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1、孟 軍 1 SCADA 系統(tǒng)概述 1 1 微 機(jī) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 概 述1 1 1 工 業(yè) 自 動(dòng) 化 與 計(jì) 算 機(jī) 微 型 計(jì) 算 機(jī) 的 出 現(xiàn) ， 加 速 了 信 息 社 會(huì) 的 進(jìn) 程 ， 并 由 此而 產(chǎn) 生 了 種 種 令 人 神 往 的 預(yù) 測(cè) 。 微 電 子 技 術(shù) 影 響 較 大 的 領(lǐng) 域 之 一 ， 是 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 工 具的 進(jìn) 步 和 完 善 。 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 工 具 的 進(jìn) 步 和 完 善 促 進(jìn) 了 自 動(dòng)化 技 術(shù) 的 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 ， 工 廠 （ 工 業(yè) 生 產(chǎn) ） 自 動(dòng) 化 、 農(nóng) 業(yè) 自動(dòng) 化 、 辦 公 室 自 動(dòng) 化 、 家 庭

2、自 動(dòng) 化 ， 即 所 謂 “ 4A” ， 已 成為 國 際 上 的 熱 門 話 題 。 工 業(yè) 過 程 控 制 是 計(jì) 算 機(jī) 的 一 個(gè) 很 重 要 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 。 工 業(yè)控 制 機(jī) 正 是 為 滿 足 這 一 特 定 的 工 業(yè) 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 而 發(fā) 展 起 來 的 。它 是 現(xiàn) 代 化 工 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 不 可 缺 少 的 工 具 。 工 業(yè) 控 制 機(jī)是 以 電 子 計(jì) 算 機(jī) 為 核 心 的 測(cè) 量 與 控 制 系 統(tǒng) 。 工 業(yè) 測(cè) 控 系 統(tǒng) 通 常 是 由 包 括 傳 感 器 、 過 程 輸 入 輸 出 設(shè)備 、 計(jì) 算 機(jī) 以 及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 等 部

3、 分 組 成 的 。 由 系 統(tǒng) 對(duì) 客 觀 世界 的 各 種 工 作 狀 態(tài) 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 采 集 、 處 理 并 對(duì) 其 實(shí) 施 控制 ， 從 而 完 成 自 動(dòng) 測(cè) 控 任 務(wù) 。 航 空 、 航 天 、 核 能 、 電 力 、 煤 炭 、 石 油 、 化 工 、 冶 金 、機(jī) 械 、 電 子 、 交 通 、 輕 工 、 紡 織 等 ， 都 在 努 力 實(shí) 現(xiàn) 這 種 測(cè)控 自 動(dòng) 化 。 1 1 2 計(jì) 算 機(jī) 與 微 機(jī) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 凡 有 微 型 計(jì) 算 機(jī) 參 與 生 產(chǎn) 過 程 的 監(jiān) 視 、 監(jiān) 測(cè) 和 控 制 管 理的 系 統(tǒng) 都 可 叫 做 微 機(jī) 監(jiān) 控

4、系 統(tǒng) 。 計(jì) 算 機(jī) 參 與 生 產(chǎn) 過 程 控 制 有 開 環(huán) 控 制 和 閉 環(huán) 控 制 兩 類 方式 。 開 環(huán) 控 制 （ 離 線 控 制 ） ： 計(jì) 算 機(jī) 的 計(jì) 算 結(jié) 果 僅 作 為 指 導(dǎo)生 產(chǎn) 的 參 考 ， 生 產(chǎn) 過 程 的 控 制 尚 須 由 人 工 干 預(yù) 實(shí) 施 。 閉 環(huán) 控 制 （ 在 線 控 制 ） ： 系 統(tǒng) 的 輸 出 量 對(duì) 控 制 作 用 有 直接 影 響 ， 計(jì) 算 機(jī) 的 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 直 接 用 來 控 制 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 生產(chǎn) 過 程 的 控 制 無 需 人 工 干 預(yù) 。 對(duì) 于 任 何 生 產(chǎn) 活 動(dòng) 都 應(yīng) 給 以 科 學(xué)

5、的 管 理 ， 為 此 ， 首 先必 須 及 時(shí) 掌 握 生 產(chǎn) 的 實(shí) 際 情 況 ， 然 后 才 能 作 出 正 確 的 判 斷 ，使 生 產(chǎn) 過 程 盡 可 能 維 持 在 最 佳 狀 態(tài) 。 采 集 生 產(chǎn) 過 程 的 實(shí) 時(shí)數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 監(jiān) 視 和 控 制 是 科 學(xué) 管 理 生 產(chǎn) 的 基 礎(chǔ) 。 初 級(jí) 階 段 ： 人 工 進(jìn) 行 ； 高 級(jí) 階 段 ： 機(jī) 器 承 擔(dān) ， 按 照 人 的 意 志 自 動(dòng) 完 成 。 現(xiàn) 代 生 活 中 有 許 多 的 大 型 工 業(yè) 生 產(chǎn) 系 統(tǒng) ， 比 如 電 力 系 統(tǒng) 、 鐵路 系 統(tǒng) 等 ， 組 成 大 型 工 業(yè) 生 產(chǎn) 系 統(tǒng)

6、的 生 產(chǎn) 設(shè) 備 及 生 產(chǎn) 部 門 多 ，且 分 散 在 相 距 甚 遠(yuǎn) 的 廣 闊 地 區(qū) 。 為 了 保 證 系 統(tǒng) 的 正 常 工 作 ， 構(gòu)成 系 統(tǒng) 的 各 部 分 必 須 在 一 個(gè) 調(diào) 度 機(jī) 構(gòu) 的 統(tǒng) 一 指 揮 下 協(xié) 調(diào) 工 作 。為 此 ， 調(diào) 度 機(jī) 構(gòu) 要 隨 時(shí) 了 解 系 統(tǒng) 各 部 分 在 生 產(chǎn) 過 程 中 的 實(shí) 際 情況 ， 并 要 此 基 礎(chǔ) 上 作 出 對(duì) 生 產(chǎn) 過 程 進(jìn) 行 指 揮 的 策 略 。 為 了 使 調(diào)試 工 作 既 滿 足 實(shí) 時(shí) 性 好 ， 又 保 證 可 靠 性 高 ， 于 是 便 產(chǎn) 生 了 遠(yuǎn) 動(dòng) ，并 要 綜 合 了

7、自 動(dòng) 控 制 理 論 、 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 和 現(xiàn) 代 通 信 技 術(shù) 之 后 迅速 發(fā) 展 起 來 。 1.2 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 的 概 念 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 是 對(duì) 物 體 或 各 種 過 程 進(jìn) 行 遠(yuǎn) 距 離 測(cè) 量 和 控 制 的 綜 合技 術(shù) ， 稱 為 遠(yuǎn) 動(dòng) (Telecontrol)技 術(shù) ， 它 具 有 在 人 和 機(jī) 器 或 機(jī) 器 與機(jī) 器 之 間 遠(yuǎn) 距 離 交 換 信 息 的 功 能 。 傳 統(tǒng) 遠(yuǎn) 動(dòng) 裝 置 的 主 要 功 能 為 “ 四 遙 ” 遙 控 、 遙 調(diào) 、 遙 測(cè) 、遙 信 。一 、 “ 四 遙 ” 功 能 的 定 義 1.遙 控 即 遠(yuǎn) 程 命

8、令 (Telecommand):對(duì) 被 控 對(duì) 象 進(jìn) 行 遠(yuǎn) 距 離控 制 ， 即 應(yīng) 用 遠(yuǎn) 和 通 信 技 術(shù) ， 使 運(yùn) 行 設(shè) 備 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) 產(chǎn) 生 變 化 。被 控 對(duì) 象 可 以 是 固 定 的 也 可 以 是 運(yùn) 動(dòng) 的 。 這 種 命 令 只 取 有 限 個(gè)離 散 值 ， 通 常 只 取 兩 種 狀 態(tài) 命 令 ， 例 如 開 關(guān) 的 “ 分 ” 、 “ 合 ”指 令 。 2.遙 調(diào) 即 遠(yuǎn) 程 調(diào) 節(jié) (Teleadjusting):對(duì) 被 控 站 某 些 設(shè) 備 的 工作 狀 態(tài) 和 參 數(shù) 的 遠(yuǎn) 距 離 調(diào) 節(jié) ， 即 對(duì) 具 有 兩 個(gè) 以 上 狀 態(tài) 的

9、 運(yùn) 行 設(shè)備 進(jìn) 行 控 制 的 遠(yuǎn) 程 命 令 。 例 如 在 供 電 系 統(tǒng) 中 遙 調(diào) 常 用 于 有 載 調(diào)壓 變 壓 器 抽 頭 的 升 、 降 調(diào) 節(jié) 和 其 它 具 有 分 級(jí) 升 降 功 能 的 場(chǎng) 合 。 3.遙 測(cè) 即 遠(yuǎn) 程 測(cè) 量 (Telemetering):對(duì) 被 測(cè) 對(duì) 象 的 某 些 參 數(shù) 進(jìn)行 遠(yuǎn) 距 離 測(cè) 量 ， 應(yīng) 用 遠(yuǎn) 程 通 信 技 術(shù) 傳 輸 被 測(cè) 變 量 的 值 。 如 可 以遙 測(cè) 牽 引 供 電 系 統(tǒng) 中 變 電 所 、 分 區(qū) 亭 中 的 有 功 和 無 功 功 率 、 電度 、 電 壓 、 電 流 等 電 氣 參 數(shù) ， 及 接

10、 觸 網(wǎng) 故 障 點(diǎn) 等 非 電 氣 參 數(shù) 。又 如 在 國 民 經(jīng) 濟(jì) 、 科 學(xué) 研 究 和 國 防 的 許 多 部 門 ， 由 于 一 些 特 殊原 因 ， 人 們 無 法 接 近 被 測(cè) 對(duì) 象 ， 就 需 要 通 過 遙 測(cè) 來 了 解 和 監(jiān) 控被 測(cè) 對(duì) 象 的 情 況 。 采 用 遙 測(cè) 技 術(shù) ， 可 以 提 高 各 部 門 折 自 動(dòng) 化 程度 ， 改 善 勞 動(dòng) 條 件 ， 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 和 管 理 調(diào) 度 質(zhì) 量 。 4.遙 信 即 遠(yuǎn) 程 指 示 (Teleindication;Telesignalization):將 被控 站 的 設(shè) 備 狀 態(tài) 信

11、 號(hào) 遠(yuǎn) 距 離 傳 送 給 調(diào) 度 端 ， 即 對(duì) 諸 如 告 警 信 號(hào) 、開 關(guān) 位 置 這 樣 的 狀 態(tài) 信 號(hào) 的 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 視 。 主 要 任 務(wù) ：集 中 控 制集 中 監(jiān) 視 正 常 狀 態(tài) 下 實(shí) 現(xiàn) 合 理 的 系 統(tǒng) 遠(yuǎn) 行方 式 ；事 故 時(shí) ， 及 時(shí) 了 解 事 故 的 發(fā) 生 和范 圍 ， 加 快 事 故 處 理 ， 提 高 安 全經(jīng) 濟(jì) 運(yùn) 行 水 平實(shí) 現(xiàn) 無 人 化 或 少 人 化 ， 提 高 運(yùn) 行操 作 質(zhì) 量 ， 改 善 勞 動(dòng) 條 件 監(jiān) 視 控 制 和 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) ， 簡 稱 為 微 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 即SCDAS系 統(tǒng) (S

12、upervisory Control and Data Acquisition System)。 被 控 端 稱 為 遠(yuǎn) 方 終 端 ， 即 RTU (Remote Terminal Unit) SCDAS除 了 完 成 常 規(guī) 的 “ 四 遙 ” 功 能 外 ， 還 可 以 完 成 數(shù)據(jù) 處 理 和 管 理 功 能 ， 編 制 各 種 不 同 的 圖 形 、 報(bào) 表 ， 提 供 復(fù) 示 終端 ， 與 其 它 系 統(tǒng) 聯(lián) 網(wǎng) 等 功 能 ， 提 供 操 作 人 員 的 在 線 培 訓(xùn) 、 防 誤操 作 以 及 輔 助 決 策 等 功 能 。 城 市 軌 道 交 通 電 力 SCADA系 統(tǒng) 是

13、 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 一 個(gè) 典 型 應(yīng)用 1.3 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 20世 紀(jì) 30年 代 用 于 鐵 路 遠(yuǎn) 輸 系 統(tǒng) 40年 代 用 于 電 力 系 統(tǒng) 。 我 國 的 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 從 20世 紀(jì) 50年 代 起 步 ， 50年 代 末 在 電 力 系統(tǒng) 中 使 用 。 60年 代 電 氣 化 鐵 道 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 在 我 國 開 始 研 制 ， 80年 代 才 得到 廣 泛 應(yīng) 用 。 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 經(jīng) 歷 了 繼 電 器 、 晶 體 管 (分 立 元 件 )、 集 成 電 路 和 微機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 幾 個(gè) 階 段 ， 相 應(yīng) 的 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 也 稱 為 第

14、 一 代 、 第 二 代 、第 三 代 和 第 四 代 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 前 三 代 稱 為 布 線 邏 輯 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 第四 代 即 為 微 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 目 前 ， 廣 泛 應(yīng) 用 的 電 鐵 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 均 為微 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 1.4計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 的 基 本 組 成 計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 主 要 任 務(wù) 是 對(duì) 物 體 和 各 種 過 程 實(shí) 時(shí) 進(jìn) 行 遠(yuǎn)距 離 監(jiān) 控 與 調(diào) 度 ， 因 此 可 以 給 出 一 個(gè) 計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 組 成 的 基本 模 式 ：調(diào) 度 端 通 信 信 道 被 控 端 1被 控 端 2被 控

15、端 3被 控 端 4被 控 端 N 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 裝 置 1信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 裝 置 2信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 裝 置 3信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 裝 置 4信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 裝 置 N 遠(yuǎn) 程 維 護(hù)MODEM D igiPO RT 實(shí) 時(shí) 打 印 機(jī) 報(bào) 表 打 印 機(jī) D igiPO RT GPS系 統(tǒng) D ig iPO RT D igiPO RT 調(diào) 度 員 工 作 站 維 護(hù) 工 作 站拷 貝 機(jī)通 道 雙 切 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 器WEB工 作 站 大 屏 系 統(tǒng)通 信 系 統(tǒng) UPS變 電 所 的 監(jiān) 控 變 電 所 的 監(jiān) 控 變 電 所 的 監(jiān) 控 變 電 所 的 監(jiān) 控 遠(yuǎn) 程 維 護(hù) Q1： 工

16、 業(yè) 測(cè) 控 系 統(tǒng) 通 常 由 那 幾 部 分 組 成 ？ 如 何 完 成 自 動(dòng) 測(cè)控 任 務(wù) ？ 傳 感 器 、 過 程 輸 入 輸 出 設(shè) 備 、 計(jì) 算 機(jī) 以 及 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 對(duì) 客 觀 世 界 的 各 種 工 作 狀 態(tài) 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 采 集 、 處 理并 對(duì) 其 實(shí) 施 控 制 ， 從 而 完 成 自 動(dòng) 測(cè) 控 任 務(wù) 。Q2： 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 是 對(duì) 物 體 或 各 種 過 程 進(jìn) 行 遠(yuǎn) 距 離 和 的 綜合 技 術(shù) ， 具 有 在 人 和 機(jī) 器 或 機(jī) 器 與 機(jī) 器 之 間 遠(yuǎn) 距 離 的功 能 。Q3： 四 遙 信 息 中 屬 于 數(shù) 字 量 信 息

17、 的 是 ( )。 A. YX B. YC C. YT D. YK測(cè) 量 控 制交 換 信 息A、 D Q4： SCADA是 指 ？ Supervisory Control And Data Acquisition 監(jiān) 視 控 制 和 數(shù) 據(jù) 采 集Q5： 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 主 要 任 務(wù) ？ 集 中 監(jiān) 視 集 中 控 制Q6： 計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 的 基 本 組 成 ？ 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 分 類 1.按 遠(yuǎn) 動(dòng) 功 能 的 實(shí) 現(xiàn) 方 式 分 ： 布 線 邏 輯 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 2.按 遠(yuǎn) 動(dòng) 裝 置 采 用 的 元 件 是 否 有 接 點(diǎn) 分 ： 有

18、接 點(diǎn) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 無 接 點(diǎn) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 3.按 遠(yuǎn) 動(dòng) 技 術(shù) 的 信 息 傳 輸 方 式 分 ： 循 環(huán) 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 問 答 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 4.按 遠(yuǎn) 動(dòng) 裝 置 的 工 作 方 式 分 ： 1： 1工 作 方 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) (每 個(gè) 被 控 端 對(duì) 應(yīng) 一 臺(tái) 調(diào) 度 端 ) 1： N工 作 方 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) (調(diào) 度 端 一 臺(tái) 裝 置 對(duì) 應(yīng) N臺(tái) 被 控 端 ) M： N工 作 方 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) (調(diào) 度 端 M臺(tái) 裝 置 對(duì) 應(yīng) N臺(tái) 被 控 端 ) 5.按 遙 控 、 遙 測(cè) 系 統(tǒng) 傳 輸 指 令 和 信 息 是 利 用 無 線 信

19、道 還 是有 線 信 道 分 ： 無 線 信 道 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 常 用 的 無 線 傳 輸 手 段 有 無 線 電 、 紅 外 線 、激 光 、 微 波 等 。 有 線 信 道 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 常 用 的 有 線 傳 輸 手 段 有 郵 電 載 波 、 有 線載 波 、 同 軸 電 纜 、 電 力 線 、 電 話 線 載 波 、 光 纖 等 。 6.按 被 控 對(duì) 象 是 分 散 還 是 集 中 分 ： 分 散 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 集 中 型 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 此 外 還 可 根 據(jù) 被 控 對(duì) 象 是 固 定 還 是 活 動(dòng) ， 是 鏈 式 分 布 還 是 輻射 分 布 分 為 固

20、定 目 標(biāo) 或 活 動(dòng) 目 標(biāo) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) ； 鏈 式 或 輻 射 式 遠(yuǎn) 動(dòng)系 統(tǒng) 。 1.5 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 配 置 的 基 本 模 式 遠(yuǎn) 動(dòng) 配 置 (Telecontrol configuration)是 指 主 站 與 若 干 子 站 以及 連 接 這 些 站 的 傳 輸 鏈 路 的 組 合 體 。1.點(diǎn) 對(duì) 點(diǎn) 配 置 (Point-to-Point Configuration)： 主 站 與 子 站 之 間 通過 專 用 的 傳 輸 鏈 路 相 連 接 的 一 種 配 置 。2.多 路 點(diǎn) 對(duì) 點(diǎn) 配 置(Multiple Point-to-Point Configurat

21、ion)： 主 站 通 過 各 自 鏈 路 與 多個(gè) 子 站 相 連 的 一 種 配 置 ， 主 站 與 各 子 站 可 同 時(shí) 交 換 數(shù) 據(jù) 。 3.多 點(diǎn) 星 形 配 置 (Multipoint-star Configuration)： 主 站 與 多 個(gè) 子站 相 連 的 一 種 配 置 。 任 何 時(shí) 刻 只 許 一 個(gè) 子 站 向 主 站 傳 輸 數(shù) 據(jù) ；主 站 可 以 選 擇 一 個(gè) 或 多 個(gè) 子 站 傳 輸 數(shù) 據(jù) ， 也 可 向 全 部 子 站 同 時(shí)傳 輸 全 局 性 報(bào) 文 。4.多 點(diǎn) 共 線 配 置 (Multi-partyline Configuration)：

22、 主 站 通 過 一 公共 鏈 路 與 多 個(gè) 子 站 相 連 的 一 種 配 置 。 任 何 時(shí) 刻 只 許 一 個(gè) 子 站 傳輸 數(shù) 據(jù) 到 主 站 ； 主 站 可 以 選 擇 一 個(gè) 或 多 個(gè) 子 站 傳 輸 數(shù) 據(jù) ， 也 可向 全 部 子 站 同 時(shí) 傳 輸 全 局 性 報(bào) 文 。5.多 點(diǎn) 環(huán) 型 配 置 (Multipoint-ring Configuration)： 所 有 站 之 間 的通 信 鏈 路 形 成 環(huán) 狀 ， 主 站 可 以 通 過 兩 條 不 同 的 路 徑 與 每 一 子 站通 信 。 1.6 對(duì) 計(jì) 算 機(jī) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 要 求 (性 能 指 標(biāo) )

23、 對(duì) 任 何 一 種 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 而 言 ， 可 以 用 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 性 能 指 標(biāo) 來 衡量 其 優(yōu) 劣 或 作 為 設(shè) 計(jì) 選 型 的 要 求 ， 一 般 來 說 有 以 下 幾 個(gè) 方 面 ：1.可 靠 性 遠(yuǎn) 動(dòng) 設(shè) 備 中 每 個(gè) 設(shè) 備 的 可 靠 性 一 般 用 平 均 故 障 間 隔 時(shí) 間(MTBF)即 兩 次 偶 然 故 障 的 平 均 間 隔 時(shí) 間 來 表 示 。 而 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的可 靠 性 通 常 可 以 用 “ 可 用 率 ” 來 表 示 ：式 中 停 用 時(shí) 間 包 括 故 障 和 維 修 時(shí) 間 。 影 響 系 統(tǒng) 可 用 率 的 重 要 因素

24、 有 ： 設(shè) 備 的 質(zhì) 量 、 維 護(hù) 檢 修 情 況 、 環(huán) 境 條 件 、 電 源 供 電 可 靠性 及 其 備 用 程 度 。 %100 停 用 時(shí) 間運(yùn) 行 時(shí) 間運(yùn) 行 時(shí) 間系 統(tǒng) 可 用 率 遠(yuǎn) 動(dòng) 信 息 在 傳 輸 過 程 中 ， 會(huì) 因 為 干 擾 出 現(xiàn) 差 錯(cuò) 。 傳 輸 可 靠 性 是用 信 息 的 差 錯(cuò) 率 來 表 示 的 。差 錯(cuò) 率 包 括 誤 編 比 特 率 、 誤 碼 率 、 誤 字 節(jié) 率 ， 常 用 誤 碼 率 表 示 。在 通 常 情 況 下 ， 差 錯(cuò) 率 要 求 在 信 噪 比 大 于 15dB時(shí) ， 誤 碼 率 小 于10-5。2.容 量 與

25、 功 能3.實(shí) 時(shí) 性 強(qiáng)4.數(shù) 據(jù) 準(zhǔn) 確 %100 傳 輸 數(shù) 據(jù) 的 總 量信 息 出 現(xiàn) 差 錯(cuò) 的 數(shù) 量差 錯(cuò) 率 5.設(shè) 計(jì) 合 理6.可 維 護(hù) 性 好7.信 道 混 用8.設(shè) 備 多 樣 化9.兼 容 性 強(qiáng)10.使 用 方 便11.抗 干 擾 能 力 強(qiáng) 2 2.1調(diào) 度 端 功 能 調(diào) 度 端 裝 設(shè) 以 微 機(jī) 為 基 礎(chǔ) 的 主 監(jiān) 控 機(jī) ， 它 監(jiān) 控 所 選 定 的 遠(yuǎn) 方終 端 裝 置 (RTU)， 遠(yuǎn) 方 終 端 由 微 處 理 器 和 接 口 電 路 等 組 裝 而 成 。這 種 計(jì) 算 機(jī) 的 遠(yuǎn) 動(dòng) 裝 置 具 有 體 積 小 、 可 靠 性 高 、

26、易 于 擴(kuò) 展 、 價(jià)格 比 較 便 宜 的 特 點(diǎn) 。 1.數(shù) 據(jù) 收 集 調(diào) 度 端 收 集 各 RTU發(fā) 送 來 的 數(shù) 據(jù) ， 在 終 端 上 顯示 有 關(guān) 數(shù) 據(jù) 。 2.數(shù) 據(jù) 處 理 對(duì) RTU送 來 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 處 理 、 運(yùn) 算 、 判 斷 。 3.控 制 與 調(diào) 節(jié) 實(shí) 現(xiàn) 人 機(jī) 對(duì) 話 ， 形 成 命 令 與 下 發(fā) 命 令 到RTU實(shí) 現(xiàn) 遙 控 操 作 。 4.人 機(jī) 聯(lián) 系 在 調(diào) 度 端 收 集 整 理 與 處 理 RTU上 送 數(shù) 據(jù) ， 顯示 有 關(guān) 數(shù) 據(jù) ， 發(fā) 送 遙 控 、 遙 測(cè) 命 令 校 對(duì) 命 令 。 在 人 機(jī) 聯(lián) 系 的另 一 方

27、 面 就 是 制 表 打 印 ， 定 點(diǎn) 打 印 負(fù) 荷 、 電 能 、 日 、 月 運(yùn) 行 報(bào)表 ， 召 喚 打 印 ， 操 作 報(bào) 表 打 印 ， 異 常 及 事 故 打 印 ， 畫 面 拷 貝 等 。 2.2 調(diào) 度 端 的 硬 件 結(jié) 構(gòu) 調(diào) 度 端 遠(yuǎn) 動(dòng) 設(shè) 備 是 以 單 機(jī) 或 多 機(jī) 為 基 礎(chǔ) 的 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) ， 完 成遙 控 命 令 的 發(fā) 送 和 遙 測(cè) 、 遙 信 數(shù) 據(jù) 的 接 收 、 輸 出 執(zhí) 行 等 功 能 。 目 前 主 要 用 微 機(jī) 作 為 主 機(jī) ， 另 配 上 大 屏 幕 彩 色 顯 示 器 、 打 印機(jī) 、 鼠 標(biāo) 或 光 筆 等 外 部

28、設(shè) 備 構(gòu) 成 。 主 機(jī) 完 成 大 量 的 數(shù) 據(jù) 處 理 、人 機(jī) 聯(lián) 系 、 畫 面 曲 線 顯 示 等 工 作 。 為 減 輕 主 機(jī) 的 負(fù) 擔(dān) ， 加 快 運(yùn)算 速 度 ， 滿 足 實(shí) 時(shí) 控 制 的 要 求 ， 系 統(tǒng) 一 般 還 配 置 前 置 機(jī) ， 來 承擔(dān) 遠(yuǎn) 動(dòng) 信 息 的 收 集 與 處 理 (通 信 )。 集 中 式 （ 單 機(jī) 、 冗 余 ） 分 布 式 調(diào) 度 端 結(jié) 構(gòu) 框 圖 如 下 圖 所 示 。 新 一 代 調(diào) 度 管 理 系 統(tǒng) 是 分 布 式 網(wǎng) 絡(luò) 化 系 統(tǒng) ， 共 享 一 套 數(shù) 據(jù) 庫管 理 系 統(tǒng) ,人 機(jī) 交 互 系 統(tǒng) 和 分 布 式

29、 支 撐 環(huán) 境 .系 統(tǒng) 各 網(wǎng) 絡(luò) 功 能 節(jié) 點(diǎn)可 以 集 成 在 同 一 節(jié) 點(diǎn) 上 ,也 可 分 散 駐 留 于 不 同 節(jié) 點(diǎn) ,配 置 靈 活 ,每 個(gè)單 獨(dú) 的 系 統(tǒng) 都 可 獨(dú) 立 運(yùn) 行 . 分 布 式 SCADA系 統(tǒng) 調(diào) 度 端 一 般 為 局 域 網(wǎng) 系 統(tǒng) ， 其 主 要 系 統(tǒng)為 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) 器 ， WEB服 務(wù) 器 ， 調(diào) 度 員 工 作 站 ， 維 護(hù) 工 作 站 ， 通信 前 置 機(jī) 及 打 印 機(jī) ， 模 擬 屏 （ 大 屏 幕 顯 示 器 ） 等 外 設(shè) 組 成 2.3 軟 件 軟 件 從 層 次 上 來 分 ， 可 分 為 三 大 類 ， 即 系

30、 統(tǒng) 軟 件 、 支 持 軟件 和 應(yīng) 用 軟 件 。系 統(tǒng) 軟 件 由 計(jì) 算 機(jī) 公 司 提 供 ， 面 向 機(jī) 器 本 身 ， 其 算 法 和 功 能 不 依 賴 于特 定 的 用 戶 。 它 的 主 要 任 務(wù) 是 使 硬 件 所 提 供 的 能 力 可 以 得 到 充分 的 利 用 ， 支 持 用 戶 的 應(yīng) 用 軟 件 的 運(yùn) 行 并 提 供 恰 當(dāng) 的 服 務(wù) 。 操 作 系 統(tǒng) 是 微 機(jī) 最 基 本 的 系 統(tǒng) 軟 件 ， 由 它 來 管 理 內(nèi) 存 分 配 ，鍵 盤 操 作 ， 屏 幕 顯 示 ， 驅(qū) 動(dòng) 軟 盤 ， 硬 盤 等 外 設(shè) 。 操 作 系 統(tǒng) 有 一部 分 固

31、 化 在 主 機(jī) 內(nèi) 存 中 ， 大 部 分 是 在 開 機(jī) 后 ， 從 軟 盤 或 硬 盤 調(diào)入 內(nèi) 存 。 支 持 軟 件 對(duì) 于 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 來 說 主 要 包 括 ： 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 和 監(jiān) 控 圖 形 生成 系 統(tǒng) ， 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 包 括 建 立 數(shù) 據(jù) 庫 、 修 改 數(shù) 據(jù) 、 提 取 數(shù)據(jù) 和 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 。應(yīng) 用 軟 件 應(yīng) 用 軟 件 包 括 ： 數(shù) 據(jù) 收 集 軟 件 、 模 擬 屏 接 口 軟 件 、 同 后 臺(tái) 機(jī)通 信 的 軟 件 、 計(jì) 算 軟 件 等 。 1、 客 戶 /服 務(wù) 器 (C/S)模 式2、 分 布 式 數(shù) 據(jù) 庫

32、 結(jié) 構(gòu) 分 散 到 各 個(gè) 節(jié) 點(diǎn) 獨(dú) 立的 數(shù) 據(jù) 處 理 能 力 通 過 網(wǎng) 絡(luò) 可 構(gòu) 成 整 體 數(shù) 據(jù) 庫 2.4 RTU的 主 要 功 能1 采 集 狀 態(tài) 量 信 息 通 過 一 些 接 口 電 路 ， 把 變 電 所 的 斷 路 器 、 隔 離 開 關(guān) 的 狀 態(tài) 轉(zhuǎn)變 為 二 進(jìn) 制 數(shù) 據(jù) ， 存 儲(chǔ) 在 計(jì) 算 機(jī) 的 某 個(gè) 內(nèi) 存 區(qū) 。2 采 集 模 擬 量 測(cè) 量 值 所 謂 采 集 ， 即 把 變 電 所 的 一 些 電 流 量 、 電 壓 、 功 率 等 模 擬 量 ，通 過 互 感 器 、 變 送 器 、 A D轉(zhuǎn) 換 器 變 成 二 進(jìn) 制 數(shù) 據(jù) ，

33、存 儲(chǔ) 在 計(jì)算 機(jī) 的 某 個(gè) 內(nèi) 存 區(qū) 。3 與 調(diào) 度 端 進(jìn) 行 通 信 把 采 集 到 的 各 種 數(shù) 據(jù) ， 組 成 一 幀 一 幀 的 報(bào) 文 送 往 調(diào) 度 端 ， 并接 收 調(diào) 度 端 送 來 的 命 令 報(bào) 文 。 通 信 規(guī) 約 一 般 有 應(yīng) 答 式 (polling)、循 環(huán) 式 (CDT) 等 。 RTU應(yīng) 具 備 通 信 速 率 的 選 擇 功 能 ， 還 應(yīng) 有 支持 光 端 機(jī) 、 微 波 、 載 波 、 無 線 電 臺(tái) 等 信 道 通 信 轉(zhuǎn) 換 功 能 。 4 被 測(cè) 量 越 死 區(qū) 傳 送 每 次 采 集 到 的 模 擬 量 與 上 一 次 采 集 到

34、 的 模 擬 量 (舊 值 )進(jìn) 行 比 較 ，若 差 值 超 過 一 定 的 限 度 (死 區(qū) )， 則 送 往 調(diào) 度 端 ， 否 則 ， 認(rèn) 為 無 變化 ， 不 傳 送 。 這 可 以 大 大 地 減 少 數(shù) 據(jù) 的 傳 輸 量 。5 事 件 順 序 記 錄 (SOE) 當(dāng) 某 個(gè) 開 關(guān) 狀 態(tài) 發(fā) 生 變 位 后 ， 記 錄 下 開 關(guān) 號(hào) ， 變 位 后 的 狀 態(tài) ，以 及 變 位 的 時(shí) 刻 。 事 件 順 序 記 錄 有 助 于 調(diào) 度 人 員 及 時(shí) 掌 握 被 控對(duì) 象 發(fā) 生 事 故 時(shí) 各 開 關(guān) 和 保 護(hù) 動(dòng) 作 狀 況 及 動(dòng) 作 時(shí) 間 ， 以 區(qū) 分 事件

35、 順 序 ， 作 出 運(yùn) 行 對(duì) 策 和 事 故 分 析 。 時(shí) 間 分 辨 率 是 事 件 順 序 記錄 的 重 要 指 標(biāo) ， 分 為 RTU內(nèi) 與 RTU之 間 兩 種 。 (1)SOE的 RTU內(nèi) 分 辨 率 。 在 同 一 RTU內(nèi) ， 順 序 發(fā) 生 一 串 事 件 后 ， 兩 事 件 間 能 夠 辨 認(rèn) 的最 小 時(shí) 間 稱 為 SOE的 站 內(nèi) 分 辨 率 。 在 調(diào) 度 自 動(dòng) 化 中 ， SOE的 站內(nèi) 分 辨 率 一 般 要 求 小 于 5ms， 其 大 小 由 RTU的 時(shí) 鐘 精 度 及 獲 取 事件 的 方 法 決 定 。 (2)SOE的 RTU之 間 分 辨 率

36、。 SOE的 RTU之 間 分 辨 率 ， 即 站 間 分 辨 率 ， 是 指 各 RTU之 間 順序 發(fā) 生 一 串 事 件 后 ， 兩 事 件 間 能 夠 辨 認(rèn) 的 最 小 時(shí) 間 ， 它 取 決 于系 統(tǒng) 時(shí) 鐘 的 誤 差 和 通 道 延 時(shí) 的 誤 差 、 中 央 處 理 機(jī) 的 處 理 延 時(shí) 等 ，SOE的 站 間 分 辨 率 一 般 要 求 小 于 10ms， 這 是 一 項(xiàng) 整 個(gè) 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng)的 性 能 要 求 指 標(biāo) 。 6 執(zhí) 行 遙 控 命 令 調(diào) 度 端 發(fā) 來 遙 控 命 令 ， RTU收 到 命 令 ， 確 認(rèn) 無 誤 后 ， 即 進(jìn) 行遙 控 操 作 ，

37、通 過 接 口 電 路 ， 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 使 某 個(gè) 或 多 個(gè) 斷 路 器 或隔 離 開 關(guān) 進(jìn) 行 “ 合 ” 或 “ 分 ” 的 操 作 。 7 系 統(tǒng) 對(duì) 時(shí) RTU站 間 SOE分 辨 率 是 一 項(xiàng) 系 統(tǒng) 指 標(biāo) ， 因 此 它 要 求 各 RTU的時(shí) 鐘 與 調(diào) 度 中 心 的 時(shí) 鐘 嚴(yán) 格 同 步 。 采 用 時(shí) 鐘 同 步 的 措 施 有 以 下兩 點(diǎn) ： (1)采 用 全 球 定 位 系 統(tǒng) GPS。 該 方 法 需 要 在 各 站 點(diǎn) 安 裝 GPS接 收 機(jī) 、 天 線 、 放 大 器 ， 并 通過 標(biāo) 準(zhǔn) RS-232口 和 RTU相 連 。 (2)采 用

38、軟 件 對(duì) 時(shí) 。 CDT、 DNP、 Modbus等 規(guī) 約 提 供 了 軟 件 對(duì) 時(shí) 手 段 ， 可 采 用 軟件 對(duì) 時(shí) 。 但 由 于 受 到 通 信 速 率 的 影 響 ， 需 要 采 取 修 正 措 施 。 這種 方 法 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 不 需 要 增 加 硬 件 設(shè) 備 。 8 自 恢 復(fù) 和 自 檢 測(cè) 功 能 RTU作 為 遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù) 采 集 單 元 ， 必 須 保 證 不 間 斷 地 完 成和 SCADA系 統(tǒng) 的 通 信 ， 但 RTU的 工 作 環(huán) 境 惡 劣 ， 具 有 強(qiáng) 大 電 磁干 擾 ， 運(yùn) 行 中 難 免 發(fā) 生 程 序 受 干 擾 ， 或

39、 通 信 瞬 時(shí) 中 斷 等 異 常 情況 ， 有 時(shí) 也 會(huì) 發(fā) 生 電 源 瞬 時(shí) 掉 電 ， 這 都 會(huì) 造 成 RTU死 機(jī) ， 而 使系 統(tǒng) 無 法 收 到 該 被 控 對(duì) 象 的 信 息 。 因 此 要 求 RTU在 遇 這 些 情 況時(shí) ， 能 在 最 短 時(shí) 間 內(nèi) 自 動(dòng) 恢 復(fù) ， 重 新 從 頭 開 始 運(yùn) 行 程 序 ， 為 了維 護(hù) 方 便 ， 通 常 要 求 RTU含 有 自 檢 程 序 。 除 以 上 功 能 外 ， RTU還 應(yīng) 有 以 下 功 能 ： 1 當(dāng) 地 顯 示 與 參 數(shù) 整 定 輸 入 在 RTU上 安 裝 一 個(gè) 當(dāng) 地 鍵 盤 和LED或 LC

40、D顯 示 器 ， 使 得 RTU的 采 集 量 在 當(dāng) 地 就 可 以 顯 示 到 顯示 器 上 ， 也 可 通 過 鍵 盤 輸 入 遙 測(cè) 量 的 轉(zhuǎn) 換 系 數(shù) 和 修 改 保 護(hù) 整 定值 等 。 2.一 發(fā) 多 收 ， 有 時(shí) 一 臺(tái) RTU要 向 不 同 上 級(jí) 計(jì) 算 機(jī) 發(fā) 布 信 息 ，或 通 信 規(guī) 約 不 相 同 ， 需 實(shí) 現(xiàn) 多 規(guī) 約 轉(zhuǎn) 發(fā) 。 3 CRT顯 示 與 打 印 制 表 ， 要 求 RTU具 有 當(dāng) 地 顯 示 功 能 ， 并能 將 異 常 事 故 報(bào) 告 打 印 出 來 。 2.5 RTU的 硬 件 構(gòu) 成 傳 統(tǒng) 的 遠(yuǎn) 動(dòng) 裝 置 是 由 晶 體

41、管 或 集 成 電 路 ， 通 過 邏 輯 設(shè) 計(jì) 構(gòu) 成的 ， 稱 為 布 線 邏 輯 遠(yuǎn) 動(dòng) (或 硬 件 遠(yuǎn) 動(dòng) )。 自 從 微 型 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng) 用 于 遠(yuǎn)動(dòng) 以 來 ， 遠(yuǎn) 動(dòng) 的 功 能 設(shè) 計(jì) 主 要 由 軟 件 的 設(shè) 計(jì) 來 實(shí) 現(xiàn) ， 所 以 又 稱為 軟 件 遠(yuǎn) 動(dòng) 。 3城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng) 2.1 概 述 城 市 軌 道 交 通 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 主 要 是 對(duì) 城 市 軌 道 交 通 全 線 各類 變 配 電 所 、 接 觸 網(wǎng) 等 電 力 設(shè) 備 運(yùn) 行 情 況 進(jìn) 行 分 層 分 布 遠(yuǎn) 程 實(shí)時(shí) 監(jiān) 視 和 控 制 。 調(diào) 度 中 心 及 時(shí) 掌

42、 握 各 個(gè) 變 電 站 的 運(yùn) 行 情 況 ， 直 接 對(duì) 設(shè) 備 進(jìn)行 操 作 ， 及 時(shí) 了 解 故 障 情 況 ， 處 理 供 變 配 電 系 統(tǒng) 的 各 種 異 常 事故 及 報(bào) 警 事 件 ， 保 障 系 統(tǒng) 的 正 常 運(yùn) 行 ， 提 升 供 變 配 電 系 統(tǒng) 調(diào) 度 、 管 理 及 維 修 的 自 動(dòng) 化 程 度 ， 提 高供 電 質(zhì) 量 ， 并 且 還 可 做 到 與 其 他 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 互 換 數(shù) 據(jù) ， 充 分 發(fā)揮 整 體 優(yōu) 勢(shì) ， 進(jìn) 行 全 系 統(tǒng) 的 信 息 綜 合 管 理 ， 保 證 系 統(tǒng) 安 全 、 可靠 地 運(yùn) 行 。 它 對(duì) 城 軌 供 電

43、系 統(tǒng) 主 變 電 所 、 牽 引 變 電 所 、 降 壓 變 電 所 等不 同 類 別 變 電 所 內(nèi) 的 高 壓 66 110 KV設(shè) 備 、 中 壓 10 35 KV設(shè)備 、 直 流 750 V或 直 流 1500 V設(shè) 備 、 低 壓 400 V設(shè) 備 、 交 直 流 電源 屏 、 排 流 柜 、 軌 道 電 位 限 制 裝 置 等 對(duì) 象 進(jìn) 行 監(jiān) 控 ， 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 各種 設(shè) 備 的 控 制 、 信 息 采 集 、 數(shù) 據(jù) 分 析 處 理 、 遠(yuǎn) 方 維 護(hù) 、 統(tǒng) 計(jì) 報(bào)表 、 畫 面 調(diào) 閱 、 歷 史 數(shù) 據(jù) 查 詢 等 功 能 。 典 型 的 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 由

44、四 部 分 組 成 ： 位 于 控 制 中 心 的 電 力調(diào) 度 中 心 主 站 （ 即 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ） 、 位 于 變 電 所 的 遠(yuǎn) 程 終 端RTU、 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 、 位 于 供 電 維 修 基 地 的 供 電 復(fù) 示 系 統(tǒng) 。 20世 紀(jì) 末 ， 隨 著 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 和 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 的 快 速 發(fā) 展 ， 各 個(gè)分 立 的 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 逐 步 走 向 綜 合 集 成 ， 城 市 軌 道 交 通 各 專 業(yè) 的自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 采 用 統(tǒng) 一 的 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 平 臺(tái) 和 統(tǒng) 一 的 軟 件 體 系 ， 構(gòu)成 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ， 從

45、而 實(shí) 現(xiàn) 不 同 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 的 集 成 。 典 型 的 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 有 一 般 集 成 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、 環(huán) 境 與 設(shè)備 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 等 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) ， 這 種 方 式 有 利 于 不 同 系 統(tǒng) 之 間 的 數(shù)據(jù) 信 息 互 通 、 軟 硬 件 資 源 共 享 。 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 所 依 賴 的 底 層 基 礎(chǔ) 依 然 是 原 先 各 分 立 系統(tǒng) 的 遠(yuǎn) 程 終 端 數(shù) 據(jù) 采 集 處 理 系 統(tǒng) 或 設(shè) 備 。 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 集 成 于 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 后 ， 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)范 圍 包 括

46、： 電 力 調(diào) 度 中 心 主 站 及 供 電 復(fù) 示 系 統(tǒng) 的 功 能 設(shè) 計(jì) 變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 的 軟 硬 件 設(shè) 計(jì) 電 力 調(diào) 度 中 心 主 站 系 統(tǒng) 、 供 電 復(fù) 示 系 統(tǒng) 的 硬 件 及 軟 件 則 由綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 統(tǒng) 一 建 設(shè) 。 雙 方 的 硬 件 接 口 一 般 位 于 變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 與 綜 合 監(jiān)控 系 統(tǒng) 的 通 信 連 接 裝 置 的 通 信 端 子 。 2.2 一 般 要 求1.電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 在 控 制 中 心 應(yīng) 該 設(shè) 有 電 力 調(diào) 度 中 心 。 如 果 采 用 電 力 監(jiān) 控 系

47、 統(tǒng) 集 成 于 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 的 建 設(shè) 模 式 ， 電 力 調(diào) 度 中心 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 統(tǒng) 一 設(shè) 計(jì) 。 如 果 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 是 獨(dú) 立 建 設(shè) 模 式 ， 中 心 內(nèi) 須 設(shè) 置 一 套 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ，采 集 各 變 電 所 的 “ 四 遙 ” 信 息 ， 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 全 線 供 電 系 統(tǒng) 的 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 功 能 。2.中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 成 方 式 應(yīng) 該 保 證 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 的 可 靠 性 ， 系 統(tǒng) 中 的 關(guān) 鍵 設(shè) 備 ，如 系 統(tǒng) 服 務(wù) 器 ， 前 置 數(shù) 據(jù) 處 理 機(jī) 、 交 換 機(jī) 等 進(jìn) 行 冗

48、 余 配 置 。 系 統(tǒng) 計(jì) 算 機(jī) 訪 問模 式 、 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 形 式 等 可 根 據(jù) 當(dāng) 時(shí) 技 術(shù) 條 件 選 擇 適 用 于 工 程 實(shí) 際 的 方 案 。 該要 求 適 用 于 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 獨(dú) 立 建 設(shè) 模 式 。 3.為 了 滿 足 電 力 調(diào) 度 中 心 與 變 電 所 值 班 、 維 護(hù) 人 員 的 通 信 需 求 ， 在 電 力 調(diào) 度中 心 須 設(shè) 置 電 力 調(diào) 度 電 話 總 機(jī) ， 各 變 電 所 內(nèi) 設(shè) 電 力 調(diào) 度 電 話 分 機(jī) 。 主 變 電 所根 據(jù) 當(dāng) 地 電 力 部 門 的 要 求 設(shè) 與 上 級(jí) 電 力 管 理 部 門 聯(lián) 系 的

49、 調(diào) 度 電 話 。 4.電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 通 信 通 道 必 須 冗 余 配 置 ， 主 、 備 用 通 信 通 道 應(yīng)支 持 手 /自 動(dòng) 切 換 功 能 。 通 信 接 口 類 型 可 以 選 擇 為 串 口 或 者 以 太網(wǎng) 口 等 ， 但 是 其 通 信 速 率 不 得 低 于 相 關(guān) 規(guī) 范 的 要 求 。 當(dāng) 電 力 監(jiān)控 系 統(tǒng) 獨(dú) 立 建 設(shè) 時(shí) ， 此 處 通 信 通 道 指 的 是 電 力 調(diào) 度 中 心 與 變 電所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 之 間 的 通 道 。 5.全 線 各 變 電 所 設(shè) 置 變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) ， 各 變 電

50、所 綜 合 自 動(dòng)化 系 統(tǒng) 均 可 以 脫 離 控 制 中 心 獨(dú) 立 運(yùn) 行 。6.變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 為 分 層 、 分 散 式 結(jié) 構(gòu) 。 根 據(jù) 設(shè) 備 功 能 ，自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 分 為 三 層 ： 間 隔 設(shè) 備 層 、 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 層 、 站 級(jí) 管 理 層 。7.如 果 變 電 所 為 無 人 值 守 的 模 式 ， 且 經(jīng) 濟(jì) 條 件 許 可 ， 在 變 電 所 主要 設(shè) 備 房 間 內(nèi) 可 設(shè) 置 閉 路 電 視 監(jiān) 控 裝 置 。 在 電 力 調(diào) 度 中 心 設(shè) 置圖 像 監(jiān) 視 終 端 ， 以 實(shí) 現(xiàn) 監(jiān) 視 變 電 所 內(nèi) 的 情 況 。

51、8.電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 軟 、 硬 件 屬 于 國 內(nèi) 成 熟 產(chǎn) 品 ， 應(yīng) 該 優(yōu) 先 選 用 技 術(shù)成 熟 、 功 能 完 善 、 性 能 優(yōu) 越 、 國 內(nèi) 領(lǐng) 先 的 產(chǎn) 品 。9.電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 設(shè) 備 選 型 應(yīng) 立 足 于 國 產(chǎn) 化 設(shè) 備 。10.各 級(jí) 監(jiān) 控 網(wǎng) 絡(luò) 及 系 統(tǒng) 設(shè) 備 應(yīng) 滿 足 電 磁 兼 容 的 各 項(xiàng) 標(biāo) 準(zhǔn) 和 要 求 。11.如 果 所 建 設(shè) 的 工 程 有 遠(yuǎn) 期 規(guī) 劃 ， 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 適 度 預(yù) 留 遠(yuǎn) 期擴(kuò) 展 裕 量 。 2.3 系 統(tǒng) 構(gòu) 成1 采 用 分 立 系 統(tǒng) 建 設(shè) 模 式 時(shí) 的 系 統(tǒng) 構(gòu)

52、成 傳 統(tǒng) 的 分 立 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 由 電 力 調(diào) 度 中 心 主 站 系 統(tǒng) 、 通 信通 道 、 變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 、 供 電 復(fù) 示 系 統(tǒng) 四 部 分 組 成 。 2 采 用 綜 合 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 建 設(shè) 模 式 時(shí) 的 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 在 控 制 中 心 及 車 站 集 成 了 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、 環(huán) 境 與 設(shè) 備 監(jiān) 控系 統(tǒng) 等 系 統(tǒng) ， 綜 合監(jiān) 控 系 統(tǒng) 為 這 些 不同 的 系 統(tǒng) 提 供 了 一個(gè) 綜 合 的 信 息 平 臺(tái) ，這 些 系 統(tǒng) 的 主 要 硬 件 、軟 件 均 由 綜 合 監(jiān) 控 系統(tǒng) 來 統(tǒng) 一 構(gòu) 建

53、， 綜 合監(jiān) 控 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 各 系 統(tǒng)在 中 心 級(jí) 和 車 站 級(jí) 的系 統(tǒng) 功 能 。 2.4 監(jiān) 控 對(duì) 象 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 要 實(shí) 現(xiàn) 遙 控 、 遙 測(cè) 、 遙 信 、 遙 調(diào) 功 能 ， 應(yīng) 以監(jiān) 控 對(duì) 象 為 基 礎(chǔ) 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 建 。 在 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 首 先 應(yīng) 該 明 確 供 電 系 統(tǒng) 需 要 監(jiān) 控 的 具 體 范圍 和 具 體 對(duì) 象 ， 然 后 根 據(jù) 這 些 對(duì) 象 的 具 體 運(yùn) 行 方 式 、 控 制 模 式等 情 況 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 功 能 及 軟 硬 件 設(shè) 計(jì) 。 電 力 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 監(jiān) 控 對(duì) 象 隨不 同 地

54、 區(qū) 外 電 源 電 網(wǎng) 現(xiàn) 狀 、 不 同 類 型 供 電 系 統(tǒng) 建 設(shè) 形 式 而 不 同 ，監(jiān) 控 對(duì) 象 需 要 按 照 供 電 系 統(tǒng) 的 具 體 內(nèi) 容 而 定 。 具 體 到 某 個(gè) 工 程 時(shí) ， 應(yīng) 根 據(jù) 該 工 程 的 供 電 系 統(tǒng) 實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 情況 、 當(dāng) 地 電 力 調(diào) 度 部 門 的 具 體 需 求 進(jìn) 行 修 改 、 補(bǔ) 充 ， 以 滿 足 電力 調(diào) 度 的 需 求 。 2.5 技 術(shù) 指 標(biāo) 系 統(tǒng) 技 術(shù) 指 標(biāo) 是 指 系 統(tǒng) 建 設(shè) 完 成 后 的 應(yīng) 用 性 指 標(biāo) ， 此 指 標(biāo)在 系 統(tǒng) 建 設(shè) 時(shí) 也 作 為 系 統(tǒng) 招 標(biāo) 的 限 制 性

55、 內(nèi) 容 ， 系 統(tǒng) 集 成 商 的 軟硬 件 配 置 需 要 滿 足 此 指 標(biāo) 的 要 求 。 下 面 為 工 程 設(shè) 計(jì) 時(shí) 設(shè) 計(jì) 文 件 中 應(yīng) 該 包 含 的 技 術(shù) 指 標(biāo) ， 這 些指 標(biāo) 也 應(yīng) 該 作 為 系 統(tǒng) 驗(yàn) 收 時(shí) 的 驗(yàn) 證 性 指 標(biāo) ， 用 來 檢 測(cè) 系 統(tǒng) 集 成商 所 提 供 的 產(chǎn) 品 是 否 為 合 格 產(chǎn) 品 。 技 術(shù) 指 標(biāo) 的 具 體 數(shù) 值 根 據(jù) 各 工 程 系 統(tǒng) 軟 硬 件 的 復(fù) 雜 程 度 、系 統(tǒng) 規(guī) 模 的 大 小 而 有 所 不 同 。 工 程 設(shè) 計(jì) 時(shí) 系 統(tǒng) 技 術(shù) 指 標(biāo) 設(shè) 定 主 要 參 考 地 鐵 設(shè) 計(jì) 規(guī)

56、 范 （ GB50157-2003） 、 城 市 軌 道 交 通 直 流 牽 引 供 電 系 統(tǒng) （ GB10411-2005） 等 規(guī) 范 和 標(biāo) 準(zhǔn) 確 定 。 由 于 計(jì) 算 機(jī) 與 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 系 統(tǒng) 指 標(biāo) 也 應(yīng) 該 結(jié) 合當(dāng) 前 的 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 技 術(shù) 水 平 確 定 。 2.6 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 2.6.1中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 功 能 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ， 即 電 力 調(diào) 度 中 心 主 站 系 統(tǒng) ， 簡 稱 電 力 調(diào) 度中 心 ， 其 功 能 主 要 有 控 制 、 數(shù) 據(jù) 采 集 處 理 、 顯 示 、 報(bào) 警 、 查

57、詢等 。 1.控 制 及 操 作 功 能 2.數(shù) 據(jù) 采 集 與 處 理 功 能 3.顯 示 功 能 4.報(bào) 警 功 能 5.系 統(tǒng) 權(quán) 限 管 理 功 能 6.歷 史 數(shù) 據(jù) 備 份 與 復(fù) 原 2.6.2 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 方 案 在 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 根 據(jù) 工 程 需 要 、 技 術(shù) 發(fā) 展 、 經(jīng) 濟(jì) 條 件 等 可 以選 擇 不 同 的 配 置 方 案 。 目 前 城 市 軌 道 交 通 工 程 中 ， 系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 的 基 本 方 案 主 要有 以 下 三 種 類 型 ： 1.雙 冗 余 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 雙 冗 余 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 方 案 需 要

58、 設(shè) 兩 套 并 列 運(yùn) 行 的 以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) ，它 們 可 以 按 照 主 備 方 式 運(yùn) 行 ， 也 可 以 同 時(shí) 運(yùn) 行 。 該 方 案 系 統(tǒng) 運(yùn)行 可 靠 性 高 ， 相 應(yīng) 的 建 設(shè) 投 資 也 高 ， 適 用 于 建 設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 較 高 的 工程 。 網(wǎng) 絡(luò) 配 如 圖 2-3所 示 。 1.雙 冗 余 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 雙 冗 余 網(wǎng) 絡(luò) 配 置 方 案 需 要 設(shè) 兩 套 并 列 運(yùn) 行 的 以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) ，它 們 可 以 按 照 主 備 方 式 運(yùn) 行 ， 也 可 以 同 時(shí) 運(yùn) 行 。 該 方 案 系 統(tǒng) 運(yùn)行 可 靠 性 高 ， 相 應(yīng) 的 建 設(shè)

59、 投 資 也 高 ， 適 用 于 建 設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 較 高 的 工程 。 2.單 網(wǎng) 配 置 單 網(wǎng) 配 置 方 案 設(shè) 一 套 以 太 網(wǎng) 交 換 機(jī) ， 如 果 交 換 機(jī) 出 現(xiàn) 故 障 ，則 整 個(gè) 系 統(tǒng) 將 無 法 運(yùn) 行 。 該 方 案 運(yùn) 行 可 靠 性 低 ， 但 相 應(yīng) 的 建 設(shè)投 資 也 低 ， 適 用 于 建 設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 較 低 的 工 程 。 3.數(shù) 據(jù) 采 集 網(wǎng) 與 應(yīng) 用 網(wǎng) 分 別 配 置 此 方 案 將 數(shù) 據(jù) 采 集 網(wǎng) 與 應(yīng) 用 網(wǎng) 分 開 設(shè) 置 ， 采 集 網(wǎng) 專 用 于 控制 中 心 與 各 變 電 所 之 間 的 數(shù) 據(jù) 交 換 ， 應(yīng) 用 網(wǎng)

60、 用 于 控 制 中 心 內(nèi) 服務(wù) 器 、 工 作 站 之 間 的 通 信 。 該 方 案 可 以 減 少 數(shù) 據(jù) 采 集 過 程 對(duì) 應(yīng)用 網(wǎng) 的 影 響 ， 適 用 于 控 制 中 心 與 變 電 所 采 用 點(diǎn) 對(duì) 點(diǎn) 方 式 通 信 的工 程 ， 也 適 用 于 數(shù) 據(jù) 采 集 量 較 大 ， 而 控 制 中 心 服 務(wù) 器 等 設(shè) 備 配置 等 級(jí) 又 較 低 的 工 程 。 同 時(shí) ， 因 該 方 案 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 可 靠 性 低 ， 設(shè)備 硬 件 配 置 要 求 相 對(duì) 較 低 ， 相 應(yīng) 建 設(shè) 投 資 較 低 ， 因 而 適 用 于 建設(shè) 標(biāo) 準(zhǔn) 較 低 的 工 程 。 2

61、.6.3 中 央 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 硬 件 配 置 方 案1.局 域 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 控 制 中 心 局 域 網(wǎng) 結(jié) 構(gòu) 根 據(jù) 4.2節(jié) 內(nèi) 容 選 擇 交 換 機(jī) 配 置 數(shù) 量 。 交 換 機(jī) 接 口的 數(shù) 量 根 據(jù) 工 程 實(shí) 際 情 況 選 擇 ， 并 預(yù) 留 一 定 數(shù) 量 端 口 。 交 換 機(jī) 應(yīng) 盡 量 選 擇 標(biāo)準(zhǔn) 配 置 。 選 擇 端 口 類 型 時(shí) ， 需 要 考 慮 系 統(tǒng) 與 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 的 接 口 距 離 ， 如 果 雙 方 接 口距 離 較 大 （ 超 過 100米 ） ， 應(yīng) 選 擇 光 接 口 ， 避 免 增 加 單 獨(dú) 的 光 電 轉(zhuǎn) 換 裝 置 。

62、2.系 統(tǒng) 服 務(wù) 器 控 制 中 心 設(shè) 冗 余 高 端 服 務(wù) 器 作 為 全 縣 信 息 中 心 ， 可 將 全 線 各 車 站 和 車 輛段 的 必 要 信 息 匯 集 到 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫 中 ， 支 持 個(gè) 工 作 站 的 監(jiān) 管 功 能 ， 支 持 全 線SCADA功 能 。 服 務(wù) 器 的 數(shù) 量 可 以 根 據(jù) 工 程 投 資 條 件 及 可 靠 性 要 求 選 擇 單 臺(tái) 或 雙 臺(tái) ， 如果 采 用 雙 臺(tái) 服 務(wù) 器 ， 則 雙 臺(tái) 服 務(wù) 器 形 成 雙 機(jī) 熱 備 用 。 兩 臺(tái) 服 務(wù) 器 內(nèi) 存 儲(chǔ) 的 數(shù)據(jù) 進(jìn) 行 定 時(shí) 校 對(duì) ， 以 保 證 系 統(tǒng) 數(shù)

63、 據(jù) 的 一 致 。 根 據(jù) 工 程 對(duì) 歷 史 數(shù) 據(jù) 的 存 儲(chǔ) 要 求 及 工 程 投 資 條 件 ， 控 制 中 心 可 以 由 系 統(tǒng)服 務(wù) 器 兼 作 歷 史 服 務(wù) 器 ， 也 可 以 配 置 專 用 的 歷 史 服 務(wù) 器 ， 用 于 歷 史 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 。 3.維 護(hù) 工 作 站 、 調(diào) 度 員 工 作 站 等控 制 中 心 應(yīng) 配 置 維 護(hù) 工 作 站 ， 負(fù) 責(zé) 全 線 計(jì) 算 機(jī) 設(shè) 備 的 組 態(tài) 、 維護(hù) 管 理 ， 支 持 系 統(tǒng) 維 護(hù) 工 程 師 功 能 。 設(shè) 調(diào) 度 員 工 作 站 ， 實(shí) 現(xiàn) 電力 調(diào) 度 員 操 作 功 能 。 視 用 戶 要 求

64、 及 工 程 投 資 條 件 可 設(shè) 模 擬 培 訓(xùn)工 作 站 、 網(wǎng) 管 工 作 站 等 ， 以 實(shí) 現(xiàn) 員 工 的 模 擬 培 訓(xùn) ， 并 對(duì) 全 線 網(wǎng)絡(luò) 進(jìn) 行 管 理 ， 做 到 性 能 管 理 、 配 置 管 理 和 故 障 管 理 。另 外 ， 如 果 與 其 他 系 統(tǒng) 存 在 數(shù) 據(jù) 接 口 ， 宜 設(shè) 接 口 工 作 站 ， 并 采取 軟 件 或 硬 件 網(wǎng) 絡(luò) 隔 離 措 施 沒 ， 保 證 系 統(tǒng) 的 安 全 。4.打 印 機(jī)按 照 電 力 調(diào) 度 及 系 統(tǒng) 維 護(hù) 的 需 求 ， 控 制 中 心 至 少 需 要 配 置 兩 臺(tái)打 印 機(jī) 。打 印 機(jī) 可 以 配 置

65、 為 網(wǎng) 絡(luò) 打 印 機(jī) 或 者 普 通 打 印 機(jī) 。 網(wǎng) 絡(luò) 打 印 機(jī) 可以 直 接 與 網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 各 工 作 站 連 接 ， 普 通 打 印 機(jī) 需 要 通 過 某 臺(tái) 工 作站 實(shí) 現(xiàn) 打 印 機(jī) 共 享 。 2.7城 市 軌 道 交 通 變 電 站 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 變 電 所 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 是 建 立 在 現(xiàn) 代 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 、 數(shù) 據(jù) 通訊 技 術(shù) 、 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 (DSP)等 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 起 來 的 ， 它 綜 合了 變 電 所 內(nèi) 全 部 二 次 設(shè) 備 功 能 。 它 以 微 機(jī) 保 護(hù) 和 計(jì) 算 機(jī) 監(jiān) 控

66、 系統(tǒng) 為 主 體 ， 加 上 變 電 所 其 他 智 能 設(shè) 備 構(gòu) 成 功 能 綜 合 的 變 電 所 綜合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 。 根 據(jù) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 思 想 以 及 安 裝 的 物 理 位 置 不 同 ， 綜 合 自 動(dòng) 化系 統(tǒng) 的 組 態(tài) 模 式 可 以 分 為 很 多 種 類 ， 且 每 一 種 類 又 因 變 電 所 實(shí)際 情 況 不 同 而 有 所 差 異 。 從 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 思 想 上 劃 分 有 集 中 式 、 分布 式 和 分 層 分 布 式 ； 從 安 裝 物 理 位 置 上 劃 分 有 集 中 組 屏 、 分 層組 屏 和 分 散 在 一 次 設(shè) 備 間 隔 安 裝 等 形 式 。 集 中 式 ： 集 中 式 的 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 是 按 功 能 劃 分 的 模 式 。系 統(tǒng) 功 能 模 塊 與 硬 件 無 關(guān) 。 各 功 能 模 塊 用 模 塊 化 軟 件 連 接 來 實(shí)現(xiàn) ， 并 且 集 中 采 集 信 息 ， 集 中 處 理 運(yùn) 算 。 但 是 對(duì) 計(jì) 算 機(jī) 的 性 能要 求 高 ， 存 在 著 系 統(tǒng) 可 擴(kuò) 性 及 可 維 護(hù)