調(diào)節(jié)端的硬件結(jié)構(gòu)調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能第一章RTU結(jié)構(gòu)及功能第二章變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第三章調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能監(jiān)控主站通信設(shè)備通信設(shè)備被控站遠(yuǎn)動(dòng)通道通信線路系統(tǒng)主要由三大部分組成，即裝設(shè)于鐵路分局（局）調(diào)度所（中心）的監(jiān)控主站（調(diào)度端），裝設(shè)于鐵路沿線牽引變電所（分區(qū)亭、開(kāi)閉所等）的遠(yuǎn)方終端裝置（RTU，亦稱被控站或執(zhí)行端）及從鐵路通信系統(tǒng)中分離出來(lái)的遠(yuǎn)動(dòng)通道。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能監(jiān)控主站功能調(diào)度端不僅能收集RTU的數(shù)據(jù)，還能進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，又稱為自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)SCADA。具體功能：1．?dāng)?shù)據(jù)收集：收集RTU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)。如模擬量，數(shù)字量，狀態(tài)量，脈沖量2．?dāng)?shù)據(jù)處理：對(duì)RTU送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、判斷。如有功功率總加∑P、無(wú)功功率總加∑Q、電度量的總加、越限告警、連續(xù)模擬量輸出記錄（電壓、電流曲線）。3．控制與調(diào)節(jié)：遙控操作斷路器、系統(tǒng)故障查找、開(kāi)關(guān)事故變位、事故畫面優(yōu)先顯示、事故順序記錄、事故追憶、聲光告警、調(diào)節(jié)功率因數(shù)以及投入備用電容組補(bǔ)償?shù)取?．人機(jī)聯(lián)系：顯示、制表、打印。顯示有關(guān)數(shù)據(jù)，變電所一次實(shí)時(shí)接線圖，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，負(fù)荷曲線顯示，電壓棒形圖，電流棒形圖，修改實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，修改圖形報(bào)表，發(fā)送遙控、遙測(cè)命令、校對(duì)命令。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能制表打印，定點(diǎn)打印負(fù)荷、電度、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。監(jiān)控主站結(jié)構(gòu)監(jiān)控主站（稱之為調(diào)度端）是微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)乃至牽引供電系統(tǒng)的調(diào)度指揮中心。監(jiān)控主站設(shè)備主要由冗余配置的雙主機(jī)服務(wù)器（MC）、冗余配置的調(diào)度員操作工作站（OW）、冗余配置的通訊前置處理機(jī)（CC）、數(shù)據(jù)維護(hù)工作站（DW）、工程師終端（ET）、數(shù)據(jù)終端通信控制器（DTC）、大幅模擬屏（MNP）、流水打印機(jī)（LP）、報(bào)表打印機(jī)（RP）、拷屏打印機(jī)（CP）、電源系統(tǒng)（UPS及配電盤）、連接電纜等部分組成。冗余配置的目的是提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性、冗余的設(shè)備可有冷備用和熱備用兩種備用工作方式。監(jiān)控主站調(diào)度管理自動(dòng)化系統(tǒng)以主機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化管理各項(xiàng)功能。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(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(lái)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)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能新一代調(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(kù)管理系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng)和分布式支撐環(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。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能軟件從層次上來(lái)分，可分為三大類，即系統(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)?shù)姆?wù)。操作系統(tǒng)是微機(jī)最基本的系統(tǒng)軟件，由它來(lái)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)有一部分固化在主機(jī)內(nèi)存中，大部分是在開(kāi)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(lái)說(shuō)主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和監(jiān)控圖形生成系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括建立數(shù)據(jù)庫(kù)、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。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能一、主機(jī)系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及定時(shí)任務(wù)管理，進(jìn)行數(shù)據(jù)的后臺(tái)處理，管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和部分歷史數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)資源的分配、管理和網(wǎng)絡(luò)信息交換，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息匯總、組織和派發(fā)，為數(shù)據(jù)工作站、操作工作站提供初加工數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主要由CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡、磁帶機(jī)、人機(jī)接口設(shè)備及操作系統(tǒng)等相應(yīng)軟件構(gòu)成。主機(jī)執(zhí)行主用程序時(shí)具備以下功能模塊：1．網(wǎng)絡(luò)服務(wù)負(fù)責(zé)與通訊機(jī)、操作工作站、數(shù)據(jù)工作站、DTC等上網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊管理及信息交換。2．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）協(xié)議支持或規(guī)約轉(zhuǎn)換（2）下行命令及上行信息處理調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能（3）數(shù)據(jù)服務(wù)3．設(shè)備監(jiān)管4．定時(shí)服務(wù)5．進(jìn)程監(jiān)管備用機(jī)執(zhí)行備用程序時(shí)具備如下功能模塊：（1）網(wǎng)絡(luò)通訊：與主機(jī)交換信息；（2）數(shù)據(jù)處理：與主機(jī)數(shù)據(jù)處理相似，但不向外設(shè)輸出信息；（3）監(jiān)視主機(jī)工作狀態(tài)；（4）雙機(jī)切換。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能二、操作工作站操作工作站是實(shí)施調(diào)度作業(yè)的人機(jī)界面，并集中反映調(diào)度意圖和效果，監(jiān)視牽引供電設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。操作工作站監(jiān)控應(yīng)用軟件具有如下功能模塊：1．網(wǎng)絡(luò)通訊與主機(jī)交換信息，包括各種操作命令和上行遠(yuǎn)動(dòng)信息、設(shè)備工作狀態(tài)信息等。2．操作管理包括遠(yuǎn)動(dòng)操作、本地操作和命令管理。（1）遠(yuǎn)動(dòng)操作遠(yuǎn)動(dòng)操作包括單控、程控、遙信全召、遙測(cè)全召、遙調(diào)、召故測(cè)儀數(shù)據(jù)、故障信號(hào)復(fù)歸等操作。單控即對(duì)被控站內(nèi)某一被控對(duì)象（如開(kāi)關(guān)設(shè)備）進(jìn)行的狀態(tài)控制程控是若干單控操作的有序組合，以卡片的形式預(yù)先設(shè)定。程控用于較為復(fù)雜的控制任務(wù)。調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能遙信全召是調(diào)度端下發(fā)該令，由RTU將所轄遙信（位置遙信和非位置遙信）狀態(tài)上報(bào)，以便刷新因通訊中斷等因素可能引起的狀態(tài)不一致。遙測(cè)全召與遙信全召命令相似，只是RTU要上報(bào)的是被控站的遙測(cè)量。遙調(diào)操作類似于單控操作，操作對(duì)象為主變?cè)M(jìn)電壓，操作方式為調(diào)檔。召故測(cè)命令由調(diào)度員選中該命令下發(fā)RTU，RTU將故測(cè)參數(shù)上報(bào)。故障信號(hào)復(fù)歸是一種無(wú)返回遙控。（2）本地操作（3）命令管理3．上行實(shí)時(shí)信息處理調(diào)度端功能：1）實(shí)時(shí)畫面監(jiān)視調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能2）遙控操作3）狀態(tài)設(shè)置4）實(shí)時(shí)棒形圖顯示5）歷史記錄數(shù)據(jù)曲線顯示6）歷史記錄數(shù)據(jù)報(bào)表顯示7）通信報(bào)文監(jiān)視8）事件操作記錄9）告警記錄10）故障標(biāo)定11）打印12）主備切換13）系統(tǒng)運(yùn)行日志調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能四、數(shù)據(jù)工作站數(shù)據(jù)工作站是系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)（靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)）的人機(jī)接口，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編輯、畫面編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)界面（如報(bào)表等）生成管理、調(diào)度端系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視顯示等功能。整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由調(diào)度主機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、工程師終端三大部分構(gòu)成。各個(gè)部分的應(yīng)用程序都是通過(guò)DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）來(lái)存取磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)的；內(nèi)存庫(kù)只存在于調(diào)度主機(jī)，對(duì)內(nèi)存庫(kù)的存取操作則不需要通過(guò)DBMS。工程師終端沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)工作站應(yīng)用軟件具有如下功能模塊：1．?dāng)?shù)據(jù)編輯器2．畫面編輯器3．系統(tǒng)監(jiān)控器4．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)界面生成管理調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能五、監(jiān)控站其余設(shè)備工程師終端一方面用于主機(jī)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，另一方面在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)工程師終端命令觀察開(kāi)發(fā)人員或維護(hù)人員所關(guān)心的運(yùn)行進(jìn)程、通訊數(shù)據(jù)、部分處理結(jié)果提示及一些異常信息提示。數(shù)據(jù)終端通信控制器是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。流水打印機(jī)對(duì)被控站所發(fā)生的事件按發(fā)生的時(shí)間順序進(jìn)行流水打印記錄，這些記錄包括事故記錄、預(yù)告記錄、操作記錄、故測(cè)數(shù)據(jù)記錄等。報(bào)表打印機(jī)用于定時(shí)或隨機(jī)打印報(bào)表，也可根據(jù)調(diào)度員的指令隨機(jī)打印所需分類記錄。模擬屏用于對(duì)被控站狀態(tài)的同步顯示，并有音響報(bào)警、閃光報(bào)警、光字牌提示、接觸網(wǎng)帶電顯示、時(shí)鐘及安全無(wú)數(shù)等顯示功能。另外，電源系統(tǒng)和連接電纜。調(diào)節(jié)端的硬件結(jié)構(gòu)第一章第二章第三章調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能RTU結(jié)構(gòu)及功能變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)RTU的硬件構(gòu)成RTU的主要功能RTU結(jié)構(gòu)及功能01RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能被控站（RTU）是電氣化鐵道微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)對(duì)牽引供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和操作命令的執(zhí)行。被控站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備裝設(shè)于鐵路沿線牽引變電所、分區(qū)亭或開(kāi)閉所內(nèi)。RTU實(shí)際上就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，稱為遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)終端。RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能1．采集狀態(tài)量信息通過(guò)一些接口電路，把變電所的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(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(guò)互感器、變送器、A／D轉(zhuǎn)換器變成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的某個(gè)內(nèi)存區(qū)。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(lái)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(wú)線電臺(tái)等信道通信轉(zhuǎn)換功能。 RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能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的模擬量(舊值)進(jìn)行比較，若差值超過(guò)一定的限度(死區(qū))，則送往調(diào)度端，否則，認(rèn)為無(wú)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(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變位后，記錄下開(kāi)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(kāi)關(guān)和保護(hù)動(dòng)作狀況及動(dòng)作時(shí)間，以區(qū)分事件順序，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。RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能（2）SOE的RTU之間分辨率。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(lái)遙控命令，RTU收到命令，確認(rèn)無(wú)誤后，即進(jìn)行遙控操作，通過(guò)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(kāi)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)：RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能（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(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS-232口和RTU相連。（2）采用軟件對(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(wú)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(kāi)始運(yùn)行程序，為了維護(hù)方便，通常要求RTU含有自檢程序。RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的主要功能除以上功能外，RTU還應(yīng)有以下功能：1．當(dāng)?shù)仫@示與參數(shù)整定輸入在RTU上安裝一個(gè)當(dāng)?shù)劓I盤和LED或LCD顯示器，使得RTU的采集量在當(dāng)?shù)鼐涂梢燥@示到顯示器上，也可通過(guò)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)?shù)仫@示功能，并能將異常事故報(bào)告打印出來(lái)。RTU的硬件構(gòu)成RTU的主要功能RTU結(jié)構(gòu)及功能01RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成1.傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置是由晶體管或集成電路，通過(guò)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(lái)，遠(yuǎn)動(dòng)的功能設(shè)計(jì)主要由軟件的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以又稱為軟件遠(yuǎn)動(dòng)。一、RTU硬件組成RTU遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備從外觀上看，主要包括控制柜、變送器柜和連接電纜三大部分。1．控制處理子系統(tǒng)2．遙控輸出子系統(tǒng)3．遙信輸入子系統(tǒng)4．模擬量輸入接口5．電度量輸入接口6．故障點(diǎn)參數(shù)接口7．通信接口子系統(tǒng)8．電源子系統(tǒng)RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成RTU硬件由主機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)變換模塊、執(zhí)行控制模塊及通信通道環(huán)節(jié)組成。lCPU主板遙信量采集功能板遙測(cè)量采集功能板脈沖量采集功能板遙控輸出功能板YX調(diào)理板YC調(diào)理板YM調(diào)理板調(diào)理板故標(biāo)調(diào)理板RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成486-CPUAIO主板電子盤HRT-1004YC調(diào)理板YK1繼電器板YK2繼電器板YK3繼電器板YK電源控制板HR-1003YM調(diào)理板YX1調(diào)理板YX2調(diào)理板YX3調(diào)理板YX4調(diào)理板故標(biāo)調(diào)理板PC總線軟驅(qū)監(jiān)視器DIO-144YX采集板ICP-5387YM采集板PLC-813YC采集板DIO144YK輸出板鍵盤鼠標(biāo)RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成二、RTU軟件功能模塊軟件是系統(tǒng)的靈魂。RTU監(jiān)控軟件有如下功能模塊：1．中斷服務(wù)程序2．主模塊3．初始化模塊4．遙測(cè)采集模塊5．下行任務(wù)模塊6．上行任務(wù)模塊7．檢查模塊8．鍵盤與顯示9．遙控選擇RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成RTU軟件采用DOS6.22操作系統(tǒng)平臺(tái)，軟件用高級(jí)語(yǔ)言TurboC++2.0編制，操作系統(tǒng)和運(yùn)行程序全固化在電子盤中。軟件由以下幾個(gè)主要功能模塊構(gòu)成，即系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、遙控執(zhí)行模塊、當(dāng)?shù)毓δ苣K和通訊模塊、報(bào)文生成模塊。RTU結(jié)構(gòu)及功能RTU的硬件構(gòu)成系統(tǒng)管理模塊數(shù)據(jù)采集模塊遙控執(zhí)行模塊當(dāng)?shù)毓δ苣K通訊模塊報(bào)文生成模塊遙信采集遙脈采集遙測(cè)采集程控單控遙信監(jiān)視遙測(cè)監(jiān)視遙控監(jiān)視事件記錄通訊監(jiān)視靜屏報(bào)文觀察接受數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)中斷處理類別詢問(wèn)類別更新設(shè)置時(shí)鐘召喚事件反送校核執(zhí)行遙控系統(tǒng)初始化系統(tǒng)維護(hù)當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)退出遙控測(cè)試調(diào)度端硬件結(jié)構(gòu)第一章第二章第三章調(diào)度端結(jié)構(gòu)及功能RTU結(jié)構(gòu)及功能變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能01變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)⒈定義將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)全站設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制和保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)國(guó)內(nèi)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程80年代中期90后-00年代70年代分立的保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備微機(jī)RTU設(shè)備和純微機(jī)保護(hù)分散的微機(jī)測(cè)控和分散的微機(jī)保護(hù)80后-90年中真正實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)影響變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)尤其是微處理器技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動(dòng)化系統(tǒng)模塊集成度的提高和功能的優(yōu)化。例如早期的8位機(jī)產(chǎn)生了功能簡(jiǎn)單的微機(jī)保護(hù)和RTU設(shè)備，現(xiàn)在的32位機(jī)及DSP實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)大的中壓保護(hù)測(cè)控一體化設(shè)備和高壓主后備一體化保護(hù)，也實(shí)現(xiàn)了保護(hù)和控制邏輯的PLC編程，同時(shí)也催生了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)研究應(yīng)用。串行通訊技術(shù)通訊技術(shù)尤其是以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，決定著變電站自動(dòng)化系統(tǒng)信息的融合和共享。例如早期的載波技術(shù)低速通訊產(chǎn)生了CDT規(guī)約實(shí)現(xiàn)有限信息的上傳，現(xiàn)在的光纖以太網(wǎng)通訊促成了IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，實(shí)現(xiàn)了變電站各設(shè)備間的無(wú)縫接入和信息的全面共享。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第一種類型，集中式第1代綜合自動(dòng)化系統(tǒng)該類系統(tǒng)實(shí)際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè)RTU裝置以實(shí)現(xiàn)“四遙”。結(jié)構(gòu)上僅是站級(jí)概念，有關(guān)重要信息通過(guò)硬接點(diǎn)送給RTU裝置，變電所的監(jiān)測(cè)量一般經(jīng)變送器變換后送給RTU。開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)量是直接引至RTU，RTU的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。該類系統(tǒng)的特點(diǎn)是：系統(tǒng)功能不強(qiáng)，硬件設(shè)備重復(fù)、整體性能指標(biāo)低，系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜，可靠性低，但其成本低，特別適合于老站改造?，F(xiàn)在全國(guó)大量遠(yuǎn)行的無(wú)人值班變電所多采用此種模式。實(shí)際上該類系統(tǒng)僅為變電所綜合自動(dòng)化的初級(jí)形式，尚不能稱為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。遠(yuǎn)動(dòng)終端：電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠、變電所的一種具有四遙遠(yuǎn)動(dòng)功能的自動(dòng)化設(shè)備。遠(yuǎn)動(dòng)裝置=遠(yuǎn)方終端=遠(yuǎn)動(dòng)終端=RTU（RemoteTerminalUnit）。RTU在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中具有重要的作用。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)CRTPC機(jī)RTU

微機(jī)保護(hù)模擬量開(kāi)關(guān)量脈沖量控制量調(diào)度主站系統(tǒng)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第2種類型集中式早期的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由一臺(tái)或兩臺(tái)計(jì)算機(jī)完成變電所的所有繼電保護(hù)、測(cè)量監(jiān)視、操作控制、中央信號(hào)數(shù)據(jù)通信和記錄打印等功能。系統(tǒng)各功能模塊與硬件無(wú)關(guān)，采用模塊化軟件連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，集中采集信息，集中處理運(yùn)算。具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，但可擴(kuò)充性、可維護(hù)性差。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集中組屏式

總控單元

監(jiān)控主機(jī)

顯示、打印高壓微機(jī)保護(hù)中壓微機(jī)保護(hù)遙測(cè)單元遙信單元電能單元遙控單元交直流單元VQC單元時(shí)鐘單元RS-485/RS232調(diào)度主站變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第3種類型分散式第2代綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從硬件結(jié)構(gòu)上按功能對(duì)裝置進(jìn)行了劃分，摒棄了集中式單CPU結(jié)構(gòu)而走向分散，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元(模擬量、開(kāi)關(guān)堡、脈沖量)，主機(jī)單元(總控單元)、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元組成。各功能單元(設(shè)備)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)等手段實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可替代常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號(hào)屏、遠(yuǎn)動(dòng)屏、測(cè)量?jī)x表等。它具有較強(qiáng)的在線功能。各種功能比較完善，且人機(jī)界面較好。但系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜，聯(lián)結(jié)電纜較多，系統(tǒng)可靠性不太高。這類系統(tǒng)雖然做到了一定程度上的分散(功能分散)，但沒(méi)有從整體上來(lái)考慮變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、一般僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單的相加。由于我國(guó)保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)分屬不同的部門和專業(yè)。故我國(guó)目前的大多數(shù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)均屬此類結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分層分布式

調(diào)度主站

監(jiān)控主機(jī)

顯示、打印測(cè)量單元開(kāi)關(guān)量輸入故障錄波變壓器保護(hù)VQC電容器保護(hù)線路保護(hù)備自投裝置

數(shù)采控制機(jī)

保護(hù)管理機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出變電所層單元層設(shè)備層TV、TA輸入，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)輸入，斷路器控制等變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)第4種類型分層分布式結(jié)構(gòu)第3代綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備分變電所層設(shè)備(站控級(jí))和間隔層設(shè)備(間隔級(jí))。間隔層設(shè)備原則上按一次設(shè)備組織，例如l條線路、l臺(tái)主變壓器。每一間隔層設(shè)備包括保護(hù)、控制、測(cè)量、通信、錄波等所有功能。設(shè)計(jì)的原則是：凡是可以在本間隔層設(shè)備完成的功能，盡量由間隔層設(shè)備就地獨(dú)立處理，不依賴于通信網(wǎng)和變電所層設(shè)備。變電所層設(shè)備是通過(guò)間隔層設(shè)備了解和掌握整個(gè)變電所實(shí)時(shí)運(yùn)行情況、并通過(guò)間隔層設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電所控制，它還負(fù)責(zé)站內(nèi)信息收集、分析、存儲(chǔ)以及與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的聯(lián)系，這類系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化，大大簡(jiǎn)化了站內(nèi)二次回路，它完全消除了設(shè)備之間錯(cuò)綜復(fù)雜的二次電纜。由于間隔層設(shè)備可放在開(kāi)關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近，從而可大大縮小主控制室面積，節(jié)省控制電纜、減少CT負(fù)擔(dān)。同時(shí)大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性，是綜合自動(dòng)比系統(tǒng)的發(fā)展方向。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)完全分散式測(cè)量控制保護(hù)1號(hào)開(kāi)關(guān)柜測(cè)量控制保護(hù)2號(hào)開(kāi)關(guān)柜測(cè)量控制保護(hù)N號(hào)開(kāi)關(guān)柜

監(jiān)控主機(jī)顯示、打印

總控單元CANnet或LON-WORK變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的缺陷◆安全性、可靠性不高◆占地面積大，增加了投資◆維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差最新進(jìn)展（基于IEC61850）主要特點(diǎn)：半數(shù)字化ABB的MicroSCADAPro變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SYS600）、西門子的SICAMPAS系統(tǒng)⒊綜合自動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)基于IEC61850的全數(shù)字化綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，主要特點(diǎn)：◆100M工業(yè)以太網(wǎng)◆智能化的一次設(shè)備◆網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能01變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成⒈系統(tǒng)構(gòu)成變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成（1）變電所層①當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能、系統(tǒng)維護(hù)功能、實(shí)時(shí)及報(bào)表打印功能②遠(yuǎn)動(dòng)通信單元（2）間隔層①牽引主變壓器單元保護(hù)功能、測(cè)量功能、控制功能、錄波功能、備用電源自投功能②饋線單元保護(hù)功能、測(cè)量功能、控制功能、錄波功能、故障測(cè)距功能③并補(bǔ)單元保護(hù)功能、測(cè)量功能、控制功能、錄波功能變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)IEC國(guó)際電工委員會(huì)TC57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通信技術(shù)委員會(huì)）在制定IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上劃分為3個(gè)層次:站控層(stationlevel)間隔層(baylevel)過(guò)程層(processlevel)

各層次間采用高速網(wǎng)絡(luò)通訊。站控層間隔層過(guò)程層高壓一次設(shè)備變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯結(jié)構(gòu)（1）過(guò)程層設(shè)備過(guò)程層實(shí)際上是指與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和電流互感器TA、電壓互感器TV接口設(shè)備。（2）間隔層設(shè)備變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等等。

(3）站控層設(shè)備變電站層的設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、天文鐘、通訊管理機(jī)或遠(yuǎn)動(dòng)工作站等設(shè)備。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成過(guò)程層的功能描述過(guò)程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，或者說(shuō)過(guò)程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化。過(guò)程層的功能劃分：（1）實(shí)時(shí)的電氣量檢測(cè)主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測(cè)。（2）運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機(jī)械特性及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。（3）操作控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制。在當(dāng)前大量應(yīng)用的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于一次設(shè)備的智能化尚未實(shí)現(xiàn)，過(guò)程的功能實(shí)際全部由間隔層的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此有時(shí)也將變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)劃分為兩層。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成間隔層的功能描述間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等設(shè)備，間隔層設(shè)備的主要功能是：（1）匯總本間隔過(guò)程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；（2）實(shí)施對(duì)一次設(shè)備保護(hù)控制功能；（3）實(shí)施本間隔操作閉鎖功能；（4）實(shí)施操作同期及其他控制功能；（5）對(duì)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級(jí)別的控制；（6）承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過(guò)程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成站控層的功能描述（1）通過(guò)兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；（2）