變電站監(jiān)控課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　題 目 《變電站監(jiān)控技術(shù)》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　變電站監(jiān)控課程設(shè)計(jì)是配合“變電站監(jiān)控技術(shù)”理論教學(xué)而設(shè)置的一門實(shí)踐性課程，主要目的是通過(guò)該課程設(shè)計(jì)使學(xué)生了解變電站監(jiān)控系統(tǒng)的整體構(gòu)成及關(guān)鍵性技術(shù)，進(jìn)一

2、步鞏固所學(xué)知識(shí)并能夠合理利用。初步掌握變電站監(jiān)控設(shè)計(jì)步驟和方法；了解變電站監(jiān)控系統(tǒng)的整體構(gòu)成，熟悉有關(guān)“規(guī)程”和“設(shè)計(jì)手冊(cè)”的使用方法。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 (原始資料附后)</p><p>　　1. 主要設(shè)計(jì)原則和主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； </p><p>　　2. 根據(jù)原始資料確定

3、系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，包括調(diào)度中心及RTU應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能； </p><p>　　3. 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及配置； </p><p>　　4. 調(diào)度中心：系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟硬件配置等；

4、 </p><p>　　5. RTU：系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟硬件配置等； </p><p>　　6.

5、RTU各模塊（分組完成模擬量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊）硬件電路設(shè)計(jì)； </p><p>　　7.遠(yuǎn)程通信通道設(shè)計(jì)：通信通道方案選擇及實(shí)現(xiàn) </p><p>　　8. 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)；

6、 </p><p>　　9. 附件：（1）主要工程數(shù)量表、（2）主要設(shè)備表；（3）系統(tǒng)容量要求表、（4）四遙對(duì)象概數(shù)表、（5）電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖、（6）、各模塊硬件電路原理圖;。

7、 </p><p>　　10. 所有設(shè)計(jì)內(nèi)容用A4紙打印成冊(cè)，包括封面、前言、摘要、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)正文、附件、參考書目等； </p><p><b>　　三、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)</b></p>

8、;<p>　　四、成績(jī) </p><p>　　指導(dǎo)教師 （簽章）</p><p>　　年 月 日</p><p>　　變電站監(jiān)控課程設(shè)計(jì)原始資料</p><p><b>　　1.工程概況</b></p><

9、;p>　　某電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)，分別由A、B、C、D四個(gè)110/27.5KV牽引變電所供電。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)電力調(diào)度中心一個(gè)，四個(gè)牽引變電所各設(shè)遠(yuǎn)程終端一個(gè)。</p><p><b>　　2.環(huán)境條件</b></p><p>　　2.1電力調(diào)度中心控制室和機(jī)房環(huán)境</p><p>　　環(huán)境溫度：+5℃～40℃</p><

10、p>　　相對(duì)濕度：10%～90%</p><p>　　海拔高度≤1000m</p><p>　　大氣壓力：86～108kpa</p><p>　　振動(dòng)：f<10Hz，振幅為0.3mm；10Hz＜f<150Hz時(shí)，加速度為0.1m/s2。</p><p>　　工作電源：兩路獨(dú)立的380/220V電源；波動(dòng)范圍：-15%～+10

11、%</p><p><b>　　地震烈度：≤7度</b></p><p><b>　　接地電阻≤1Ω</b></p><p>　　2.2牽引變電所內(nèi)環(huán)境</p><p>　　控制室溫度：-5℃～+45℃</p><p>　　開(kāi)關(guān)柜溫度：-10℃～+55℃</p>

12、<p>　　環(huán)境溫度在-5℃～+40℃時(shí)，最大變化率10℃/h，設(shè)備應(yīng)能滿足技術(shù)規(guī)格書所規(guī)定的精度要求，環(huán)境溫度在-10℃～+55℃時(shí)，設(shè)備應(yīng)能正常工作，不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。</p><p>　　相對(duì)濕度：日平均值不大于95%；月平均值不大于90%（25℃）；有凝露的情況發(fā)生。</p><p>　　海拔高度≤1000m</p><p><b>　　

13、地震烈度：≤7度</b></p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1主要設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制站、遠(yuǎn)動(dòng)通道及被控站組成；</p><p>　　控制站采用計(jì)算機(jī)型電力集中監(jiān)控裝置，1：N結(jié)構(gòu)；</p>

14、<p>　　通道采用鐵路綜合通用光纖網(wǎng)中的專用通道，并設(shè)置主用和備用通道，主備通道能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)及自動(dòng)切換；</p><p>　　控制站具備與其它系統(tǒng)的通信接口能力；</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)備選型立足國(guó)產(chǎn)化。</p><p><b>　　3.2主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　《遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備》（IE

15、C870-88）</p><p>　　《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》（GB/T13729-02）</p><p>　　《鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（TB10117-98）</p><p>　　《鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10064-2000）</p><p>　　3.3系統(tǒng)構(gòu)成和基本配置</p><p>　

16、　完成系統(tǒng)控制站、被控站及遠(yuǎn)動(dòng)通道的構(gòu)成及硬件配置設(shè)計(jì)，完成電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。</p><p><b>　　3.4確定監(jiān)控內(nèi)容</b></p><p>　　根據(jù)變電所主接線圖確定遙控、遙測(cè)、遙信對(duì)象，完成四遙對(duì)象概數(shù)表。</p><p>　　3.4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)</p><p>　　確定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能。<

17、/p><p>　　3.5 RTU各模塊（分組完成模擬量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、控制量輸出模塊）硬件電路設(shè)計(jì)及軟件說(shuō)明書</p><p>　　確定模塊硬件方案（輸入/輸出路數(shù)、元器件選擇、接口設(shè)計(jì)、電原理圖），時(shí)間分辨率不大于10MS；</p><p>　　輸入/輸出信號(hào)列表、編碼；</p><p>　　軟件程序結(jié)構(gòu)、程序框圖、主要源程序設(shè)計(jì)；&

18、lt;/p><p><b>　　軟件說(shuō)明。</b></p><p>　　4.附圖：牽引變電所主接線圖（由于主接線圖為原始設(shè)計(jì)圖紙，圖形較大，不便打印，查看時(shí)可在計(jì)算機(jī)中放大）。</p><p>　　5.課程設(shè)計(jì)時(shí)間時(shí)度安排</p><p>　　第1 周 查閱相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料，熟悉原始資料及設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)成和配置、

19、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)</p><p>　　第2、3周 完成系統(tǒng)構(gòu)成和配置、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)</p><p>　　第4、5周 確定所在分組設(shè)計(jì)模塊的硬件方案，經(jīng)審查后完成電原理圖繪制</p><p>　　第6周 整理文檔，準(zhǔn)備答辯</p><p><b>　　6．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>

20、　　[1].柳永智，劉曉川. 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng). 北京：中國(guó)電力出版社</p><p>　　[2].盛壽麟. 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)原理. 北京：中國(guó)電力出版社 </p><p>　　[3].楊爵. 實(shí)用編碼技術(shù). 北京：中國(guó)鐵道出版社 </p><p>　　[4].胡道元. 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng). 北京：清華大學(xué)出版社 </p><p>　　[5].曹志剛. 現(xiàn)

21、代通信原理. 北京：清華大學(xué)出版社 </p><p>　　[6].何立民. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù). 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　變電站監(jiān)控技術(shù)的核心是SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)通過(guò)對(duì)變電站的模擬量、脈沖量、開(kāi)關(guān)狀態(tài)量及

22、一些非電量信號(hào)分別進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)功能的重新組合，并按照預(yù)定的程序和要求對(duì)變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)視、測(cè)量、協(xié)調(diào)和控制的集合體和全過(guò)程。SCADA系統(tǒng)的核心是調(diào)度中心和RTU（遠(yuǎn)程終端裝置），其中調(diào)度中心能監(jiān)視和控制各個(gè)變電所及線路的各個(gè)方面，RTU負(fù)責(zé)采集各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)量以及接收調(diào)度中心發(fā)來(lái)的操作信號(hào)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)，變電站綜合自動(dòng)化，調(diào)度中心，RTU</p><p&g

23、t;<b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)概述2</p><p>　　1.1 主要設(shè)計(jì)原則2</p><p>　　1.2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2</p><p>　　1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能2</p><p>　　第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)4</p><p

24、><b>　　2.1 概念4</b></p><p>　　2.2 系統(tǒng)構(gòu)成4</p><p>　　2.3 實(shí)現(xiàn)的功能6</p><p>　　第3章 調(diào)度中心12</p><p>　　3.1 調(diào)度中心概況12</p><p>　　3.2 調(diào)度中心配置12</p>&l

25、t;p>　　第4章 遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）17</p><p>　　4.1 RTU的結(jié)構(gòu)模式17</p><p>　　4.2 RTU的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.3 系統(tǒng)硬件配置24</p><p>　　第5章 通信信道26</p><p>　　5.1 現(xiàn)場(chǎng)總線26</p>

26、<p>　　5.2 以太網(wǎng)26</p><p>　　第6章 模擬量輸入硬件電路27</p><p>　　6.1 十六位最小系統(tǒng)電路27</p><p>　　6.2 模擬量采集電路28</p><p>　　第7章 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)29</p><p>　　7.1 測(cè)控精度29</p>

27、<p>　　7.2 有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時(shí)間：29</p><p>　　7.3 數(shù)據(jù)處理速度29</p><p>　　7.4數(shù)據(jù)通信30</p><p>　　7.5 雙機(jī)自動(dòng)切換30</p><p>　　7.6 歷史數(shù)據(jù)存檔30</p><p>　　7.7 系統(tǒng)可用率30</p&g

28、t;<p>　　7.8 平均無(wú)故障時(shí)間30</p><p>　　7.9 環(huán)境條件30</p><p><b>　　后記32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　附錄Ⅰ34</b></p>&

29、lt;p><b>　　附錄Ⅱ35</b></p><p><b>　　附錄Ⅲ36</b></p><p><b>　　附錄Ⅳ37</b></p><p><b>　　第1章 設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　1.1 主要設(shè)計(jì)原則</p

30、><p>　　電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制站、遠(yuǎn)動(dòng)通道及被控站組成；</p><p>　　控制站采用計(jì)算機(jī)型電力集中監(jiān)控裝置，1：N結(jié)構(gòu)；</p><p>　　通道采用鐵路綜合通用光纖網(wǎng)中的專用通道，并設(shè)置主用和備用通道，主備通道能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)及自動(dòng)切換；</p><p>　　控制站具備與其它系統(tǒng)的通信接口能力；</p><p>　　系

31、統(tǒng)設(shè)備選型立足國(guó)產(chǎn)化。</p><p>　　1.2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　《遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和設(shè)備》（IEC870-88）</p><p>　　《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》（GB/T13729-02）</p><p>　　《鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（TB10117-98）</p><p>　　《鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系

32、統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10064-2000）</p><p>　　1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　遙測(cè)：即應(yīng)用通信技術(shù)傳送被測(cè)量的測(cè)量值。</p><p>　　遙信：應(yīng)用通信技術(shù)完成對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)視。</p><p>　　遙調(diào)：應(yīng)用通信技術(shù)，完成改變運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的命令。</p><p>　　遙控：當(dāng)調(diào)度

33、控制中心需要直接抑制發(fā)電廠、變電所中的某些設(shè)備，如斷路器的合閘、分間，發(fā)電機(jī)的開(kāi)機(jī)、停機(jī)等，就發(fā)出相應(yīng)的控制命令。</p><p>　　與繼電保護(hù)相關(guān)的功能（如故障錄波、測(cè)距、小電流接地選線等）。</p><p>　　接口功能（與微機(jī)五防、電源、電能表計(jì)、全球定位（GPS ）等設(shè)備的接口）。</p><p>　　系統(tǒng)功能（與主站通信、當(dāng)?shù)豐CADA等）。</p

34、><p>　　第2章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)</p><p><b>　　2.1 概念</b></p><p>　　變電站是是牽引供電系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行起著舉足輕重的作用。</p><p>　　傳統(tǒng)變電站設(shè)備，以人工操作為主，無(wú)法滿足牽引供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和

35、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的要求。因此，必須采用先進(jìn)技術(shù)，提高變電站的自動(dòng)化管理水平。</p><p>　　變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信

36、息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡(jiǎn)化了變電站二次接線。變電站綜合自動(dòng)化是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。 </p><p>　　功能的綜合是其區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點(diǎn),它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ), 以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標(biāo)。</p><p><b>　　

37、2.2 系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，設(shè)備組成分為三個(gè)層次。</p><p>　　1、間隔層。包括微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置以及其他帶有智能通信接口的設(shè)備,如變壓器溫度測(cè)控單元、交/直流屏充電測(cè)控裝置等。間隔層設(shè)備的最大特點(diǎn)是具有智能化、自律性能的微機(jī)保護(hù)單元,其基本功能的運(yùn)作不依賴通信網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　2、網(wǎng)絡(luò)層。將各

38、種間隔層智能裝置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,完成上位機(jī)(Workstation)和數(shù)據(jù)終端設(shè)備(測(cè)控單元)的數(shù)據(jù)和命令傳輸。</p><p>　　3、站級(jí)層。作為變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的通信控制、后臺(tái)機(jī)系統(tǒng),承擔(dān)著變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信管理、人機(jī)界面(MMI)交互以及運(yùn)行管理的任務(wù)?？紤]到變電所都是以間隔為單元組屏,以及設(shè)備的向下兼容性和有關(guān)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì),因此沒(méi)有用嵌入式以太網(wǎng)完全替代現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng),而是將站內(nèi)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)

39、為兩層,間隔以上的用10MHz/100MHz嵌入式以太網(wǎng)構(gòu)成站內(nèi)通信的主干網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器組等PC機(jī)和各間隔進(jìn)行通信。在間隔內(nèi)部,用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)(如Modbus、CAN等)把各保護(hù)裝置連在一起。現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)上的信息由間隔層的測(cè)控單元通過(guò)通信控制器(網(wǎng)關(guān)) ,上傳到主干網(wǎng)上。最底層的各種保護(hù)設(shè)備可不做任何改動(dòng),保持了向下兼容性。這種通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置形式將嵌入式以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。在這里,通信控制器(網(wǎng)

40、關(guān))起到了非常重要的作用,具體表現(xiàn)在:</p><p>　　·大大降低了主控單元的復(fù)雜程度和運(yùn)算負(fù)載;</p><p>　　·將不同的通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的通信接口,管理更為簡(jiǎn)單;</p><p>　　·使不同間隔層設(shè)備之間的相互影響降到了最低;</p><p>　　·將間隔層設(shè)備自身的通信網(wǎng)絡(luò)故障隔離在

41、通信控制器之外,不會(huì)影響到主控單元的正常工作以上方案的以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)際上是帶自愈功能的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)通過(guò)CSMA /CD機(jī)制獲得對(duì)通道的占有權(quán),只有擁有通道占有權(quán)的節(jié)點(diǎn)可以向環(huán)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。一般環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信息在環(huán)上是單向傳輸?shù)?而帶自愈功能的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在環(huán)網(wǎng)中增加控制協(xié)議,使環(huán)上的信息可以雙向流動(dòng),規(guī)定一種信息流動(dòng)方向?yàn)橹鞣较?、另一種流動(dòng)方向?yàn)閭溆梅较?。在正常情況下,環(huán)上信息按主方向流動(dòng);當(dāng)某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸

42、介質(zhì)出現(xiàn)斷線或某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí),控制協(xié)議可以改環(huán)上的信息流動(dòng)方向到備用方向,在不增加投資的情況下,網(wǎng)絡(luò)可靠性得到大幅提高。</p><p>　　圖2-1 牽引變電所綜合自動(dòng)化設(shè)備組成</p><p><b>　　2.3 實(shí)現(xiàn)的功能</b></p><p>　　變電站綜合自動(dòng)化功能由電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和變電站建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益要求所決定。

43、變電站在電網(wǎng)中的地位和作用不同，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)有不同的功能。</p><p>　　2.3.1 監(jiān)控子系統(tǒng)的功能</p><p>　　監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)取代常規(guī)的測(cè)量系統(tǒng)，取代指針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號(hào)、光字牌等；取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有：</p><p><b>　　1、數(shù)據(jù)采集</b>&

44、lt;/p><p>　　數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來(lái)自一次設(shè)備，如：電壓互感器、電流互感器的電壓和電流信號(hào)、變壓器溫度以及斷路器輔助觸點(diǎn)、一次設(shè)備狀態(tài)信號(hào)。變電站的原始數(shù)據(jù)包括模擬量和開(kāi)關(guān)量。另一種是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。典型的如：電能量數(shù)據(jù)、母線電壓信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等。變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開(kāi)關(guān)量和電能量。</p><p>　　(1)模擬量的采集

45、。各段母線電壓、母聯(lián)及分段斷路器的電流、線路及饋線電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率，主變壓器電流、有功功率和無(wú)功功率，電容器和并聯(lián)電抗器電 流、直流系統(tǒng)電壓、所用電電壓、電流、無(wú)功功率以及頻率、相位、功率因數(shù)等。另外，還有少數(shù)非電量，如變壓器溫度保護(hù)、氣體保護(hù)等。模擬量的采集有交流和直流兩種形式。交流采樣是將電壓、電流信號(hào)不經(jīng)過(guò)變送器，直接接人數(shù)據(jù)采集單元。直流采樣是將外部信號(hào)，如交流電壓、電流，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成適合數(shù)據(jù)采集單元處理的直流電

46、壓信號(hào)后，再接人數(shù)據(jù)采集單元。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，直流采樣主要用于變壓器溫度、氣體壓力等非電量數(shù)據(jù)的采集。</p><p>　　(2)開(kāi)關(guān)量的采集。斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置，同期檢測(cè)狀態(tài)、繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、運(yùn)行告警信號(hào)等，這些信號(hào)都以開(kāi)關(guān)量的形式，通過(guò)光隔離電路輸入至計(jì)算機(jī)。</p><p>　　(3)電能計(jì)量。電能計(jì)量指對(duì)電能(包括有功和無(wú)功電能

47、)的采集，并能實(shí)現(xiàn)分時(shí)累加、電能平衡等功能。數(shù)據(jù)采集及處理是變電站綜合自動(dòng)化得以執(zhí)行其他功能的基礎(chǔ)。</p><p>　　2、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)</p><p>　　監(jiān)控子系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并不斷更新來(lái)自I／O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。</p><p>　　3、順序事件記錄及事故追憶</

48、p><p>　　順序事件記錄包括：斷路器跳合閘記錄，保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作順序記錄，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、變壓器分接頭等操作順序記錄，模擬輸入信號(hào)超出正常范圍等。事故追憶功能。事故追憶范圍為事故前1min到事故后2min的所有相關(guān)模擬量值，采樣周期與實(shí)時(shí)系統(tǒng)采樣同期一致。</p><p>　　4、故障記錄、錄波和測(cè)距功能</p><p>　　變電站的故障錄波和測(cè)距采

49、用兩種方法，一是由微機(jī)保護(hù)裝置兼作故障記錄和測(cè)距，再將記錄和測(cè)距的結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)及打印輸出或直接送調(diào)度主站；另一種方法是采用專用的微機(jī)故障錄波器，并且故障錄波器應(yīng)具有串行通信功能，可以與監(jiān)控系統(tǒng)通信。對(duì)35kv及以下的配電線路，很少設(shè)置專門的故障錄波器，為了分析故障的方便，可設(shè)置簡(jiǎn)單故障記錄功能。對(duì)于大量中、低壓變電站，沒(méi)有配置專門的故障錄波裝置。而對(duì)出線數(shù)量大、故障率高的，在監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置了故障記錄功能，這對(duì)正確判斷保護(hù)的動(dòng)作情況

50、及正確分析和處理事故是非常必要的。</p><p><b>　　5、操作控制功能</b></p><p>　　無(wú)論是無(wú)人還是少人值班的變電站，運(yùn)行人員都可通過(guò)屏幕對(duì)斷路器、允許遠(yuǎn)方電動(dòng)操作的隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)進(jìn)行分、合操作；對(duì)變壓器及站用變壓器分接頭位置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行投、切控制，同時(shí)，要能接受遙控操作命令，進(jìn)行遠(yuǎn)方操作；為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被

51、控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保留人工直接跳、合閘方式。操作控制有手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種控制方式。手動(dòng)控制包括調(diào)度通信中心控制、站內(nèi)主控制室控制和就地控制，并具備調(diào)度通信中心／站內(nèi)主控室、站內(nèi)主控制室／就地手動(dòng)的控制切換功能；自動(dòng)控制包括順序控制和調(diào)節(jié)控制。</p><p><b>　　6、安全監(jiān)視功能</b></p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)采集的電流、電壓、主變壓器

52、溫度、頻率等量要不斷進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立刻發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置是否正常等?！　?lt;/p><p><b>　　7、人機(jī)聯(lián)系功能</b></p><p>　　(1)顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤是人機(jī)聯(lián)系橋梁。變電站采用微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，無(wú)論是有人值班還是無(wú)人值班，最大的特點(diǎn)之一是操作人員或調(diào)度員只要面對(duì)CRT顯示

53、器的屏幕，通過(guò)操作鼠標(biāo)或鍵盤，就可以對(duì)全站的運(yùn)行工況、運(yùn)行參數(shù)一目了然，可對(duì)全站斷路器和隔離開(kāi)關(guān)等進(jìn)行分、合操作，徹底改變了傳統(tǒng)的依靠指針式儀表和模擬屏或操作屏等進(jìn)行操作。</p><p>　　(2)顯示畫面。作為變電站人機(jī)聯(lián)系的主要橋梁手段的顯示器，不僅可以取代常規(guī)的儀器、儀表，而且可實(shí)現(xiàn)許多常規(guī)儀表無(wú)法完成的功能。其可顯示采樣和計(jì)算的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)(U、I、P、Q、cos~v、有功電能、無(wú)功電能及主變壓器溫度、

54、系統(tǒng)頻率，等)、實(shí)時(shí)主接線圖、事件順序記錄、越限報(bào)警、值班記錄、歷史趨勢(shì)、保護(hù)定值自控裝置的設(shè)定值、故障記錄和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。</p><p>　　(3)輸入數(shù)據(jù)。指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護(hù)定值和越限報(bào)警定值、測(cè)控裝置的設(shè)定值、運(yùn)行人員密碼等。</p><p><b>　　8、打印功能</b></p><p>　　定時(shí)打印報(bào)表和運(yùn)行

55、日志；斷路器、隔離開(kāi)關(guān)操作記錄；事件順序記錄；越限；召喚；抄屏；事故追憶等。</p><p>　　9、數(shù)據(jù)處理與記錄功能</p><p>　　在監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理和記錄也是很重要的環(huán)節(jié)。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。此外，為了滿足繼電保護(hù)專業(yè)人員和變電站管理的需要，必須進(jìn)行一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要有：記錄母線電壓日最高值和最低值以及相應(yīng)的時(shí)間；主變壓器及各條線路的功率、功率因數(shù)及電

56、能的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)；計(jì)算配電電能的平衡率；統(tǒng)計(jì)斷路器、避雷器、重合閘的動(dòng)作次數(shù)；統(tǒng)計(jì)斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計(jì)數(shù)；記錄控制操作和定值的修改；事件順序記錄及事故追憶等。 </p><p>　　10、諧波的分析與監(jiān)視</p><p>　　電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)是其諧波要限制在國(guó)標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。隨著非線性元件和設(shè)備的廣泛使用，使電力系統(tǒng)的諧波成分明顯增加，并且其影響程度越來(lái)越嚴(yán)重，目前，諧波

57、“污染”已成為電力系統(tǒng)的公害之一。因此，在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，必須重視對(duì)諧波含量的分析和監(jiān)視。對(duì)諧波“污染”嚴(yán)重的變電站，要采取適當(dāng)?shù)囊种拼胧?，降低諧波含量。</p><p><b>　　11、報(bào)警處理</b></p><p>　　報(bào)警處理內(nèi)容包括：設(shè)備狀態(tài)異常、故障；測(cè)量值越限及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟／硬件、通信接口及網(wǎng)絡(luò)故障等。</p><p>

58、　　12、畫面生成及顯示</p><p>　　畫面顯示的信息包括：日歷時(shí)間、經(jīng)編號(hào)的測(cè)點(diǎn)、表示該點(diǎn)的文字或圖形、該點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)、經(jīng)運(yùn)算或組合后的各種參數(shù)等。由畫面顯示的內(nèi)容包括：全站生產(chǎn)運(yùn)行要的電氣接線圖、設(shè)備配置圖、運(yùn)行工況圖、電壓棒形圖、實(shí)時(shí)參數(shù)曲線圖、各種信息報(bào)告、操作票、工作票及各種運(yùn)行報(bào)表等。</p><p>　　13、在線計(jì)算及制表功能</p><p

59、>　　(1)對(duì)變電站運(yùn)行的各種常規(guī)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，如：日、月、年中的最大值、最小值及其出現(xiàn)的時(shí)間、電壓合格率、變壓器負(fù)荷率、全站負(fù)荷及電能平衡率等。</p><p>　　(2)對(duì)變電站主要設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，如：斷路器正常操作及事故跳閘次數(shù)、變壓器分接頭調(diào)節(jié)的檔次、次數(shù)、停運(yùn)時(shí)間等。</p><p>　　(3)利用以上數(shù)據(jù)生成不同格式的生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表。并按要求方式打印輸出

60、。</p><p><b>　　14、電能量處理</b></p><p>　　電能量處理包括變電站各種方式采集到的電能量進(jìn)行處理、對(duì)電能量進(jìn)行分時(shí)段的統(tǒng)計(jì)計(jì)算以及當(dāng)運(yùn)行方式的改變而自動(dòng)改變計(jì)算方法并在輸出報(bào)表上予以說(shuō)明等。</p><p><b>　　15、遠(yuǎn)動(dòng)功能</b></p><p>　　監(jiān)控

61、子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)DL 5002—1991《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、DL 5003－1991《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中與變電站有關(guān)的全部功能，滿足電網(wǎng)電能實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性。</p><p><b>　　16、運(yùn)行管理功能</b></p><p>　　運(yùn)行管理功能包括：運(yùn)行操作指導(dǎo)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理、操作票開(kāi)列、模擬操作、運(yùn)行記錄及交接班記

62、錄等。</p><p>　　除上述功能外還具有：時(shí)鐘同步、防誤閉鎖、同步、系統(tǒng)自診斷與恢復(fù)以及與其他設(shè)備接口等功能。</p><p>　　2.3.2 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能</p><p>　　微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主設(shè)備和輸電線路的全套保護(hù)：高壓輸電線路保護(hù)和后備保護(hù)；變壓器的主保護(hù)、后備保護(hù)以及非電量保護(hù)；母線保護(hù)

63、；低壓配電線路保護(hù)；無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)；站用變保護(hù)等。各保護(hù)單元，除應(yīng)具備獨(dú)立、完整的保護(hù)功能外，還應(yīng)具有以下附加功能：</p><p>　　1、具有事件記錄功能。事件記錄包括發(fā)生故障、保護(hù)動(dòng)作出口、保護(hù)設(shè)備狀態(tài)等重要事項(xiàng)的記錄。</p><p>　　2、具有與系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能。以便準(zhǔn)確記錄發(fā)生事故和保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間?！　?lt;/p><p>　　3、具有存儲(chǔ)多種保護(hù)定值功能。

64、　　</p><p>　　4、具備當(dāng)?shù)厝藱C(jī)接口功能。不僅可顯示保護(hù)單元各種信息，還可通過(guò)它修改保護(hù)定值。　　 </p><p>　　5、具備通信功能。提供必要的通信接口，支持保護(hù)單元與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信協(xié)議?！　?lt;/p><p>　　6、具備故障自診斷功能。通過(guò)自診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)單元內(nèi)部故障并報(bào)警。對(duì)于嚴(yán)重故障，在報(bào)警的同時(shí)，應(yīng)可靠閉鎖保護(hù)出口?！　?lt;/p>

65、;<p>　　7、各保護(hù)單元滿足上述功能要求的同時(shí)，還應(yīng)滿足保護(hù)裝置的快速性、選擇性和靈敏性要求。　　</p><p>　　2.3.3 后備控制和緊急控制功能　　</p><p>　　當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制功能包括人工操作控制、低頻減負(fù)荷、備用電源自投等。</p><p><b>　　第3章 調(diào)度中心</b></p>

66、<p>　　3.1 調(diào)度中心概況</p><p>　　調(diào)度中心采用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)、分布式控制系統(tǒng)、以計(jì)算機(jī)設(shè)備為核心，以功能為模塊，以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為單元進(jìn)行配置，包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、前置通信處理機(jī)、主用服務(wù)器、調(diào)度員工作站、系統(tǒng)維護(hù)工作站、WEB工作站等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備及相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，文檔管理報(bào)表打印機(jī)，畫面拷貝機(jī)，維護(hù)用程序打印機(jī)及實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行概況的模擬屏等外圍設(shè)備，同時(shí)具備功能完善的軟件資源

67、及UPS設(shè)備。</p><p>　　圖3-1 調(diào)度中心結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.2 調(diào)度中心配置</p><p><b>　　1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　控制站采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)、客戶機(jī)/服務(wù)器訪問(wèn)方式，正常情況下雙網(wǎng)同時(shí)工作，并可根據(jù)數(shù)據(jù)需要分擔(dān)不同的數(shù)據(jù)傳輸或平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系

68、統(tǒng)給出報(bào)警信息，并由非故障網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)全部數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)采用交換式以太網(wǎng)，通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，通信介質(zhì)采用光纖，通信速率為10/100Mbps自適應(yīng)。</p><p><b>　　2、主服務(wù)器</b></p><p>　　系統(tǒng)配置兩套國(guó)際通用、高性能的服務(wù)器計(jì)算機(jī)，冗余配置、對(duì)等工作方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件和網(wǎng)絡(luò)適配器鏈接網(wǎng)上設(shè)備。兩個(gè)主服務(wù)器定時(shí)進(jìn)行工作狀態(tài)的在

69、線監(jiān)測(cè)，在一臺(tái)主服務(wù)器故障情況下進(jìn)行自動(dòng)切換，切換時(shí)間小于15秒。</p><p>　　兩套主服務(wù)器同時(shí)接收網(wǎng)上數(shù)據(jù)，但僅主用機(jī)具備數(shù)據(jù)流控制及管理功能，主、備服務(wù)器支持?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)以保證完整一致的數(shù)據(jù)庫(kù)。技術(shù)數(shù)據(jù)為：CPU字長(zhǎng)：不小于64位，內(nèi)存：大于256MB，主頻：500MHz，高速緩存：不低于1MB。每套主服務(wù)器配置操作、顯示用的人機(jī)接口設(shè)備，具備安全操作口令設(shè)置功能，操作口令級(jí)別不小于3級(jí)。</p&g

70、t;<p>　　主服務(wù)器具備強(qiáng)大而靈活高效的網(wǎng)絡(luò)通信能力和完備的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能，采用工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的UNIX+WINDOWS操作系統(tǒng)。</p><p>　　主服務(wù)器的功能是：一是管理維護(hù)控制站局域網(wǎng)的全局配置文件，接受來(lái)自局域網(wǎng)內(nèi)各其他接點(diǎn)的信息。二是遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、遙信處理。三是保存并維護(hù)有關(guān)SCADA系統(tǒng)運(yùn)行所需的全局?jǐn)?shù)據(jù)和對(duì)歷史數(shù)據(jù)的管理，并對(duì)調(diào)度端客戶機(jī)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。四是完成調(diào)度文檔管

71、理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成制作。五是定時(shí)任務(wù)管理。</p><p><b>　　3、調(diào)度員工作站</b></p><p>　　兩套調(diào)度員工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連。兩個(gè)調(diào)度員工作站并行運(yùn)行。具備良好的人機(jī)界面和安全操作口令設(shè)置功能，操作口令級(jí)別不小于3級(jí)。計(jì)算機(jī)設(shè)備為國(guó)際通用型工作站，模塊及部件具有互換性，并裝備外部存儲(chǔ)設(shè)備、圖形加速卡。主要技術(shù)數(shù)據(jù)：CPU字長(zhǎng)：不小

72、于32位，內(nèi)存：不小于128MB,主頻：不小于360MHz。</p><p>　　每個(gè)調(diào)度員工作站配置操作、顯示用的人機(jī)接口設(shè)備一套。每一個(gè)人機(jī)界面裝置包括圖像顯示終端一套、鍵盤、鼠標(biāo)，顯示器屏幕不小于54cm，顯示的顏色不少于256種，分辨率不低于1280×1024。</p><p>　　調(diào)度員工作站作為控制站的人機(jī)接口設(shè)備之一，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)各被控站及接觸軌上開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電源線路

73、、接觸軌帶點(diǎn)狀態(tài)，可對(duì)各種故障信息進(jìn)行適時(shí)多窗口報(bào)警顯示，通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤完成對(duì)被控站的遙控操作，并進(jìn)行操作前的合理性判定，同時(shí)完成各種報(bào)表記錄、曲線的檢索及顯示、對(duì)報(bào)表進(jìn)行在線修改、打印實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及報(bào)表、拷貝等調(diào)度管理任務(wù)。此外調(diào)度員工作站設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬屏的控制、音響實(shí)驗(yàn)、復(fù)歸等。</p><p>　　4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打印機(jī)及制表打印機(jī)</p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打印機(jī)及制表打印機(jī)采用高性能

74、、低噪聲彩色噴墨打印機(jī)，并具有漢字打印功能，打印速度不低于260CPS，緩沖區(qū)容量不低于16KB，打印噪聲不大于50dB。具有寬\窄行打印功能。打印機(jī)的工作方式采用假脫機(jī)方式。</p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打印機(jī)主要用于調(diào)度員操作記錄、故障報(bào)警及時(shí)間順序記錄、遙測(cè)量越限記錄等。制表打印機(jī)主要用于對(duì)數(shù)據(jù)管理的報(bào)表打印等。</p><p><b>　　5、拷貝機(jī)</b>&

75、lt;/p><p>　　拷貝機(jī)為高性能，低噪聲彩色激光或噴墨拷貝機(jī)。拷貝速度不低于2分鐘\畫面，拷貝清晰度不低于600DPI，拷貝噪聲不大于54dB，緩沖區(qū)容量不低于512KB，畫幅不小于A4?？截悪C(jī)的工作方式采用假脫機(jī)方式。</p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打印機(jī)、制表打印機(jī)、拷貝機(jī)均通過(guò)打印終端服務(wù)器與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連，各打印機(jī)之間能互為備用。</p><p><b

76、>　　6、大屏顯示器</b></p><p>　　模擬屏設(shè)備，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各主要開(kāi)關(guān)等狀態(tài)的各種燈光顯示，對(duì)全線系統(tǒng)進(jìn)行直觀動(dòng)態(tài)顯示。模擬屏上設(shè)置數(shù)字時(shí)鐘顯示及安全天數(shù)顯示，數(shù)字時(shí)鐘應(yīng)與系統(tǒng)時(shí)鐘同步。模擬屏控制器除通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬屏進(jìn)行控制外，還可單獨(dú)對(duì)模擬屏進(jìn)行各種位置及操作。</p><p><b>　　7、通信前置機(jī)</b></p>

77、<p>　　通信前置機(jī)采用基于Pentium系列的工業(yè)控制級(jí)計(jì)算機(jī)，采用實(shí)時(shí)、多任務(wù)、多用戶的操作系統(tǒng)，作為與各被控站遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)通道接口設(shè)備，配置只能多串口通道板來(lái)滿足遠(yuǎn)程I\O容量。完成數(shù)據(jù)的發(fā)送、接受及數(shù)據(jù)的預(yù)處理，如通信規(guī)約的變換等，減輕主服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的CPU負(fù)荷，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器與控制中心局域網(wǎng)絡(luò)相連，并與主服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通信處理機(jī)采用雙重配置，冗余結(jié)構(gòu)，主、備工作方式，主服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)視主、備通信前置機(jī)的工作狀態(tài)，可對(duì)

78、其進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)切換。兩套通信前置機(jī)具備并行處理功能以支持主、備通道的狀態(tài)。</p><p><b>　　8、維護(hù)工作站</b></p><p>　　系統(tǒng)維護(hù)工作站的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)同調(diào)度員工作站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連，并配程序打印機(jī)。</p><p>　　系統(tǒng)維護(hù)工作站用于生成、維護(hù)、修改、管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)及用戶畫面，

79、并定義、修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序等，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶畫面和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的修改、定義，可以在先隨時(shí)進(jìn)行，但不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，且實(shí)時(shí)庫(kù)、歷史庫(kù)及畫面的修改均采用無(wú)需編程的人機(jī)對(duì)話方式。</p><p>　　維護(hù)工作站可以與任意調(diào)度員工作站互換，成為調(diào)度員工作站設(shè)備的備用設(shè)備，以解決某些特殊情況。</p><p>　　維護(hù)工作站還應(yīng)具備模擬培訓(xùn)功能。模擬培訓(xùn)軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享系統(tǒng)英

80、語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供一個(gè)和真實(shí)環(huán)境完全一致的迷你環(huán)境。給調(diào)度人員一個(gè)練習(xí)、使用本系統(tǒng)的良好平臺(tái)。在維護(hù)工作站不進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)時(shí)，可進(jìn)行模擬培訓(xùn)。</p><p><b>　　9、WEB工作站</b></p><p>　　WEB工作站與專為其提供的集線器連接，與主服務(wù)器進(jìn)行通訊，運(yùn)行WEB功能模塊，負(fù)責(zé)向外部發(fā)布SCADA運(yùn)行信息，在有用戶需要時(shí)讀取主服務(wù)器內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

81、。WEB工作站與主服務(wù)器通過(guò)專用的集線器連接，以免訪問(wèn)人數(shù)過(guò)多給電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)不必要的通信負(fù)擔(dān)。兩個(gè)主服務(wù)器也分別有一個(gè)網(wǎng)卡連接到與WEB工作站專用的集線器下。</p><p><b>　　10、GPS系統(tǒng)</b></p><p>　　由于控制中心內(nèi)部有多個(gè)系統(tǒng)需要精確的時(shí)鐘系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行同步，所以電力監(jiān)控系統(tǒng)在主站一級(jí)可以與其他系統(tǒng)公用一套GPS來(lái)接收衛(wèi)星的精確對(duì)時(shí)。

82、</p><p><b>　　11、UPS裝置</b></p><p>　　為了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，不受外部電源停電時(shí)的影響，系統(tǒng)配置一套UPS裝置，其容量滿足當(dāng)外部電源停電30分鐘時(shí)，系統(tǒng)的正常運(yùn)行。UPS設(shè)備前盤設(shè)置運(yùn)行監(jiān)視界面，可提供UPS的遠(yuǎn)距離監(jiān)視信號(hào)，以滿足調(diào)度員對(duì)UPS設(shè)備的監(jiān)視。遠(yuǎn)距離監(jiān)視信號(hào)的主要內(nèi)容包括：UPS的工作狀態(tài)、蓄電池的工作狀態(tài)、輸入電源的工

83、作狀態(tài)等。UPS裝置滿足外部輸入電源的條件，工作噪聲不大于55dB，且應(yīng)具有一定的過(guò)負(fù)荷能力。</p><p>　　配電柜設(shè)兩路交流輸入電源，可以通過(guò)組合開(kāi)關(guān)切換。各輸入、輸出回路應(yīng)具有過(guò)負(fù)荷自動(dòng)跳閘功能。當(dāng)一路電源失壓時(shí)，另一路可自動(dòng)切換輸入。配電柜還具有過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)功能。當(dāng)兩路交流電源都失壓時(shí)，UPS自動(dòng)投入供電。配電柜帶有各種顯示表計(jì)和手動(dòng)操作按鈕，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和調(diào)試</p><p

84、>　　第4章 遠(yuǎn)程終端裝置（RTU）</p><p>　　4.1 RTU的結(jié)構(gòu)模式</p><p>　　RTU即被控站設(shè)在沿線的主變電所，牽引降壓變電所內(nèi)，各被控站內(nèi)采用當(dāng)?shù)鼐C合自動(dòng)化系統(tǒng)，完成所內(nèi)的控制、保護(hù)、測(cè)量及系統(tǒng)監(jiān)控終端的功能，各被控站通過(guò)所內(nèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信處理單元實(shí)現(xiàn)，與調(diào)度中心的信息交換，即遙測(cè)，遙信信息的上傳和下行遙控，遙調(diào)信息的接受和執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值

85、守。</p><p>　　電氣化牽引變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以牽引變電所為核心,以功能為模塊,將供電臂上聯(lián)接的牽引供電設(shè)施納入系統(tǒng)節(jié)點(diǎn),充分體現(xiàn)分散控制,集中管理的結(jié)構(gòu)模式?？刂坪捅Ｗo(hù)系統(tǒng)既相互獨(dú)立,有關(guān)信息又相互共享。系統(tǒng)主要由4部分組成:第一部分為調(diào)度層;第二部分為站控層;第三部分為間隔層的分布式保護(hù)、測(cè)量、智能裝置;第四部分設(shè)備層。間隔層智能裝置控制和保護(hù)線路、變壓器、電容器等設(shè)備;站控

86、層控制著以牽引變電所為核心,以供電臂為單元的牽引供電系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 分層分布式</p><p>　　4.2 RTU的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)</p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式的選擇要從組網(wǎng)模式、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)傳輸模式、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)中央系統(tǒng)設(shè)備五方面分別進(jìn)行比較，應(yīng)充 分考慮網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性 、統(tǒng)一性、可靠性、高效性和

87、合理性等因素。 </p><p><b>　　1、組網(wǎng)模式 </b></p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為單網(wǎng)和雙網(wǎng)兩種組網(wǎng)模式，在選擇過(guò)程中應(yīng)根據(jù)變電所的不同特點(diǎn)分別對(duì)待，合理選擇。 </p><p>　　主變電站擔(dān)負(fù)著向地鐵系統(tǒng)牽引降壓變電所供電的任務(wù)，其安全可靠的運(yùn)行是地鐵系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提之一；同時(shí)，主變電站容量較大，數(shù)據(jù)

88、信息處理量較多，接 線復(fù)雜，建設(shè)規(guī)模大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求高。所以主變優(yōu)先選擇雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　牽引降壓變電所負(fù)責(zé)向車站設(shè)備和區(qū)間接觸網(wǎng)供電，牽引供電系統(tǒng)可靠性高，而且通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量較主變電站少，網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較輕。根據(jù)已 建成地鐵的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn) ，單網(wǎng)結(jié)構(gòu)軟、硬件簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便，故障率低，滿足運(yùn)行 要求，采用單網(wǎng)模式 可使全線投資規(guī)模大幅降低。因此，牽引、降壓變電所采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。</p>

89、<p>　　2、所內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)</p><p>　　光纖是一種利用了光的全反射原理傳輸光束的細(xì)微而柔韌的介質(zhì)，光纖由純石英以特別的工藝?yán)贫?。光纖采用時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用和波分復(fù) 用、密集波分復(fù)用等 技術(shù)，已成為數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì)，它有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）傳輸頻帶寬，通信容量大 ，傳輸速率高。</p><p>

90、　?。?）線路損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)。在較長(zhǎng)距離和范圍內(nèi)信號(hào)是一個(gè)常數(shù)。 </p><p>　?。?）抗干擾 能力強(qiáng)，應(yīng)用 范圍廣。光纖 電纜中傳輸 的是光束，由 于光束不受 外界電磁干擾的影響，而且本身也不向外輻射信號(hào)，因此它適用于 強(qiáng)電磁輻射環(huán)境下的 信息傳輸。 </p><p>　　光纖傳輸具有通信容量大、傳輸速率高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)已建成地鐵的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，變電所內(nèi)強(qiáng)

91、電 磁輻射對(duì)不相鄰柜間 的電纜信號(hào)傳輸干擾較大，以光纖為傳輸介質(zhì)的通信網(wǎng)，更能適 應(yīng)地鐵環(huán)境下自動(dòng)化 系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通信需求。所以變電所 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主干 網(wǎng)絡(luò)采用光纖傳輸介質(zhì)。</p><p>　　3、所內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式</p><p>　　當(dāng)前用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸主要有現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)，在對(duì)其進(jìn)行選擇的時(shí)候首先應(yīng)該考慮網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一性和開(kāi)放性，同時(shí)兼顧組網(wǎng)的 靈

92、活性、可靠性、實(shí) 時(shí)性及數(shù)據(jù)傳輸速率等因素。</p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)總線是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)之間通信的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、多變量、多點(diǎn)、多站的通信數(shù)據(jù)總線。是針對(duì)工業(yè) 控制現(xiàn)場(chǎng)惡劣的運(yùn)行 環(huán)境等特點(diǎn)，專門開(kāi)發(fā)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)控制的技術(shù)，一般在抗干擾、 實(shí)時(shí)性及傳輸效率等 方面都采取了特殊的措施，以保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、高?性。其按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 化組織 ISO 和開(kāi)放系統(tǒng)互連 OSI 提供網(wǎng)絡(luò)

93、服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求很強(qiáng)的領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)總線具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、安全性好、成本低的特點(diǎn)，已廣泛地用 于制造業(yè)、流程工業(yè) 、冶金、電力、交通、樓宇等自動(dòng)化領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)外很多知名 的繼電保護(hù)產(chǎn)品采用 現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信傳輸。但目前多種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議并存的狀況， 使不同廠家、不同總 線協(xié)議設(shè)備之間無(wú)法互聯(lián)，給工程實(shí)施帶來(lái)一系列的硬件和軟件 的接口配合工作。另 外總線產(chǎn)品通信速率受總線節(jié)點(diǎn)數(shù)和傳輸距離的影響較大，因此 工程中需根據(jù)不同產(chǎn) 品及系統(tǒng)的實(shí)

94、際情況，制定不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸方案。</p><p>　　工業(yè)以太網(wǎng)充分考慮工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫差變化大、電磁輻射強(qiáng)、潮濕、灰塵 多等惡劣環(huán)境，在設(shè) 備元器件選擇上使用了高質(zhì)量和高可靠性的元器件。工業(yè)以太網(wǎng)遵從 IEEE802.3 協(xié)議，針 對(duì) 工 業(yè) 現(xiàn) 場(chǎng) 實(shí) 時(shí) 性 要 求 高 的 特 點(diǎn) ， 工 業(yè) 以 太 網(wǎng) 采 用 全 雙 工 的 工 作 模 式 ， 盡 管CSMA/CD 仍然存在其間，但 100Mbps 甚至

95、1000Mbps 的傳輸速率和高速的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的使用，將設(shè)備隔離在相互獨(dú)立的碰撞域，使以太網(wǎng)中 產(chǎn)生了確定型的傳輸 。</p><p>　　工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用中多將以太網(wǎng)與 TCP/IP 協(xié)議結(jié)合，徹底解決了網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一性的問(wèn)題。此外，工業(yè)以太網(wǎng)通信的誤碼率極低（在 10-8～10-11 之間），數(shù)據(jù)傳輸可靠性高；網(wǎng)上增減節(jié)點(diǎn)方便，靈活性好；傳輸速率高，傳輸信息量大，網(wǎng) 絡(luò)實(shí)時(shí)性好，可以根 據(jù)業(yè)務(wù)特性來(lái)打包，動(dòng)

96、態(tài)分配帶寬；在帶寬允許的情況下，對(duì) IP 通道帶寬的變化可瞬間響應(yīng)。以太網(wǎng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)?；诠I(yè)以 太網(wǎng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó) 內(nèi)外一些知名廠家已研制、生產(chǎn)出相應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品，并在監(jiān) 控領(lǐng)域取得良好的工 業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　工業(yè)以太網(wǎng)的開(kāi)放性，統(tǒng)一性，經(jīng)濟(jì)性，可擴(kuò)展性，可維護(hù)性都是其它網(wǎng)絡(luò)不能相比的?；谝陨系姆治霰容^，結(jié)合變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和 城市軌道交通供電系 統(tǒng)繼電保護(hù)裝置、監(jiān)控

97、單元等智能電子裝置的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，變電所綜合自動(dòng) 化系統(tǒng)所內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模式采用工業(yè)以太網(wǎng)。</p><p><b>　　4、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、總線形和環(huán)形四種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（1）總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如

98、圖4-2所示，有關(guān)間隔層保護(hù)測(cè)控單元通信口采用鏈?zhǔn)降目偩€形連接在一起，共用同一通道與主監(jiān)控單元通信。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減少了對(duì)主監(jiān)控單元通信口數(shù)量的要求，節(jié)省通信電纜，造價(jià)相對(duì)較低，同時(shí)易安裝、網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)易擴(kuò)充，但總線上傳輸速率受節(jié)點(diǎn)數(shù)量的影響較大，同時(shí)還存在故障診斷困難、故障隔離困難等缺點(diǎn)。</p><p>　　圖4-2 總線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p><b>　　（2）環(huán)形拓

99、撲結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)首尾相接形成的一種閉合結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)通過(guò)CSMA/CD(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))機(jī)制獲得對(duì)通道的占有權(quán)，只有擁有通道占有權(quán)的節(jié)點(diǎn)可以向環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。一般的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信息在環(huán)上單向傳輸，帶自愈功能 的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)故障或斷線時(shí)信息雙向流動(dòng)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。但由于環(huán)形拓?fù)涞耐顿Y較大，一般應(yīng)用于星形結(jié)構(gòu)無(wú)法適

100、用的、跨越較大地理范圍的大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</b></p><p>　　星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-4所示，所有的間隔層保護(hù)測(cè)控單元及主監(jiān)控單元都分別作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)獨(dú)立的通道與中央系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行通信。這種拓?fù)浣Y(jié)

101、構(gòu)具有易于故障的診斷、易于故障的隔離、易于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是目前局域網(wǎng)應(yīng)用中最多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖4-4星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)性能比較見(jiàn)表4-1</p><p>　　表4-1 三種結(jié)構(gòu)比較</p><p>　　綜上所述，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是性價(jià)比最高的，所以采用星形拓

102、撲結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)硬件配置</p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備采用組屏安裝，綜控屏的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)配置方案確定。屏內(nèi)安裝監(jiān)控單元、局域網(wǎng)設(shè)備等；屏上設(shè)有音響報(bào)警裝置，具有事故、預(yù)告兩種音響。</p><p><b>　　1.局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備</b></p><p>　　所內(nèi)通信網(wǎng)采用適合于城市

103、軌道交通使用環(huán)境的抗干擾性強(qiáng)、阻燃、鎧裝通信介質(zhì)，優(yōu)先選用屏蔽5類線。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備宜選用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。</p><p><b>　　2.操作員站</b></p><p>　　操作員站設(shè)置于有人值守的變電所，可以采用組屏安裝方式，也可以根據(jù)工程需要單獨(dú)放置在專用值班室內(nèi)。操作員站應(yīng)采用工業(yè)級(jí)PC。</p><p><b>　　3.監(jiān)控單元

104、</b></p><p>　　監(jiān)控單元用于實(shí)現(xiàn)各種類型子監(jiān)控單元規(guī)約的轉(zhuǎn)換，應(yīng)支持與CANbus、Lonworks、Profibus等多種現(xiàn)場(chǎng)總線的接口，支持RS-232、RS-422或RS-485等標(biāo)準(zhǔn)接口。</p><p><b>　　4.便攜式計(jì)算機(jī)</b></p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該配置便攜式計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)

105、內(nèi)安裝調(diào)試軟件，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。</p><p><b>　　5.系統(tǒng)電源及接地</b></p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電源有以下兩種方案：</p><p>　　方案一：由變電所內(nèi)的交直流屏提供不間斷交流、直流電源。</p><p>　　方案二：由變電所內(nèi)的交直流屏提供交流電源，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置UPS為

106、系統(tǒng)提供不間斷電源。</p><p>　　這兩種方案都可以滿足系統(tǒng)的電源要求，但是方案一可以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的資源共享，也簡(jiǎn)化了設(shè)備的維護(hù)管理。因此，在工程有條件的情況下優(yōu)選方案一作為系統(tǒng)電源方案。</p><p>　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一般為懸浮地系統(tǒng)，不存在工作接地。系統(tǒng)安全接地及通信電源屏蔽層接地均可通過(guò)與變電所控制室內(nèi)綜控屏內(nèi)接地母排連接實(shí)現(xiàn)。綜控屏內(nèi)接地母排與外引綜合接地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)

107、可靠的電氣接地。</p><p><b>　　第5章 通信信道</b></p><p><b>　　5.1 現(xiàn)場(chǎng)總線</b></p><p>　　傳輸介質(zhì)多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜(RS485) 、光纖、同軸電纜,以解決長(zhǎng)線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問(wèn)題。插件包括各種防護(hù)等級(jí)工業(yè)級(jí)的接插件,總線的供電及本質(zhì)安全(如IEC 6

108、1158—2)用于流程控制及要求防爆功能的場(chǎng)合,編碼為異步NRZ、位同步曼徹斯特編碼等,傳輸速率為9. 6 kbps～12Mbps。</p><p><b>　　5.2 以太網(wǎng)</b></p><p>　　以屏蔽雙絞電纜、光纖作為主要的解決方案。光纖介質(zhì)雖然成本較高,但其卓越的電磁兼容性能和長(zhǎng)距離通信能力是屏蔽雙絞線無(wú)法比擬的,推薦選擇光纖。插件包括RJ45、AUI、

109、BNC,編碼為同步、曼徹斯特編碼,傳輸速率10 Mbps、100 Mbps。</p><p>　　第6章 模擬量輸入硬件電路</p><p>　　6.1 十六位最小系統(tǒng)電路</p><p>　　該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，可以對(duì)16路模擬量、16路數(shù)字開(kāi)關(guān)量和兩路脈沖量進(jìn)行采集，模擬量采集精度達(dá)到12位，在實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行直接采集，如果要對(duì)傳感

110、器的標(biāo)準(zhǔn)電流量進(jìn)行采集時(shí)，還需加入采樣電阻，把電流轉(zhuǎn)換成電壓后進(jìn)行采集。對(duì)采集的脈沖量的頻率取決于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率，一般不能高于單片機(jī)的運(yùn)行時(shí)鐘，如單片機(jī)用12MHz的晶振，則采集的脈沖頻率只能低于12MHz。</p><p>　　如圖6-1所示為設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理框圖。系統(tǒng)選擇一個(gè)串行的A/D轉(zhuǎn)換芯片，用模擬開(kāi)關(guān)作擴(kuò)展，兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)即可擴(kuò)展成16路的模擬量輸入。</p><p>　　圖6-1

111、 16位最小系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理圖</p><p>　　6.2 模擬量采集電路</p><p>　　模擬量的采集要用到A/D轉(zhuǎn)換芯片，這里選擇MAX1241　A/D轉(zhuǎn)換器。MAX1241是一種低功耗、低電壓的12位逐次逼近型ADC，最大非線性誤差小于1LSB，轉(zhuǎn)換時(shí)間9s，內(nèi)置快速采樣／保持電路。MAX1241采用三線式串行接口，與單片機(jī)的接線簡(jiǎn)單，如圖6-2所示。圖中兩個(gè)電容是去藕電容，用以

112、對(duì)電源進(jìn)行濾波。Vi是采集電壓的輸入端，Vref是A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓。一般情況下可以接單片機(jī)的電源。</p><p>　　圖4.6 MAX1241與單片機(jī)的接線圖</p><p>　　這里用兩個(gè)８路模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展成16路。如圖6-1的原理圖所示，系統(tǒng)選用兩個(gè)CD4051模擬開(kāi)關(guān)，并用單片機(jī)的四個(gè)I/O口控制兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的通道選擇端，在采集過(guò)程中，選擇不同的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。&l

113、t;/p><p>　　第7章 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)</p><p><b>　　7.1 測(cè)控精度</b></p><p>　　1、模擬量測(cè)量準(zhǔn)確度</p><p>　　交流電流、電壓量： ±0.2%</p><p>　　直流電流、電壓量： ±0.2%</p><

114、p>　　功率、電度量： ±0.5%</p><p>　　頻率： ±0.01Hz</p><p><b>　　2、脈沖輸入量</b></p><p>　　允許脈沖寬度：≥10ms</p><p>　　允許脈沖電平：≤30V</p><p>&