摘 要：分析了在電力市場環(huán)境下，當前SCADA系統(tǒng)信息集成的局限性，將基于XML Web service的面向服務架構（SOA）技術引入其中，設計基于SOA的SCADA系統(tǒng)調(diào)度端平臺架構，實現(xiàn)分布式服務功能交互。 關鍵詞：SOA，SCADA系統(tǒng)，XML, Web service Abstract: With the rapid development of power market , there is limitation when current SCADA system share information with other information systems . In order to solve this problems above , this paper pulls in SOA architecture based on XML Web service , and design the new architecture of SCADA system management platform , in order to comply the distributed function. Key word: SOA, SCADA system, XML, Web service 0 引言 　　調(diào)度自動化系統(tǒng)是運用計算機、通信和控制技術，對調(diào)度中心管轄的設備，進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)自動測量、自動信號、自動控制和自動調(diào)節(jié)等功能。主要由數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、狀態(tài)估計、安全分析、潮流優(yōu)化和經(jīng)濟調(diào)度等模塊組成。隨著電網(wǎng)技術和計算機技術的發(fā)展，在調(diào)度自動化系統(tǒng)中需要集成來自不同廠商的硬件設備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫平臺和網(wǎng)絡協(xié)議等，由此帶來的異構性給應用軟件的互操作性、兼容性以及升級能力造成了嚴重問題。形成大量分散異構的“信息孤島”，針對此現(xiàn)象，本文提出一種基于SOA的分布式架構在調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應用設想。 1 當前SCADA系統(tǒng)介紹及其局限性 　　從集中式，經(jīng)開放式向分布式發(fā)展的過程。到目前為止，電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)三代，這三代系統(tǒng)的結構可以歸納為主機終端結構、客戶一服務器結構（即C/S結構）和功能分布式結構3種，如圖1-a，圖1-b和圖1-c所示 。 [align=center] [/align] 　　目前廣泛使用的是C/S結構。傳統(tǒng)的C/S結構是對以前單機系統(tǒng)得擴展，解決了執(zhí)行效率和多用戶同時使用的問題，這種模式盡管有以下優(yōu)點：可通過網(wǎng)絡環(huán)境發(fā)布信息、分布數(shù)據(jù);特性良好的人機界面;使用分布式管理，均衡了負載;性價比高等，但經(jīng)過一段時間的使用和推廣后，一些缺點也逐漸顯露，如不同應用使用不同客戶端軟件，維護工作量大，每一次的升級都意味著要全部更新所有客戶端，大部分應用依賴特定系統(tǒng)開發(fā)平臺，可移植性，可擴展性差導致靈活度不夠，無法滿足應用軟件規(guī)模的擴大和各種軟件集成的迫切要求，也不能適應復雜多變的軟、硬件環(huán)境。為了解決這些問題，對原有系統(tǒng)結構進行改進，出現(xiàn)了分布式多層應用程序架構，這種架構最大優(yōu)點就是將用戶表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)層剝離，每層獨立，表示層負責用戶界面和外部接口邏輯，業(yè)務層負責核心的商業(yè)規(guī)則和業(yè)務邏輯，數(shù)據(jù)層負責讀取和更新存儲器中的數(shù)據(jù)，即通常所謂的三層架構。 　　調(diào)度自動化系統(tǒng)不僅要能夠完成監(jiān)控要求,還要和其他應用子系統(tǒng)如安全分析子系統(tǒng)，優(yōu)化和經(jīng)濟調(diào)度子系統(tǒng)進行互連和互操作。對于這一點,傳統(tǒng)的C/S模型是無能為力的。而分布式對象模型可以提供分布式異構環(huán)境下應用系統(tǒng)互連和互操作的標準,使得系統(tǒng)在具有很好的開放性的同時,也提供了很好的可擴展性,便于新的應用模塊的擴展。 2 SOA與Web service技術概述 　　SOA（Service-Oriented Architecture），如圖2所示。它是一種體系架構，它將應用程序的功能單元稱為服務，這些服務之間通過定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口采用中立的方式進行定義，獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。服務映射到業(yè)務功能，實現(xiàn)服務的組件通常映射到業(yè)務實體和操作它們的業(yè)務規(guī)則。實現(xiàn)服務的軟件實體通常是粗粒度的，松散藕合的，基于消息通信模型的。 　　Web Service為分布式系統(tǒng)提供了支持，其平臺和語言中立性使得跨平臺的互操作，系統(tǒng)地整合更加容易，其技術的成熟化使得SOA架構思想得到很好的應用。從目前研究應用的幾大軟件廠商共同協(xié)商的標準來看，Web Service技術無疑是最方便的。Web Service的關鍵技術如下。 [align=center] 圖2 SOA架構[/align] 　　2.1 SOAP 　　簡單對象訪問協(xié)議SOAP（Simple Object Access Protocol）執(zhí)行和調(diào)用服務間的通信。當Web service建好以后，需要調(diào)用它時，SOAP提供了標準的RPC方法調(diào)用Web service。SOAP規(guī)范定義了SOAP消息的格式，以及怎樣通過HTTP協(xié)議來使用SOAP，它是基于XML的，繼承了XML的開放性和可擴展性，可解決多個應用之間的一致性問題。 　　2.2XML 　　XML是web serivces的核心基礎技術,是SOAP實現(xiàn)的關鍵所在，是Web服務平臺中表示數(shù)據(jù)的基本格式，是Web服務通信協(xié)議的數(shù)據(jù)編碼方式。主要優(yōu)點與平臺無關。XML解決了數(shù)據(jù)表示的問題，但它沒有定義一套標準的數(shù)據(jù)類型，更沒有說怎么去擴展這套數(shù)據(jù)類型。W3C制定的XML Schema（XSD）就是專門解決這個問題的一套標準。它定義了一套標準的數(shù)據(jù)類型，并給出了一種語言來擴展這套數(shù)據(jù)類型。 　　2.3 WSDL 　　WSDL（Web Service Description Language）Web服務器描述語言是用XML文檔來描述Web服務的標準，是Web服務的接口定義語言，由Ariba、Intel、IBM、MS等共同提出，通過WSDL，可描述Web服務的三個基本屬性： 　　·服務做些什么——服務所提供的操作（方法） 　　·如何訪問服務——和服務交互的數(shù)據(jù)格式以及必要協(xié)議 　　·服務位于何處——協(xié)議相關的地址，如URL 　　WSDL使得描述服務成為可能，同時也讓客戶能夠以標準的方式對這些服務進行調(diào)用，而不需要知道更多的底層協(xié)議，如SOAP和HTTP等。 　　2.4 UDDI 　　UDDI（Universal Description , Definition, and Integration,統(tǒng)一描述、定義和集成）用來發(fā)布、查找服務。用戶可以在上將其服務進行注冊，以便其它用戶訪問。目錄入口是一個描述了服務及其如何提供服務的禮文件。目錄也包含了一些搜尋用戶需要的服務方法，并提供信息、聯(lián)系方式和鏈接的技術數(shù)據(jù)，以滿足需要的服務。同時，通過提供的標準接口，用戶可以發(fā)布自己的服務供其他實體調(diào)用，也可以查詢特定服務的描述信息，并動態(tài)地綁定到該服務上。 3 基于SOA的調(diào)度系統(tǒng)總體架構設計 　　第一層是電力信息系統(tǒng)層，根據(jù)服務契約從每個現(xiàn)有的信息系統(tǒng)（EIS）中分離出實現(xiàn)一定業(yè)務功能的基本服務。在信息系統(tǒng)層,將企業(yè)現(xiàn)有的EIS封裝成一個或多個Web基本服務,對外提供統(tǒng)一的接口（如一個或多個WSDL）。將它們原來以各種API形式暴露的接口用WSDL重新描述,然后使用HTTP +SOAP的消息傳輸方式作為與外界交互的橋梁。在SCADA調(diào)度系統(tǒng)中可以劃分的系統(tǒng)功能有：報文處理，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)維護，子站和監(jiān)視等。第二層是傳輸層，采用企業(yè)服務總線（ESB）作為傳輸連接服務的“橋梁”。ESB所提供的基于標準的連接服務,可將應用中實現(xiàn)的功能或者數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為服務請求者能以標準的方式來訪問的服務。服務提供者首先把提供的Web服務發(fā)布到企業(yè)私有的UDDI,同時在ESB上配置一些基礎的元數(shù)據(jù),如Web服務容器類型、調(diào)用方式（動態(tài)/靜態(tài)）等，當有一個請求Web服務時,ESB把該Web服務作為一個功能提供給要使用的系統(tǒng),每個功能通過唯一的標識號標識,則系統(tǒng)只需要向ESB發(fā)送該Web服務的數(shù)據(jù)接口標準的SOAP消息,ESB就會自動的執(zhí)行該Web服務,并把處理結果發(fā)送給服務請求系統(tǒng)。第三層是服務層，原企業(yè)應用系統(tǒng)提供的通常是細粒度的API接口,經(jīng)過Web封裝是將API用基于XML的WSDL重新描述,此基本服務依然是細粒度的,而SOA思想中要求服務單元是粗粒度的,在服務層重新組合基本服務,使服務具有一定粗粒度。SCADA系統(tǒng)基礎服務網(wǎng)管服務、安全服務、數(shù)據(jù)服務。第4層是業(yè)務層。在這一層中利用已經(jīng)封裝好的各種服務來構建電力系統(tǒng)中的具體的業(yè)務流程。第五層是表示層，這是暴露給客戶或合作伙伴使用的服務接口,以Web服務的形式提供。 [align=center] 圖3 SOA架構的SCADA調(diào)度系統(tǒng)結構圖[/align] 4 結論 　　本文拋磚引玉地介紹了面向服務的體系結構（SOA）在SCADA的應用, 采用基于XML的Web Service技術為異構系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的連接和集成，在系統(tǒng)內(nèi)部使用傳統(tǒng)的緊耦合系統(tǒng)架構而在系統(tǒng)之間采用松耦合的系統(tǒng)架構,這樣既可以保持同構系統(tǒng)內(nèi)部的體系獨立完整,又能實現(xiàn)異構系統(tǒng)互相通信集成而構成整體，實現(xiàn)電力信息的共享和整合，促進電力系統(tǒng)信息集成的應用與管理水平的提升 參考文獻 　　1 楊樸，游大海等.SCADA系統(tǒng)的XML Web服務實現(xiàn).電力系統(tǒng)及其自動化學報.2003年8月第15卷第4期 　　2 麻麗娜，苑津莎等.基于Web services的電力企業(yè)應用集成技術研究與實現(xiàn).電力系統(tǒng)通信.2005，（11）. 　　3 桂友武，黃煙波.用SOA與Web services進行企業(yè)集成的框架設計.信息技術.2007，（10） 　　4 許衛(wèi)兵，孫佐，陳繼軍.面向服務架構（SOA）的電力系統(tǒng)信息集成研究.中國儀器儀表.2007，（6） 　　5 董文煒.基于SOA的分布式Web應用系統(tǒng)的研究.西北工業(yè)大學碩士論文.2007 　　6 吳家菊，劉剛等.基于Web服務的面向服務（SOA）架構研究.現(xiàn)代電子技術.2005,（14） 　　7 宋朝青.利用分布式組件對象模型構建SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡模型.電力系統(tǒng)自動化.2000,（9） 　　8 凌曉東.SOA綜述.計算機應用與軟件.2007，（10）