分久远的发电企业，由于基础薄弱，管理方式方法落后,对安全稳定生产造成了不良影响。

目前存在的运行管理系统，软件开发平台众多，应用水平参差不齐；软件设计不够灵活，扩充性和开放性较差，且功能单一；大多系统基于单机或小型网络，缺乏大型网络化软件。

因此，需要一种更加科学、信息化程度高的系统，来提高运行管理水平的进一步提高。

基于以上原因，作者选择以发电厂运行管理系统的开发作为本次课题的对象。

本文通过分析当前运行管理系统存在的问题，运行管理的需求分析，结合对最新的网络化的信息管理系统技术的分析，开发设计了一套电厂运行管理系统软件。

作者对电厂运行管理工作进行了详细的调查，简要描述了系统需要解决的主要问题，利用科学的分析方法，得出系统需要的模型。

本文还详细的介绍了系统设计的关键技术、运行管理系统的总体框架、程序模块划分和实现阶段。

根据系统管理信息的类型和功能对系统进行模块划分，分别编写代码，最终逐一实现系统功能。

本系统设计的模块主要有：

连接模块、信息记录模块、信息查询模块、数据库管理模块、统计报表和打印模块等。

各个模块内部又包含若干不同的子模块，用来实现不同的功能。

完成后的系统不仅能够完成电厂运行信息的管理，还可以对电厂运行信息进行管理和查询。

并且，因为系统实现了在局域网内部的信息共享和功能调用，从而简化了办公过程，节省了办公时间，提高了工作效率。

该系统已经在莱城电厂试运行，作为电厂自动化系统的重要模块，在现场应用中运行较为稳定，有效提高了机组运行的安全经济性。

关键词：

电厂运行管理；B/S三层结构；模块设计；JAVA2企业版

ABSTRACT

Asthedomesticeconomydevelops,thesizeofelectricpowerplantandthecapacityofgeneratorunitsbecomeslargerandlarger,whichbringsabouttheincreaseofauxiliaryfacilitiesandputmuchmoreexpectationsonrunningworkespeciallythemanagementwork.Thethreemajorsystemsofpowerplant,boiler,turbine,andelectric,arewatchedoverbythestaff.Theconditionsoffacilitiesandtheefficienttransitionofstaffalternationareallofgreatimportancetotheplant.Thustostrengthenthemanagementistheefficientwaytoincreasethequality.

Inseveralolddomesticelectricpowerenterprises,thesecurityofproductionisthreatenedbecauseoftheinstableandout-of-datedmanagement.Threemajorproblemsexistincurrentmanagesystem:

first,numbersofsoftwaredevelopmentplatformsleadtoainconsistencyonapplication;Thereisalackofflexibility,extensibilityandopennessinsoftwaredesigning;Andsoftwarebasedonlarge-scalenetworkisneededurgently.Therefore,wehavetoimprovetheoperatingmanagementbydesigningamuchmorescientificandinformationizedsystem.Accordingtotheseconsiderations,theauthordecidestochoosethedevelopmentofoperatingmanagementsystemofelectricpowerplantasthestudytopic.

Inthispaper,theauthoranalyzestheproblemsexistedincurrentmanagementsystemandtherequirementofthestaff,andmakesacomparisontothelatestnetwork-basedinformationmanagementtechnologies.Andanelectricalpowerplantoperatingmanagementsystemsoftwareisdesignedanddeveloped.Theauthormakesadetailedinvestigationonthemanagingworkinpowerplant,brieflydescribestheproblemsthesystemwillsolve,anddesignsthemodelofsysteminascientificway.Duringthedesigningprocess,Ichoosethethree-leveledB/SmodebecauseofitssuperioritycomparingtothetraditionalC/Sframework.Inaddition,thispaperalsodescribesthekeytechnologiesofsystemdesigning,theoverallframeworkofsystem,andmodelingandcodingoftheprogram.

Thesystemdesignofthemoduleare:

connectingmodule,theinformationrecordingmodule,theinformationquerymodule,databasemanagementmodule,statisticalreportsandprintmodule.Alsowithineachmodulecontainsanumberofdifferentsub-modulesusedtoachievedifferentfunctions.Uponcompletionofthesystemisnotonlyabletocompletethepowerplanttorunthemanagementofinformation,youcanalsorunontheplantinformationmanagementandquery.AndbecausethesystemenablesinformationsharingwithintheLAN,andfunctioncalls,whichsimplifiestheprocessoftheoffice,savinghours,improveworkingefficiency.

      Thesystemhasbeentestrunpowerplantinlaichengasamajorpowerplantautomationsystemmodules,runtheapplicationinthefieldismorestable,effectivelyimprovedthesafetyofplantoperationeconomy.

Keywords:

operatingmanagementinelectricpowerplant;three-leveledB/Smode;moduledesigning;JAVA2

第1章绪论

1.1系统开发背景

随着国家经济的发展，企业用电和民业用电的需求也越来越大。

为满足日益增长的电力需要，加之现在电力生产技术的进步，国家上大压小政策的刺激，电厂的规模和机组容量越来越大。

600MW,1000MW的单机容量已成为新建改建的首要选择。

电厂规模容量的扩大，带来的是辅助设备的增加，也对运行工作特别是运行管理工作提出更高的要求的。

电厂三大系统锅炉、汽机、电气所有的重要设备，都是由运行人员监视操作。

设备状态，操作、人员交替等信息的快速、准确传递对电厂而言至关重要。

加强运行管理的方式方法是提高运行水平的有效途径。

在国内部分久远的发电企业，由于基础薄弱，管理方式方法落后，已严重制约了企业的发展，对安全稳定生产造成了不良影响。

由于老式的运行管理，主要采用手抄记录的方式来管理设备、管理人员。

管理水平和计算机及软件的发展，为电力企业带来了信息化管理。

但是大部分管理软件平台由于开发企业的众多，水平不一，在企业实际应用当中出现了许多问题：

软件开发平台众多，应用水平参差不齐；软件设计不够灵活，扩充性和开放性较差，且功能单一；大多系统基于单机或小型网络，缺乏大型网络化软件。

相对电厂人力资源管理信息化和设备自动化管理建设的快速发展，运行管理信息化进程则明显滞后许多，目前全国电厂运行信息化利用程度仅为60%左右。

不同电厂的运行管理信息化程度也存在明显差距：

有些企业引入运行管理、设备管理等管理软件，以满足其部门级管理的需求，但不能解决信息相对孤立的“信息孤岛”，资源不能共享。

这种管理模式在部分电厂尤其是一些早期建设管理相对落后的老旧电厂至今仍在延用。

基于以上原因，加之作者从事电力生产行业的因素，本次设计的课题选择为电厂运行管理系统的开发。

1.2国内的研究现状

大型火电机组特别是调峰机组的运行工况经常变化，使辅机设备启停十分频繁，易造成同类辅机运行时间不平衡，最终导致个别辅机运行时间过长，使用寿命缩短。

发电厂迫切希望能根据运行表计参数显示和观察到的现象，通过自动或人工逻辑推理，对各辅机的启停次数、运行时间进行记录统计，以便合理分配辅机的运行时间，确保辅机在经济安全的工况下运行。

电厂运行管理系统实质上也是信息管理系统（MIS）的一种,它的发展也随着MIS系统的发展经历了四个阶段。

第一个阶段为八十年代初期，以大型计算机为中心的时代，许多用户同时共享CPU资源和数据存储功能。

第二个阶段为八十年代中期，以服务器为中心的计算模式，也叫资源共享模式，这种模式是随着PC技术的发展而发展起来的，这种模式使PC的资源通过局域网得到了延伸。

第三个阶段为八十年代末九十年代初发展起来的，九十年代中期达到高峰的客户/服务器（C/S）模式，该阶段的显著特点是将计算业务合理地分为客户端计算和服务器端的计算，有效地解决了计算业务的负载平衡问题，系统使用了客户机和服务器两方的智能、资源和计算能力来执行一特定任务。

第四个阶段，也就是当今发展最快的以网络为中心的计算模式，即Internet三层结构体系，它在客户机和服务器之间加了一层中间件，这种体系解决了应用与网络过分依赖的关系，使得管理信息系统的实现更加容易，更能适应运行环境的发展[1]。

本次设计就是采用了第四个阶段的三层模式，即B/S模式。

1.3课题需要解决的主要问题

随着发电企业的规模不断扩大，设备数量急剧增加，相应的运行管理工作也越来越繁杂。

面庞大的运行管理信息量，就需要有相应的运行管理系统来提高运行管理工作的效率。

通过本系统，可以做到运行人员、设备管理的规范管理、科学统计和快速的查询，为合理地安排运行工作提供详实可靠的依据。

提高电厂安全、优质、经济运行水平是运行管理的主要目标。

本文开发设计的电厂辅机设备管理系统采用B/S模式，构建基于Web的动态交互式模型，在线统计并显示出各种工况下电厂重要辅机的启停次数、运行时间，及时指导运行人员调整辅机的运行情况。

1.4本文的主要工作与特色之处

作者在经过一定的调查和分析之后，通过对系统中的各项功能进行归类和合并的方法，使用户可以在简单的界面窗口中完成多种比较复杂的功能，从而实现了简化界面、减少窗口的设计目的，达到了使系统简洁、易用的设计初衷。

在文章中作者对此次的设计从需求分析到功能实现都做了比较详细的描述。

1、需求分析：

对电厂运行管理进行了深入详细的调查，获得运行人员的业务工作范围和内容，收集他们对系统功能的要求，整理相关信息资料，确定系统的开发范围。

2、重点讨论了B/S结构的工作原理及其特点，分析了实现Web数据库的不同方法，客观地分析了它们的优缺点。

最终作者认为B/S结构无论在操作的可行性、方便性还是性能上都是一种实现的最好构架。

3、深入探讨了基于B/S结构的运行管理系统的网络实现，运行管理系统的网络安全，特别是权限控制问题。

4、程序模块划分和实现阶段。

根据系统管理信息的类型和功能对系统进行模块划分，分别编写代码，最终逐一实现系统功能。

5、详尽介绍了运行管理系统的总体框架、工作流程和系统使用的主要技术。

本次的系统开发，主要立足于实际的应用，在设计上尽量满足用户的各种需求。

本系统设计的特色之处在于：

1、实现了运行管理信息的网络化，有关领导、职能部门、生产部门、班组可以通过联网，对分散、零乱的数据信息进行规范化处理，实现数据的动态处理，完成数据共享。

2、能准确、及时地对数据进行收集、处理、存储、查询、传输，实现各模块间的数据关联，产生各种统计报表，并能保证数据的准确性、唯一性。

3、采用面向对象的程序设计方法，保证系统具有良好的可维护性、可移植性和可扩充性，具有较完整的文档和使用帮助。

4、能够定时任务提醒，方便查看当前任务。

可以灵活设置定时任务提醒间隔时间、当前任务摘要提示，工作任务一目了然。

1.5本文的主要技术

本系统采用了适合于信息管理和发布的B/S结构。

Brower/Server是一个逻辑概念。

一个Brower/Server系统由客户端浏览器、Web服务器、应用层服务器和数据层服务器组成，所谓服务器是指在网络环境下能提供某种功能和信息的程序系统[2]。

在现代信息系统中，服务器通常是一种单独的数据库管理系统（DMBS），它负责数据的存储与处理，一般驻留在专用服务器、微型计算机和小型机等单独的硬件内，服务器通过现有的网络系统与用户交换信息，并保障存储在服务器上的数据的安全性与完整性。

Brower/Serverr是一种在网络环境下的分布式计算模式，它实现了分布环境下的合作计算（CooperativeComputnig），它将一个计算任务分解成两部分子任务，由客户与服务器协作完成，客户端负责处理人机交互及前端处理，服务器端处理企业级计算及系统管理。

B/S模式具有如下特点:

1、客户端不需要安装。

由于B/S模式是一种瘦客户机模式，客户端软件仅需要通用的浏览器，不需要安装特别开发的应用程序。

对于Windows系统来说，浏览器是操作系统附带的，当然也可以使用其他的通用的浏览器。

2、客户端界面统一。

由于使用浏览器作为客户端，浏览器也只有几种通用的软件开发方，对于绝大部分使用计算机的人来说，浏览器的界面非常熟悉了，无需额外的培训就能直接使用。

3、开发效率高，周期短。

目前，很多公司都提供了开发B/S模式的解决方案，并且开发出了很多成熟的产品，使用这些成熟的应用软件开发，可以跳过以前C/S模式下的许多底层开发工作，节省很多工作量。

4、强大的跨平台能力。

由于使用浏览器作为客户端，而客户端对于服务器端采用何种技术，何种网络没有要求，只要符合网络协议就能通讯工作了。

同时，因为采用的是目前公开的协议和标准，任何其他采用相同的协议的系统都可以互联互通，具有良好的开放性和扩充性。

在这种结构下，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在Web服务器实现，客户端只需要浏览器即可进行业务处理，是一种全新的软件系统构造技术。

这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。

对于B/S结构系统，由于其数据集中存放于数据库服务器，客户端不保存任何业务数据和数据库连接信息，也无需进行什么数据同步，所以保证了数据的安全性、一致性。

B/S结构可以实时看到当前发生的所有业务，方便了快速决策，有效地避免了损失。

系统安全性设计用户服务不再直接处理复杂的原始数据，安全性从数据服务和用户服务中转移到商业服务级，因此可以最适合组织的方式实现安全性。

而系统的用户鉴定集成，可以实现根据ip地址、域名或特定用户对被限制站点的访问封锁，确保Internet权限的正确使用[3]。

B/S模式采用常见的、易用的客户端浏览器，如Netscape公司的