基于Delphi7的繼電保護(hù)CAI模塊開(kāi)發(fā)

鄭義兵 郝琳

【摘要】為了將CAI軟件應(yīng)用于繼電保護(hù)領(lǐng)域，利用Delphi7語(yǔ)言，結(jié)合Acess數(shù)據(jù)庫(kù)，編制了繼電保護(hù)CAI模塊。首先，對(duì)編制該軟件用到的主要技術(shù)進(jìn)行了介紹；然后，對(duì)該模塊解決問(wèn)題的流程圖和軟件總體數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析；最后，對(duì)該模塊的界面及具體功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】CAI；繼電保護(hù)；TRIZ；進(jìn)化；數(shù)據(jù)庫(kù)

引言

計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新（CAI）是將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等多領(lǐng)域知識(shí)綜合而成的創(chuàng)新技術(shù)。其在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的概念設(shè)計(jì)階段能夠輔助設(shè)計(jì)人員生成優(yōu)化的概念解，從而減少概念設(shè)計(jì)的盲目性，提高了設(shè)計(jì)效率。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的二次設(shè)備，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。而作為本文CAI軟件中創(chuàng)新理論基礎(chǔ)的TRIZ[1，2]，其傳統(tǒng)的研究都在機(jī)械領(lǐng)域，近年來(lái)雖有擴(kuò)展，但范圍有限，對(duì)于電力系統(tǒng)的研究尚屬空白，因此本文在對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，利用Delphi7[3，4]作為編程語(yǔ)言，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)，對(duì)原有進(jìn)化模塊改進(jìn)，添加了繼電保護(hù)類模塊，作為對(duì)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新研究的初步探索。

1.主要技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 面向?qū)ο蟮某绦蜷_(kāi)發(fā)軟件——Delphi7

Delphi7是著名的Borland公司開(kāi)發(fā)的可視化軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的第七代，提供了方便、快捷的Windows應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具。Delphi利用了Windows平臺(tái)的很多先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，在編譯器和數(shù)據(jù)庫(kù)方面擁有很明顯的優(yōu)勢(shì)?？傮w上講，Delphi既具有Visual Basic簡(jiǎn)單易上手的特點(diǎn)，又具有VisualC++功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。

Delphi采用了面向?qū)ο蟮募砷_(kāi)發(fā)環(huán)境，克服了傳統(tǒng)的面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法的一系列缺點(diǎn)，使得程序的可靠性、易維護(hù)性、代碼重用性都有了很大提升。面向?qū)ο蠹夹g(shù)包含了對(duì)象、類、繼承和通信4個(gè)方面的要素。

Delphi能夠與絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行連接，是數(shù)據(jù)庫(kù)前端開(kāi)發(fā)的首選工具，基于此，本文的CAI模塊就采用Delphi7進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

該軟件模塊采用Access關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是指根據(jù)自己定義的關(guān)系來(lái)存儲(chǔ)、處理和管理數(shù)據(jù)庫(kù)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是由若干個(gè)表組成，每一張二維表對(duì)應(yīng)著一種聯(lián)系。本軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用到了數(shù)據(jù)庫(kù)的表對(duì)象。主要體現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中內(nèi)容的讀取與存儲(chǔ)上，是在TRIZ理論分析問(wèn)題的一般流程基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。表對(duì)象包含在知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)中，該模塊用到的表有：繼電保護(hù)進(jìn)化路線表、繼電保護(hù)進(jìn)化實(shí)例表、項(xiàng)目管理庫(kù)。其中，繼電保護(hù)進(jìn)化路線表用來(lái)獲得繼電保護(hù)進(jìn)化路線方向的有效信息；繼電保護(hù)進(jìn)化實(shí)例表中用更加豐富的實(shí)例來(lái)對(duì)進(jìn)化路線表中的進(jìn)化路線進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，幫助設(shè)計(jì)人員更快地獲得類比解；項(xiàng)目管理庫(kù)用于用于儲(chǔ)存新添加的具有創(chuàng)新價(jià)值的實(shí)例，以豐富實(shí)例內(nèi)容，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

1.3 TRIZ進(jìn)化原理

TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論是TRIZ核心理論，也是TRIZ理論中重要的問(wèn)題解決工具。其主要內(nèi)容包括技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)曲線、技術(shù)進(jìn)化模式以及技術(shù)進(jìn)化路線。

其中技術(shù)成熟度的預(yù)測(cè)可以作為企業(yè)進(jìn)行技術(shù)分析，找出自身差距，進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)開(kāi)發(fā)，提高技術(shù)水平的有力工具；也可以作為企業(yè)制定戰(zhàn)略、進(jìn)行技術(shù)貿(mào)易的重要參考尺度；還可以作為一些職能部門(mén)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)立項(xiàng)審批的重要依據(jù)。而進(jìn)行模式和進(jìn)化路線的使用，可以使設(shè)計(jì)過(guò)程有明確的方向可循，減少不必要的時(shí)間浪費(fèi)，主動(dòng)適應(yīng)市場(chǎng)，能動(dòng)地進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本軟件利用TRIZ的技術(shù)進(jìn)化理論與繼電保護(hù)的結(jié)合研究成果，將適合繼電保護(hù)的進(jìn)化模式、進(jìn)化路線用軟件編程結(jié)合實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助創(chuàng)新。

2.進(jìn)化模塊流程及軟件數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

基于TRIZ理論的CAI系統(tǒng)進(jìn)化模塊解決問(wèn)題的流程如圖1所示。

圖1 進(jìn)化模塊解決進(jìn)化類問(wèn)題的流程圖

從以上流程我們可以看到，進(jìn)化模塊能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新的地方主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

①用進(jìn)化路線結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的實(shí)例來(lái)給設(shè)計(jì)者以形象啟發(fā)，讓設(shè)計(jì)者進(jìn)入到TRIZ進(jìn)化理論解決問(wèn)題的范式中去；

②通過(guò)類比確定產(chǎn)品目前所處在進(jìn)化路線上的位置，并得出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向上可能的概念解。

圖2 軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖

計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)和實(shí)例庫(kù)系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)源，操作系統(tǒng)（用戶使用的界面），與知識(shí)庫(kù)和實(shí)例庫(kù)交換數(shù)據(jù)。其中，知識(shí)庫(kù)是整個(gè)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心。對(duì)應(yīng)于本文所開(kāi)發(fā)的繼電保護(hù)CAI模塊，繼電保護(hù)的進(jìn)化路線及實(shí)例庫(kù)就是該模塊的核心部分。

3.功能實(shí)現(xiàn)

繼電保護(hù)創(chuàng)新模塊的目的是用TRIZ進(jìn)化理論來(lái)解決問(wèn)題，解決問(wèn)題的基本過(guò)程是：根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)的需要選擇相應(yīng)的子系統(tǒng)和進(jìn)化模式，然后在“適用的進(jìn)化路線”下拉菜單里進(jìn)行選擇，每選擇一條進(jìn)化路線后，點(diǎn)擊路線詳情，可以在進(jìn)化模塊主界面顯示出技術(shù)路線的結(jié)構(gòu)圖、進(jìn)化實(shí)例、以及進(jìn)化實(shí)例所對(duì)應(yīng)的圖片，能有更直觀的印象。在進(jìn)化模塊下，繼電保護(hù)創(chuàng)新子模塊的有關(guān)界面如圖3所示。

圖3 繼電保護(hù)創(chuàng)新模塊界面圖

以繼電保護(hù)裝置為例，來(lái)演示繼電保護(hù)CAI模塊的功能實(shí)現(xiàn)。選擇繼電保護(hù)類進(jìn)化模式中的“理想化”，然后選擇進(jìn)化路線“功能理想化”，路線詳情如圖4所示。

圖4 “功能理想化”路線詳情

圖4的最上部分顯示了“功能理想化”的進(jìn)化路線結(jié)構(gòu)，中間部分顯示了該進(jìn)話路線對(duì)應(yīng)的示例圖，下面顯示了更多的“功能理想化”的實(shí)例。點(diǎn)擊類比判斷就可以獲得產(chǎn)品目前所處進(jìn)化路線上的位置及存在的問(wèn)題，并得出產(chǎn)品的進(jìn)化方向。

4.結(jié)論

本文利用TRIZ的進(jìn)化理論作為計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新的創(chuàng)新理論基礎(chǔ)，以Delphi7作為編程語(yǔ)言，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)，開(kāi)發(fā)了繼電保護(hù)CAI模塊，以期為CAI軟件在電力系統(tǒng)中的發(fā)展、應(yīng)用做出努力，限于時(shí)間，本文所做研究及開(kāi)發(fā)還顯膚淺及簡(jiǎn)單，未來(lái)將做進(jìn)一步研究及完善。

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作者簡(jiǎn)介：鄭義兵（1981—），男，工學(xué)碩士，研究方向：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械電子工程等。