利用CORBA技术在线监测轧钢厂电气设备

李孝恒

【摘要】本文首先对CORBA技术做了概述，分析了利用CORBA技术构架在线监测系统，并结合相关实践经验，研究了其中的多项关键技术。

【关键词】CORBA技术；在线监测；轧钢厂；电气设备

一、前言

作为实际应用效果良好的技术方法之一，CORBA技术在实践中扮演着不可替代的角色，该项课题的研究，将会更好地提升CORBA技术的实践水平，从而有效优化轧钢厂电气设备检测的最终整体效果。

二、CORBA技术概述

分布式设备在线状态监测系统可以较好地解决大型成套设备状态监测与故障诊断的问题，因而设备故障诊断工作者为此作了很多研究。20世纪90年代以来，国外一些著名的公司已相继推出了成套的分布式设备在线监测系统，国内也有许多单位正在从事这方面的研制开发工作，并已经有较为商品化的系统问世。目前分布式系统的实现技术有多种，其中采用CORBA，公共对象请求代理体系结构）技术构架分布式系统是比较成熟的实施方案之一。

在企业内建立和调配软件系统是一项复杂的任务。CORBA为完成这一任务提供了功能强大的框架。CORBA可以集各种操作系统平台和各种开发语言的优点于一身，具有良好的实时性、可靠性及跨平台性。利用CORBA，可以更容易地开发异构分布式系统。CORBA非常适合创建企业级或者多企业级的大型远程在线监测系统。系统通过Intemet或Intranet将分布在不同地域的诊断对象的状态信息进行集成，利用CORBA技术构成具有多服务器互连，多层次信息交互，资源共建共享等特点的设备远程监测与故障诊断系统。

三、利用CORBA技术构架在线监测系统

整个系统的构架分为三层：数据采集站、服务器和客户端。数据采集站上安装有数据采集卡，负责采集数据，并对数据做初步处理后通过通讯线程传送到服务器，并可以根据不同的情况设置不同的采集参数。

服务器是系统的核心，是处理数据的关键部分。服务器通过若干个双缓冲队列将所有数据暂时保存。对于电流和功率，如果有跳闸信号，服务器将跳闸信号前5分钟的数据存人数据库；对于温度和湿度，服务器通过存储线程将所有特征值存人数据库。同时，服务器通过监听线程池随时响应远程客户端的请求，包括实时数据的显示，历史数据的回放，以及温度和湿度信号的趋势分析等。

客户端是供客户使用的部分，与服务器构成C/S模式，用户可以同时监视多个测点，向服务器发起查询、分析等请求，还可以通过客户端自行设置主监测画面的内容及相关数据的报警值等。

四、CORBA技术在线监测轧钢厂电气设备的的关键技术

1.数据采集

数据采集部分为高速数据采集和远程通讯融为一体的无人职守的应用程序。数据采集采用异步多线程高速DMA双缓冲循环采集方式；远程通讯使用基于CORBA的分布式远程调用通讯方式。针对电流和温度等不同的信号源，分别开发不同的应用程序，置于两个数据采集站上。

（一）慢速信号一温度和湿度采集程序

通过一片高速多通道采集卡和扩展板实现对温度和湿度的采集，最多可采集256通道的温度和湿度信号。对于温度和湿度等慢速信号，采取每2秒循检一次的方式，每次循检的数据存人数据库。对于每个信号，用户可以设定它的报警值，如果某通道的信号超过报警值，则通过声音或界面显示等方式通知客户端，直到工作人员将此故障排除为止。

（二）快速信号一电流和跳闸信号采集程序通过一片高速多通道采集卡实现对电流、功率和跳闸信号的采集。电流和功率的采集方式是高速DMA方式的A/D采样。采集卡可以采集32通道的快速信号，电流和功率的所有信号同时实现循环采集，每秒钟250个点。跳闸信号通过数字输入来读取，如果有跳闸信号产生，则将此跳闸信号产生前5分钟的数据存人数据库，起到黑匣子的功能，供今后查询使用。

2.远程通信

系统需监测的关键信号数量很大，访问系统的用户量也很大，所以不可避免地会出现大量需要同时监测、同时提出查询报警或者同时提交数据的要求，而且必须保证这些请求具有很好的实时性。服务器是系统的核心构件，所有请求都需要它来调度和处理，这就要求系统具有一个健壮的服务器端体系结构解决方案。服务器必须保证良好的稳定性和实时性，同时还必须具有很好的可扩展性和可移植性。本系统采用一种新的基于CORBA的可移植对象适配器（PortableOb—jectAdapter，POA）机制的策略模型，很好地解决了大用户量实时请求的问题。

POA是当前对象请求代理（ORB）的服务器端底层结构模型。POA是对象的实现与ORB之间的中介。代理服务器的服务器端模型使用POA对象适配器。POA负责根据各种请求创建对象引用、激活对象以及将各个对象的请求调度到特定的服务器上的伺服程序进行处理，还要负责管理对象的整个生命周期中的所有问题。

整个系统中可以有多个POA实例，每个POA实例下注册具有相似性能的一组对象，这些POA在创建时都必须根据性能要求给定相应的POA策略，这些策略确定POA的工作模式，如对象的定位、对象的激活、对象与伺服程序之间的关联匹配、线程策略等。POA的工作模式对系统的性能起着至关重要的作用。例如大客户量情况下，每个客户都需要使用在线监测的功能，不同用户又需要同时监测不同的机组，在这种情况下可以为每个用户建立一个连接，每个用户对每个机组的监测请求使用不同的线程来完成，但线程并不是无限增长的，服务器要维护一个线程池，它规定了可用线程的最大数量，所有的线程都来自这个线程池，为了保证服务器的合理资源，当用户使用的线程到达最大线程数时，对于用户新的请求给予等待的答复，直至有空闲的线程出现。

对于本监测系统POA，根据监测功能的系统稳定性要求，监测功能POA的生存周期策略采用PERSISTENT，即使用持久对象，隐式激活策略采用非隐式激活，即NO—IMPHCIT—ACTIVATION。针对监测功能的实时性要求，需要将伺服程序保存在内存中，避免每次请求的重复查找，因此伺服程序保持策略采用RETAIN。由于监测POA中的CORBA对象都是针对相似的监测对象，基本上都具有相同的接口定义语言（IDL）接口類型，所以选择USE—DE—FAULT_SERVANT作为请求处理策略的值，即使用默认的伺服程序，这样当POA在激活对象映射中找不到相应的伺服程序时，系统使用默认的伺服程序来处理请求。

为了使各种不同的信号数据使用统一的通信接口，系统采用了CORBA的Any类型。COR—BA的Any类型是IDL的Any类型映射为具体的面向对象的语言（如c++或Java等）之后的类型。它提供了一种通用的类型，可以保存任意的IDL类型的值，包括自定义的类型。标准的IDL到C++的映射，已经实现了所有的IDL标准数据类型到Any类型的相互转换。由于使用了Any类型使得系统的接口更加简洁，易于扩展。

五、结束语

综上所述，加强对利用CORBA技术在线监测轧钢厂电气设备的研究分析，对于该项工作良好效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的实践中，应该加强对CORBA技术的重视程度，并注重其在实际应用中的整体性与科学性。

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