采用Windows Embedded Server的高性价比电力监控系统
2011-09-02
作者：ABB公司
ABB公司是世界500强之一，在电力领域、输/变电设备生产中占领先地位，尤其在电力自动化保护中，对线路和前端设备的遥测、遥感，实时信号控制更具实力。
ABB的SYS 600C是以主机为基础，并基于MicroSCADA Pro(数据采集及监视控制系统)技术，面向生产过程控制与调度自动化的解决方案。它以微软Windows Embedded Server嵌入式为技术平台，可对现场运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节和信号报警。该方案能提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，实现电力调度自动化与现代化。
目前，MicroSCADA Pro技术成熟，主要产品Compact SCADA SYS 600C得到广泛认同。成功背后，微软的Windows Server 2003 R2 For EmbeddedSystems起着不可替代的作用。Compact SCADA SYS 600C目前正在为为中国电网保驾护航。
需求及挑战
作为世界领先水平的保护和控制解决方案商，如何解决国内电网输配电能力，优化资源的使用价值，使其配电网络最大化成为可行，就变得尤为重要，这是ABB首先需要考虑的。在此前提下，ABB与中国电网密切协作，致力研发一套电力自动化保护系统，方便在在各区电网中心部署，保障最高安全性和稳定性。
但在系统架构设计及研发过程中，ABB发现需要着力解决以下挑战：
* 稳定可靠
稳定可靠由于电力行业面临情况比较特殊，优先考虑的是解决系统稳定运行的问题。所以该系统需要考虑到电力系统运营流程，对其进行整体性优化和调试，这包括优化和构建系统内核、操作系统、权限控制等多个层面。
* 用户体验
其次，如果未来要考量到电力系统工程师方便快捷的使用产品，在保障稳定性的前提下，需要提升可操作性，这需要具有简易的自助服务系统，良好视觉效果的操作界面，能够符合用户现有的操作习惯等方面。
* 降低成本
再有，由于电力系统节点很多，同一款产品需要在很多节点上进行部署。那么所需产品数量增大的情况下，不可避免的要涉及成本问题。如何解决研发、搭建和设置产品，更好的降低运营费用，也是ABB需要考量的一大问题。
ABB公司是世界500强之一，在电力领域、输/变电设备生产中占领先地位，尤其在电力自动化保护中，对线路和前端设备的遥测、遥感，实时信号控制更具实力。
ABB的SYS 600C是以主机为基础，并基于MicroSCADA Pro(数据采集及监视控制系统)技术，面向生产过程控制与调度自动化的解决方案。它以微软Windows Embedded Server嵌入式为技术平台，可对现场运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节和信号报警。该方案能提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，实现电力调度自动化与现代化。
目前，MicroSCADA Pro技术成熟，主要产品Compact SCADA SYS 600C得到广泛认同。成功背后，微软的Windows Server 2003 R2 For EmbeddedSystems起着不可替代的作用。Compact SCADA SYS 600C目前正在为为中国电网保驾护航。
需求及挑战
作为世界领先水平的保护和控制解决方案商，如何解决国内电网输配电能力，优化资源的使用价值，使其配电网络最大化成为可行，就变得尤为重要，这是ABB首先需要考虑的。在此前提下，ABB与中国电网密切协作，致力研发一套电力自动化保护系统，方便在在各区电网中心部署，保障最高安全性和稳定性。
但在系统架构设计及研发过程中，ABB发现需要着力解决以下挑战：
* 稳定可靠
稳定可靠由于电力行业面临情况比较特殊，优先考虑的是解决系统稳定运行的问题。所以该系统需要考虑到电力系统运营流程，对其进行整体性优化和调试，这包括优化和构建系统内核、操作系统、权限控制等多个层面。
* 用户体验
其次，如果未来要考量到电力系统工程师方便快捷的使用产品，在保障稳定性的前提下，需要提升可操作性，这需要具有简易的自助服务系统，良好视觉效果的操作界面，能够符合用户现有的操作习惯等方面。
* 降低成本
再有，由于电力系统节点很多，同一款产品需要在很多节点上进行部署。那么所需产品数量增大的情况下，不可避免的要涉及成本问题。如何解决研发、搭建和设置产品，更好的降低运营费用，也是ABB需要考量的一大问题。
解决方案
经过详细分析中国电网的需求，ABB为客户设计了紧凑型的服务器设备，该设备可以对现场运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节和信号报警。
ABB的研发团队根据方案设计特点、功能要求，充分考虑电力行业对于稳定性的特殊需求，通过多次分析评估，最终选用微软Windows Server2003 R2 For Embedded Systems嵌入式操作系统，作为紧凑型服务器设备专用系统，并在该系统上为用户开发丰富的应用。
在该方案中，SYS 600C通过部署在每一个节点区域，充分保证了对于电力系统的数据检测与管理的要求。而且，针对远程登录设备的优化以及多台设备同时显示在一块屏幕上等特点可以显著提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，实现电力调度自动化与现代化。
* 稳定运行
ABB以“多节点服务器”的架构，能够有效确保电力系统的稳定运行，尤其是利用Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems定制后的专用系统，尤其适合电力系统服务器终端的特性。Windows Server 2003 R2For Embedded Systems还提供了与桌面系统一致的管理员远程访问及Windows Update等相关模块，从系统级别保障设备的安全运行，实现低维护的目标
* 良好用户体验
符合用户现有的操作习惯。Windows Server 2003 R2 For EmbeddedSystems保持了与Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems桌面操作系统一致的人机交互模式，即便经过定制开发，最终用户也毫无陌生感，凭借已有的操作习惯，就可以在服务终端设备上便捷使用。
* 降低成本
通过允许用户在做出购买决定之前，使用为期120天的评估包，免费评估和测试大部分Windows Embedded Server产品，Windows Embedded Server在最大程度上降低用户投入成本。
解决方案优势评估
ABB评估了Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems环境，发现其对产品研发来说是最适合、最优秀的平台，不仅因为开发者对基于Windows系统的开发相当熟悉，而且它也是具有极高的安全性的灵活操作系统平台。采用Windows嵌入式产品，与同类技术产品对比，具有多方面
优势：
*极高的性价比：高端控制中心，用于监控整个电网，但占地面积大、造价高；低端控制器，虽然体积小，但可查询的数据、信息量都很小。SYS600C基于Windows Server 2003 For Embedded Systems构建，结合行业成熟的MicroSCADA Pro技术，仅仅用一台普通的PC Server，即可完成大部分监控及管理功能，且价格适中，具有极高的性价比和市场定位。
*良好的兼容性：能够与x86平台上的各种硬件及外设，良好兼容，已于拓展。另一方面，同已有的管理软件也可以良好兼容。
*可维护性好：客户的很多分支机构，比如变电站等，可能地处偏僻，能够维护设备的人力有限。基于Windows Server 2003 For Embedded Systems构建的SYS 600C，具有良好的人机界面，与普通服务器操作完全一致，极大的降低了维护人员的要求。即便是系统出现问题，插入随机提供的OPK(oem Preinstall Kit)恢复光盘，只需要重新启动计算机，即可恢复系统。
*可定制性：OPK(OEM preinstallation kit)为ABB提供了良好的可定制性。这包括免激活。通过在系统中预制的激活机制，客户开机即用，无需激活。定制个性信息。在系统中添加公司logo、品牌及业务联系方式。灵活安装方式。提供多种灵活的预安装方式，如CD安装、网络安装或端到端。预制驱动程序。对于未提供内置支持的硬件设备，允许在操作系统上预安装驱动程序。预制软件安装。允许在光盘中提前预安装其他应用软件。比如ABB开发的数据监控软件。
*长生命周期优势：虽然微软嵌入式产品核心技术，与普通服务器一致，但其供货周期均在10年以上，Windows Server 2003 For Embedded Systems更可以持续到2018年。另一方面，在微软嵌入式产品新版本发布后，微软将帮助客户及时升级到最新的平台。这些特性，与同行业其它嵌入式产品相比，微软嵌入式产品服务、更新及完善更具有可持续性。这一切，都极大的拓展了SYS 600C的生命周期。
解决方案实施
ABB基于微软Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems所开发的Compact SCADA SYS 600C，可以对变电站内一/二次设备进行监控。它功能强大，结构紧凑，既可用于大型的枢纽型输电变电站，也可用在一般的配电变电站中。基于SYS 600C表现出的优异的环境适应性，系统中最重要的实时信息处理以及最先进的监测和控制功能得以实现。SYS 600C系统没有任何可以移动或易碎的零部件。系统易于扩展。由于应用最新的框架结构，在工业或供电系统的应用中，SYS 600C可以作为通信网关、控制中心的HMI，也可作为通信服务器使用。
方案实施后，电力系统工程师可以根据使用需要，对产品进行灵活配置，并且可以实现远程登录和访问，在操作上和使用上深受工程师的好评。2009年，ABB成功与国内某大型纸业集团签署了采购协议。该纸业集团首批采购了近20台紧凑型服务器设备，用于支持该纸业集团日益强烈的电网升级监控需求。从09年中旬产品正式生产到现在，ABB已和国内5家厂商签订采购意向，产品优势十分明显。
实施成效：
长久以来，德豪润达公司高度重视对信息化的建设。公司的信息部从成立至今一直主导公司整体的信息化工作。集团公司的王冬雷董事长曾经指出：“我们曾经在威斯达推行过ERP系统，但是我们失败了。这是很难为情的事，所以要坚定不移地推。失败有失败的教训，那就是一把手思想不能太保守，不能固步自封。各系统都感觉到，如果没有现代化的信息化系统，这么大的机体没法运作，财务、采购、生产系统，都有这个要求。我相信，现在推信息化系统，来自基层的要求，来自管理前端的要求更多一些，也就是说动力更多一些。我可以这样说，ERP系统能否上得好，能否成功，是衡量一个企业能不能从传统管理走向现代管理的一个标杆。难以想象几千人的工厂没有信息化系统。一切不适应信息化管理系统的人员干部，都将被淘汰。我们不允许再一次失败。在这件事情上，做不好就换人，没有人换就从外面招。大家清楚，我们与实用的差别，与现代化管理的差别，就是我们庞大的库存。库存会死人，这句话我说了很多年，年年抓也没有什么效果。总结实用的经验，有了ERP系统可能才会好。所以检验ERP是否成功，库存是一个决定因素。库存控制不下去，一切都是废话。”在高层的密切关注和鼎力支持下，项目的选型和实施进行的非常顺利。
收益:
由于采用了基于Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems技术的嵌入式平台解决方案研发，在整个产品研发与推广实施的过程中，ABB公司与其客户达到了预期目标并获得了多方面的收益，这些收益包括：
*安全高效，产品广受赞誉
ABB根据电力系统的使用需求，Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems自身具备良好的安全特性以及可定制性，对系统模块进行有针对性地裁减，从内存保护、组件精简、系统防护、用户操作以及外设接入等方面全面提升嵌入式系统的安全性。一方面可以全面满足电力系统客户操作的全部需求，另一方面可以最大程度地发挥了服务设备的运行效率，做到高效运行、长时间开机依然运行顺畅、稳定等目标。
由于SYS 600C是ABB公司基于Windows Server 2003 For EmbeddedSystems构建的新一代产品。目前已经申请专利，有效的填补了国内电力监控系统空白。自2009年7月正式批量生产到现在，已经收到超过80笔订单，成绩斐然。
*快捷维护，省时省力
微软嵌入式渠道为客户提供特有的OEM Pre Install Kit可以方便客户打包系统，ABB将应用软件整合到订制化后的Image 中，并制作成恢复光盘，有效节省最终用户维护及升级的成本。
*快速研发，占领市场
用于定制及开发电力系统紧凑型服务器终端的Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems系统，具有和Windows Server 2003桌面操作系统原生兼容的特性，开发人员无须学习新的开发环境，直接使用熟悉的Visual Studio集成开发环境即可为Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems开发应用，有效缩短了新产品研发周期。
得益于通用的开发平台，ABB的紧凑型服务终端系统SYS 600C，在不到一年的时间，就实现了从研发到批量生产。产品的快速制造为ABB在市场竞争中不断赢得先机。ABB已在全国范围内的5家企业全面展开合作，目前已经成功上线80多套基于Windows Embedded开发的Compact SCADA SYS 600C产品。
基于Windows Server 2003 R2 For Embedded Systems的电力监控系统研发，有力提升了开发商的业务成长速度，也使得应用设备的厂商在竞争中处于优势地位。