[工学]第二章调度端及rtu.ppt

SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,2.1调度端功能 调度端装设以微机为基础的主监控机，它监控所选定的远方终端装置(RTU)，远方终端由微处理器和接口电路等组装而成。这种计算机的远动装置具有体积小、可靠性高、易于扩展、价格比较便宜的特点。,SouthWest Jiaotong University Emei,1.数据收集 调度端收集各RTU发送来的数据，在终端上显示有关数据。 2.数据处理 对RTU送来的数据进行处理、运算、判断。 3.控制与调节 实现人机对话，形成命令与下发命令到RTU实现遥控操作。 4.人机联系 在调度端收集整理与处理RTU上送数据，显示有关数据，发送遥控、遥测命令校对命令。在人机联系的另一方面就是制表打印，定点打印负荷、电能、日、月运行报表，召唤打印，操作报表打印，异常及事故打印，画面拷贝等。,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,2.2 调度端的硬件结构 调度端远动设备是以单机或多机为基础的计算机系统，完成遥控命令的发送和遥测、遥信数据的接收、输出执行等功能。 目前主要用微机作为主机，另配上大屏幕彩色显示器、打印机、鼠标或光笔等外部设备构成。主机完成大量的数据处理、人机联系、画面曲线显示等工作。为减轻主机的负担，加快运算速度，满足实时控制的要求，系统一般还配置前置机，来承担远动信息的收集与处理(通信)。 集中式（单机、冗余） 分布式,SouthWest Jiaotong University Emei,调度端结构框图如下图所示。,SouthWest Jiaotong University Emei,新一代调度管理系统是分布式网络化系统，共享一套数据库管理系统,人机交互系统和分布式支撑环境.系统各网络功能节点可以集成在同一节点上,也可分散驻留于不同节点,配置灵活,每个单独的系统都可独立运行. 分布式SCADA系统调度端一般为局域网系统，其主要系统为数据服务器，WEB服务器，调度员工作站，维护工作站，通信前置机及打印机，模拟屏（大屏幕显示器）等外设组成,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,2.3 软件 软件从层次上来分，可分为三大类，即系统软件、支持软件和应用软件。 系统软件 由计算机公司提供，面向机器本身，其算法和功能不依赖于特定的用户。它的主要任务是使硬件所提供的能力可以得到充分的利用，支持用户的应用软件的运行并提供恰当的服务。 操作系统是微机最基本的系统软件，由它来管理内存分配，键盘操作，屏幕显示，驱动软盘，硬盘等外设。操作系统有一部分固化在主机内存中，大部分是在开机后，从软盘或硬盘调入内存。,SouthWest Jiaotong University Emei,UNIX+WINDOWS 系统特点 UNIX操作系统具备高稳定性、可靠性及高实时响应的特点 UNIX操作系统具备强大的网络管理能力及较强的抗计算机病毒侵染的能力 UNIX系统软硬件成本高，运营维护欠直观。 UNIX+WINDOWS 系统实现 服务器采用UNIX操作系统，其余均采用WINDOWS操作系统 UNIX+WINDOWS 系统优势 保留了UNIX系统可靠、安全、高实时响应的特点，又具备WINDOWS系统操作直观、简便、易维护，维护成本低的特点,SouthWest Jiaotong University Emei,支持软件 对于远动系统来说主要包括：数据库管理系统和监控图形生成系统，数据库管理系统包括建立数据库、修改数据、提取数据和存储数据。 应用软件 应用软件包括：数据收集软件、模拟屏接口软件、同后台机通信的软件、计算软件等。,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,1、客户/服务器(C/S)模式 2、分布式数据库结构分散到各个节点独立的数据处理能力通过网络可构成整体数据库,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,2.4 RTU的主要功能 1采集状态量信息 通过一些接口电路，把变电所的断路器、隔离开关的状态转变为二进制数据，存储在计算机的某个内存区。 2采集模拟量测量值 所谓采集，即把变电所的一些电流量、电压、功率等模拟量，通过互感器、变送器、AD转换器变成二进制数据，存储在计算机的某个内存区。 3与调度端进行通信 把采集到的各种数据，组成一帧一帧的报文送往调度端，并接收调度端送来的命令报文。通信规约一般有应答式(polling)、循环式(CDT) 等。RTU应具备通信速率的选择功能，还应有支持光端机、微波、载波、无线电台等信道通信转换功能。,SouthWest Jiaotong University Emei,4被测量越死区传送 每次采集到的模拟量与上一次采集到的模拟量(旧值)进行比较，若差值超过一定的限度(死区)，则送往调度端，否则，认为无变化，不传送。这可以大大地减少数据的传输量。 5事件顺序记录(SOE) 当某个开关状态发生变位后，记录下开关号，变位后的状态，以及变位的时刻。事件顺序记录有助于调度人员及时掌握被控对象发生事故时各开关和保护动作状况及动作时间，以区分事件顺序，作出运行对策和事故分析。时间分辨率是事件顺序记录的重要指标，分为RTU内与RTU之间两种。,SouthWest Jiaotong University Emei,(1)SOE的RTU内分辨率。 在同一RTU内，顺序发生一串事件后，两事件间能够辨认的最小时间称为SOE的站内分辨率。在调度自动化中，SOE的站内分辨率一般要求小于5ms，其大小由RTU的时钟精度及获取事件的方法决定。 (2)SOE的RTU之间分辨率。 SOE的RTU之间分辨率，即站间分辨率，是指各RTU之间顺序发生一串事件后，两事件间能够辨认的最小时间，它取决于系统时钟的误差和通道延时的误差、中央处理机的处理延时等，SOE的站间分辨率一般要求小于10ms，这是一项整个远动系统的性能要求指标。,SouthWest Jiaotong University Emei,6执行遥控命令 调度端发来遥控命令，RTU收到命令，确认无误后，即进行遥控操作，通过接口电路，执行机构，使某个或多个断路器或隔离开关进行“合”或“分”的操作。 7系统对时 RTU站间SOE分辨率是一项系统指标，因此它要求各RTU的时钟与调度中心的时钟严格同步。采用时钟同步的措施有以下两点：,SouthWest Jiaotong University Emei,(1)采用全球定位系统GPS。 该方法需要在各站点安装GPS接收机、天线、放大器，并通过标准RS-232口和RTU相连。 (2)采用软件对时。 CDT、DNP、Modbus等规约提供了软件对时手段，可采用软件对时。但由于受到通信速率的影响，需要采取修正措施。这种方法的优点是不需要增加硬件设备。,SouthWest Jiaotong University Emei,8自恢复和自检测功能 RTU作为远动系统的数据采集单元，必须保证不间断地完成和SCADA系统的通信，但RTU的工作环境恶劣，具有强大电磁干扰，运行中难免发生程序受干扰，或通信瞬时中断等异常情况，有时也会发生电源瞬时掉电，这都会造成RTU死机，而使系统无法收到该被控对象的信息。因此要求RTU在遇这些情况时，能在最短时间内自动恢复，重新从头开始运行程序，为了维护方便，通常要求RTU含有自检程序。,SouthWest Jiaotong University Emei,除以上功能外，RTU还应有以下功能： 1当地显示与参数整定输入在RTU上安装一个当地键盘和LED或LCD显示器，使得RTU的采集量在当地就可以显示到显示器上，也可通过键盘输入遥测量的转换系数和修改保护整定值等。 2.一发多收，有时一台RTU要向不同上级计算机发布信息，或通信规约不相同，需实现多规约转发。 3CRT显示与打印制表，要求RTU具有当地显示功能，并能将异常事故报告打印出来。,SouthWest Jiaotong University Emei,2.5 RTU的硬件构成 传统的远动装置是由晶体管或集成电路，通过逻辑设计构成的，称为布线逻辑远动(或硬件远动)。自从微型计算机应用于远动以来，远动的功能设计主要由软件的设计来实现，所以又称为软件远动。,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,1 哈大线牵引供电SCADA调度系统 项目概况 哈大线牵引供电系统管辖全线近950km的复线电气化铁路的17个变电所，供电范围包括哈尔滨、长春、大连、沈阳四个铁路分局。全线在沈阳设置一个总牵引供电调度所，在哈尔滨、长春、大连设置三个分调所。 调度端结构组成: 哈大线SCADA系统设一个主调度中心，三个分调度中心，是一个基于广域网的调度端（WAN）系统结构。,SouthWest Jiaotong University Emei,主控中心内部采用10M/100M自适应局域网连接，主要由主服务器、GPS全球定位系统、调度员工作站、数据维护工作站、通信前置机、网络设备及相应的外围设备组成。 各分控中心内部通过10M局域网相连，只配置有调度员工作站及相应的网络和外围设备。 主控中心和分控中心间通过路由器和高速MODEM相连。,SouthWest Jiaotong University Emei,哈大线SCADA系统调度端结构图,SouthWest Jiaotong University Emei,特点: 调度端系统可采用广域网结构， 在广域网系统中的任何一个工作站上，只要安全权限允许就可以监视和控制整个广域网内的现场数据和设备。 三个调度中心的管理权限也可按需要配置，冗余度高可靠性强。,SouthWest Jiaotong University Emei,秦沈线SCADA系统调度端 项目概况: 秦沈客运专线在沈阳分局设牵引供电调度所,该远动系统由设在调度所内的控制站设备、远动数据传输通道、设在沿线各牵引变电所、分区所、开闭所、网上开关站及维修基地远动复示终端设备组成。 全线调度划分为两个调度台。第一调度台管辖范围为由山海关至锦州南（含），包括四个牵引变电所、一个开闭所、三个分区所、一个网上开关站；第二调度台管辖范围为由锦州南（不含）至分局界（锦州与沈阳分局），包括三个牵引变电所、四个分区所、一个网上开关站。一个分区所及一个网上开关站纳入既有哈大线沈阳牵引供电调度所。其中分局界分区所采用一机双调方式.,SouthWest Jiaotong University Emei,SouthWest Jiaotong University Emei,特点: 系统调度端采用计算机局域网结构、分布式控制系统，系统配置了主机、调度员工作站、系统维护工作站、视频监视工作站、前置通信处理机、模拟屏驱动器、复示系统处理机等网络节点设备及相应的人机接口设备，还设置了实时数据、文档管理报表打印机、画面拷贝机及实时监视牵引供电系统概况的模拟屏等外围设备，同时提供完善的软件资源及UPS设备。,SouthWest Jiaotong University Emei,京津城际轨道工程，电气化牵引供电、电力远动工程共设置一套远动系统，远动系统的建成开通将实现京津城际工程电力、电牵系统的统一调度管理。全线设调度中心一处，设于北京南临时高度指挥中心，本地控制站2处，设于沿线两变电所内。下设被控站有变电所2所、ATS所7个、开闭所2所、箱式变电站46个、变配电所12个。 京津SCADA系统设备主要包括控制中心、本地控制站的计算机、服务器、网络设备及打印机等；被控站的