基于Delphi7的继电保护CAI模块开发

郑义兵 郝琳

【摘要】为了将CAI软件应用于继电保护领域，利用Delphi7语言，结合Acess数据库，编制了继电保护CAI模块。首先，对编制该软件用到的主要技术进行了介绍；然后，对该模块解决问题的流程图和软件总体数据库结构进行了分析；最后，对该模块的界面及具体功能实现进行了介绍。

【关键词】CAI；继电保护；TRIZ；进化；数据库

引言

计算机辅助创新（CAI）是将现代设计方法、计算机软件技术等多领域知识综合而成的创新技术。其在新产品开发的概念设计阶段能够辅助设计人员生成优化的概念解，从而减少概念设计的盲目性，提高了设计效率。继电保护作为电力系统的二次设备，对于电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。而作为本文CAI软件中创新理论基础的TRIZ[1，2]，其传统的研究都在机械领域，近年来虽有扩展，但范围有限，对于电力系统的研究尚属空白，因此本文在对继电保护技术研究的基础上，利用Delphi7[3，4]作为编程语言，结合数据库知识，对原有进化模块改进，添加了继电保护类模块，作为对电力系统计算机辅助创新研究的初步探索。

1.主要技术简介

1.1 面向对象的程序开发软件——Delphi7

Delphi7是著名的Borland公司开发的可视化软件开发环境的第七代，提供了方便、快捷的Windows应用程序开发工具。Delphi利用了Windows平台的很多先进的设计思想，在编译器和数据库方面拥有很明显的优势。总体上讲，Delphi既具有Visual Basic简单易上手的特点，又具有VisualC++功能强大的特点。

Delphi采用了面向对象的集成开发环境，克服了传统的面向过程的程序设计方法的一系列缺点，使得程序的可靠性、易维护性、代码重用性都有了很大提升。面向对象技术包含了对象、类、继承和通信4个方面的要素。

Delphi能够与绝大多数数据库系统进行连接，是数据库前端开发的首选工具，基于此，本文的CAI模块就采用Delphi7进行开发。

1.2 数据库技术

该软件模块采用Access关系型数据库，关系型数据库是指根据自己定义的关系来存储、处理和管理数据库信息的数据库。关系型数据库是由若干个表组成，每一张二维表对应着一种联系。本软件系统的数据库应用到了数据库的表对象。主要体现在对数据库中内容的读取与存储上，是在TRIZ理论分析问题的一般流程基础上进行数据库设计。表对象包含在知识库系统中，该模块用到的表有：继电保护进化路线表、继电保护进化实例表、项目管理库。其中，继电保护进化路线表用来获得继电保护进化路线方向的有效信息；继电保护进化实例表中用更加丰富的实例来对进化路线表中的进化路线进行补充说明，帮助设计人员更快地获得类比解；项目管理库用于用于储存新添加的具有创新价值的实例，以丰富实例内容，扩大应用范围。

1.3 TRIZ进化原理

TRIZ技术进化理论是TRIZ核心理论，也是TRIZ理论中重要的问题解决工具。其主要内容包括技术成熟度预测曲线、技术进化模式以及技术进化路线。

其中技术成熟度的预测可以作为企业进行技术分析，找出自身差距，进行产品改进开发，提高技术水平的有力工具；也可以作为企业制定战略、进行技术贸易的重要参考尺度；还可以作为一些职能部门进行技术研发立项审批的重要依据。而进行模式和进化路线的使用，可以使设计过程有明确的方向可循，减少不必要的时间浪费，主动适应市场，能动地进行改进设计和创新设计。本软件利用TRIZ的技术进化理论与继电保护的结合研究成果，将适合继电保护的进化模式、进化路线用软件编程结合实例来实现辅助创新。

2.进化模块流程及软件数据库结构

基于TRIZ理论的CAI系统进化模块解决问题的流程如图1所示。

图1 进化模块解决进化类问题的流程图

从以上流程我们可以看到，进化模块能实现计算机辅助创新的地方主要体现在两个方面：

①用进化路线结构及对应的实例来给设计者以形象启发，让设计者进入到TRIZ进化理论解决问题的范式中去；

②通过类比确定产品目前所处在进化路线上的位置，并得出产品开发方向上可能的概念解。

图2 软件系统数据库结构图

计算机辅助创新软件系统的数据库结构如图2所示。知识库系统和实例库系统是软件系统的底层数据源，操作系统（用户使用的界面），与知识库和实例库交换数据。其中，知识库是整个软件系统数据库的核心。对应于本文所开发的继电保护CAI模块，继电保护的进化路线及实例库就是该模块的核心部分。

3.功能实现

继电保护创新模块的目的是用TRIZ进化理论来解决问题，解决问题的基本过程是：根据技术系统的需要选择相应的子系统和进化模式，然后在“适用的进化路线”下拉菜单里进行选择，每选择一条进化路线后，点击路线详情，可以在进化模块主界面显示出技术路线的结构图、进化实例、以及进化实例所对应的图片，能有更直观的印象。在进化模块下，继电保护创新子模块的有关界面如图3所示。

图3 继电保护创新模块界面图

以继电保护装置为例，来演示继电保护CAI模块的功能实现。选择继电保护类进化模式中的“理想化”，然后选择进化路线“功能理想化”，路线详情如图4所示。

图4 “功能理想化”路线详情

图4的最上部分显示了“功能理想化”的进化路线结构，中间部分显示了该进话路线对应的示例图，下面显示了更多的“功能理想化”的实例。点击类比判断就可以获得产品目前所处进化路线上的位置及存在的问题，并得出产品的进化方向。

4.结论

本文利用TRIZ的进化理论作为计算机辅助创新的创新理论基础，以Delphi7作为编程语言，结合数据库知识，开发了继电保护CAI模块，以期为CAI软件在电力系统中的发展、应用做出努力，限于时间，本文所做研究及开发还显肤浅及简单，未来将做进一步研究及完善。

参考文献

[1]檀润华.发明问题解决理论[M].北京：科学出版社，2004，8.

[2]杨清亮.发明是这样诞生的：TRIZ理论全接触[M].北京.機械工业出版社，2006.

[3]杨长春.Delphi程序设计教程（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2008.

[4]宋坤，邹天思.Delphi数据库系统开发完全手册[M].北京：人民邮电出版社，2006.

作者简介：郑义兵（1981—），男，工学硕士，研究方向：现代设计方法、机械电子工程等。