远动监控系统-第二章

1、电气化铁道微机监控技术 第二章 微机监控系统功能及组成 原理 本章主要回答以下几个问题本章主要回答以下几个问题: : 1 1、电气化铁道微机监控系统由哪几部分组成？相互、电气化铁道微机监控系统由哪几部分组成？相互 关系如何？关系如何？ 2 2、监控主站（调度端）的硬件结构包括那些部分？、监控主站（调度端）的硬件结构包括那些部分？ 各自功能是什么？各自功能是什么？ 3 3、被控站（、被控站（RTURTU）的硬件由那几部分组成？其功能）的硬件由那几部分组成？其功能 有哪些？有哪些？ 电气化铁道微机监控技术 1 1、电气化铁道微机监控系统由哪几部分组成？、电气化铁道微机监控系统由哪几部分组成？ 相互

2、相互关系如何？关系如何？ 电气化铁道微机监控系统主要由三大部分组成，即电气化铁道微机监控系统主要由三大部分组成，即 装设于铁路分局调度所的监控主站（装设于铁路分局调度所的监控主站（调度端调度端），装设于），装设于 铁路沿线牵引变电所（铁路沿线牵引变电所（分区亭、开闭所等分区亭、开闭所等）的远方终端）的远方终端 装置（装置（RTURTU，亦称被控站或执行端，亦称被控站或执行端）以及从铁路通信系）以及从铁路通信系 统中分离出来的远动通道。统中分离出来的远动通道。 监 控 主 站 通 信 设 备 被 控 站 远动通道 通 通信线路 信 设 备 电气化铁道微机监控技术 监控主站监控主站是微机监控系统乃

3、至牵引供电系统的调是微机监控系统乃至牵引供电系统的调 度指挥中心；度指挥中心；被控站被控站是整个微机监控系统的执行端，是整个微机监控系统的执行端， 负责对牵引供电系统的数据采集和操作命令的执行；负责对牵引供电系统的数据采集和操作命令的执行； 远动通道远动通道是桥梁，使监控主站和被控站有机配合，共是桥梁，使监控主站和被控站有机配合，共 同实现对牵引供电设备同实现对牵引供电设备遥控、遥信、遥测、遥调、遥遥控、遥信、遥测、遥调、遥 视视等功能。等功能。 电气化铁道微机监控技术 2 2、监控主站（调度端）的硬件结构包括那、监控主站（调度端）的硬件结构包括那 些部分？各自功能是什么？些部分？各自功能是什

4、么？ 远动调度端硬件结构 远动调度端功能 电气化铁道微机监控技术 电气化铁道微机监控技术 电气化铁道微机监控技术 一、远动调度端硬件构成 包括：冗余配置的双主机服务器、冗余配置的调度员操作站、冗余配 置的通讯前置处理机、数据维护工作站、工程师终端、数据终端通信控制 器（DTC）、模拟屏/投影仪、流水打印机、报表打印机、拷屏打印机、 电源系统、网络及连接电缆等。 电气化铁道微机监控技术 冷备用：是指作为备用的设备不运行指定的应用软件或干脆关 电待命，待主用设备故障或视需要切换时再投入运行。 热备用：是指作为备用的设备运行指定的应用软件监视主用设 备，一旦发现主用设备故障，即自动切换运行主用程序，

5、接替 原主用设备工作，或收到双机切换命令后自动切换为主用设备 工作方式，原主用设备切换为备用工作方式，或退出运行休整。 冗余配置的目的是为了提高系统的运行可靠性，包括冷备用和 热备用两种备用工作方式。 电气化铁道微机监控技术 二、远动调度端硬件构成分类 1.单机系统 电气化铁道微机监控技术 2.双机系统 电气化铁道微机监控技术 3.多机系统 电气化铁道微机监控技术 网络服务：负责与通讯机、操作工作站、数据工作站、数 据终端通信控制器等上网设备的网络通讯管理及信息交换。 数据处理：协议支持或规约转换；下行和上行信息命令的 处理；数据服务等 设备监管：系统配置，系统参数及结构定义，各设备工作 状态

6、监测，系统运行状态记录等 定时服务：定时遥信、遥测、对钟、处理报表等 进程监管：进程状态监测，进程自举，双机切换等 三、主机系统（系统服务器） 备机执行备用程序功能：网络通讯；数据处理； 监视主机工作状态；双机切换 电气化铁道微机监控技术 电气化铁道微机监控技术 网络通信：与主机交换信息，包括各种操作命令和上行 远动信息，设备工作状态等 上行实时信息处理：协议转换，信息分解等 操作管理：远动操作、本地操作和命令管理 双机冗余配置 四、调度（操作）员工作站 电气化铁道微机监控技术 l通讯前置处理机及远动通道线路和设备是连接监控主站 与被控站的桥梁，是监控站与被控站的信息纽带。每个 监控站可配备两

7、套通讯前置处理机，互为备用。 l通讯前置处理机的构成：由高可靠性的工业控制用PC机 （配网卡、多串口卡等）、彩色显示器、鼠标和键盘等 人机接口设备、Windows NT操作系统等相应软件、主站 MODEM等。 五、 通讯前置处理机（现：通讯工作站） 电气化铁道微机监控技术 网络通讯：负责与主机交换主站下行命令和RTU上行信息 及通讯设备状态信息等。 查询RTU：对所辖RTU进行信息轮询（polling），查问有 无遥信、遥测变位信息、操作信息等。 上、下行信息转发：对收到信息筛选、RTU通讯规约与网 络规约的转换，信息转发等功能。 信道监视：包括对信道的配置、信道状态的监测和误码 统计显示等。

8、 模拟RTU：对RTU进行软件模拟，用于主站调试，演示及 用户培训。 五、 通讯前置处理机的功能模块 电气化铁道微机监控技术 数据工作站是本系统基础数据库的人机接口，主要 实现数据编辑、画面编辑、数据库界面生成管理、调度 端系统设备状态的监视显示等功能： 数据编辑器：重要工具软件之一，系统开发人员和维护 工程师对数据库进行在线创建、增、删、改等。 画面编辑器：对画面进行修改等。 系统监控器：监视主站主要设备及远方RTU工作状态；对 主站部分设备及远方RTU发出少许命令。 数据库界面生成管理：对实时运行数据库和历史数据库 等进行管理。 六、 数据工作站 电气化铁道微机监控技术 工程师终端：用于主

9、机应用程序的开发；系统运行过程 中，观察系统运行进程，通讯数据，部分处理结果提示 以及一些异常信息提示。 数据终端通信控制器（DTC）：是一个网络接口设备，通 过其网络口上网，串行通讯口接慢速设备。 流水打印机：按时间顺序打印。 报表打印机：定时或随机打印。 模拟屏：系统状态同步显示等。 电源系统和连接电缆。 七、 监控站其余设备 电气化铁道微机监控技术 远动调度端硬件构成 包括：冗余配置的双主机服务器、冗余配置的调度员操作站、冗余配 置的通讯前置处理机、数据维护工作站、工程师终端、数据终端通信控制 器（DTC）、模拟屏/投影仪、流水打印机、报表打印机、拷屏打印机、 电源系统、网络及连接电缆等

10、。 电气化铁道微机监控技术 远动调度端硬件结构 远动调度端功能 电气化铁道微机监控技术 是系统的调度指挥中心，实现监控任务的重要组成部分。是系统的调度指挥中心，实现监控任务的重要组成部分。 一、 监控主站作用 电气化铁道微机监控技术 二、系统功能二、系统功能 1 1、遥控、遥控 单控单控（单个对象的控制）：断路器、隔离开关的合闸（单个对象的控制）：断路器、隔离开关的合闸 / / 分闸，重合闸的投入分闸，重合闸的投入 / / 切除切除 开关的开关的程控程控 信号信号复归复归 测控、保护单元测控、保护单元复归复归 测控测控 / / 保护单元保护单元定值整定、修改及查询定值整定、修改及查询。定值整定

11、及。定值整定及 修改时，必须输入密码后方可执行修改时，必须输入密码后方可执行 开关的开关的操作闭锁、遥信闭锁控制操作闭锁、遥信闭锁控制 当地监控与远方监控系统间当地监控与远方监控系统间控制权控制权的获取控制的获取控制 安全监控系统摄像头安全监控系统摄像头控制控制 电气化铁道微机监控技术 为安全起见，以上操作包括：为安全起见，以上操作包括：“选择选择”一一“执行执行”两两 步操作。步操作。 在操作过程中，可增加安全闭锁条件，避免不安全操在操作过程中，可增加安全闭锁条件，避免不安全操 作或误操作。作或误操作。 此外，还可对主站实现此外，还可对主站实现开关不下位模拟对位操作，闭开关不下位模拟对位操作

12、，闭 锁、解锁操作锁、解锁操作等功能。等功能。 上述控制操作在监视器装置上完成，并在监视器、模上述控制操作在监视器装置上完成，并在监视器、模 拟盘拟盘/ /大屏幕显示屏上大屏幕显示屏上显示显示，打印机打印机记录操作结果。记录操作结果。 遥控执行过程：遥控执行过程： 控制的操作过程分为控制的操作过程分为“选择选择”和和“执行执行/ /取消取消”两两 步操作。具有对步操作。具有对“选择选择”进行进行返信校验、超时监视和多重返信校验、超时监视和多重 选择复归选择复归等功能。执行过程采用对话方式，打印和显示执等功能。执行过程采用对话方式，打印和显示执 行结果。具体的遥控执行过程如下：行结果。具体的遥控

13、执行过程如下： 电气化铁道微机监控技术 （1 1）单控）单控 分两步进行，首先用键盘或鼠标器调出被控站主接线图。分两步进行，首先用键盘或鼠标器调出被控站主接线图。 第一步：选择控制对象。第一步：选择控制对象。被选中的对象分别在显示器和模被选中的对象分别在显示器和模 拟盘上闪烁。若选择成功，则在显示器上用汉字提示，并拟盘上闪烁。若选择成功，则在显示器上用汉字提示，并 有打印记录；若选择失败，亦在显示器上用汉字提示，并有打印记录；若选择失败，亦在显示器上用汉字提示，并 有打印记录，同时显示器画面恢复原状态显示。只有当选有打印记录，同时显示器画面恢复原状态显示。只有当选 择成功后方可进行后续操作。择

14、成功后方可进行后续操作。 第二步：执行。第二步：执行。按下执行键，发出执行命令。若遥控执行按下执行键，发出执行命令。若遥控执行 成功，显示器画面状态刷新，停止闪烁，并有打印记录。成功，显示器画面状态刷新，停止闪烁，并有打印记录。 若遥控执行失败，显示器画面恢复原状态显示，并有打印若遥控执行失败，显示器画面恢复原状态显示，并有打印 记录。模拟盘上的显示与显示器一一对应。记录。模拟盘上的显示与显示器一一对应。 电气化铁道微机监控技术 直接点取被控对象图符，操作正确时屏幕右下角出现单控选 择对话框。按“选择选择”下发单控选择命令；或“撤消撤消”。 在单控选择对话框选择站名、单控对象和操作名称。按“选

15、择” 后对象原色闪光原色闪光，同时下发命令；若按了“选择”后又按“撤 消”后，则不弹出单控执行对话框，对象闪光停止。 选择成功后结果提示栏中显示“单控选择成功单控选择成功”，并在屏幕右 下角出现单控执行对话框。“执行执行”下发执行命令；“终止终止” 返回。 电气化铁道微机监控技术 在程控对话框中选站名，左下方显示与该站相关的所有程 控卡片，选择某一项卡片，对话框右边列表框显示与该卡 片相应的主题、操作条件、卡片说明等。 选择“取消”按钮，卡片框和卡片内容列表框清空。 选择“确认”按钮，弹出程控确认对话框，提示当前选中 卡片内容。此时可选择“自动执行”或“单步执行”，确 认选择无误后，进行程控操

16、作或撤消。 程控：若干单控操作的有序 组合，以卡片的形式预先设 定。每个卡片上有相应的程 控条件，具体的被控对象有 控制条件，当所有的条件满 足，程控顺利完成。 电气化铁道微机监控技术 站内程控：站内程控：程控对象在同一被控站 站间程控：站间程控：程控对象在两个及以上被控站，控制逻辑复杂。 “自动执行自动执行”：系统默认方式，控制台就按相应程控卡片指定 的顺序依次下发单控命令，每执行一步均有位置遥信返回， 对位后的开关变色停闪。在程控执行过程中，每一步单控选 择和单控执行都可选择“撤消”和“终止”按钮，中止正在 执行的程控操作；若在程控过程中任何一步发生错误，程控 将自动中止。 “单步执行单步

17、执行”：整个程控过程必须人为进行干预。 电气化铁道微机监控技术 （2 2）程控）程控 程控操作就其操作过程而言与单控相似，它是若干个单控过程的 组合。首先调出主接线图，然后进行如下操作： 第一步：按程控键，调出程控操作菜单，选择程控卡片，此后返回主按程控键，调出程控操作菜单，选择程控卡片，此后返回主 接线图。接线图。与该卡片（程控操作）有关的对象分别在显示器和模拟盘上 闪烁，同时显示器上显示选择结果，并有打印记录。若因操作有误或 条件不符而导致选择失败，则恢复操作前状态，并有相应提示。 第二步：执行。在程控过程中，已被控制上的开关逐个在显示器上提第二步：执行。在程控过程中，已被控制上的开关逐个

18、在显示器上提 示和打印记录。示和打印记录。若程控执行成功，显示器画面状态刷新，停止闪烁， 并有打印记录。若遥控执行失败，显示器画面恢复原状态显示，并有 打印记录。模拟盘上的显示与显示器一一对应。在程控执行过程中， 若该被控站发生了事故，则程控能自动终止。程控过程中还可以因需 要手动终止。 （3 3）复归控制）复归控制 这是无遥信状态返回的遥控对象无遥信状态返回的遥控对象类，用于二次回路信号继电器、 信号灯的复归控制。 电气化铁道微机监控技术 2 2 遥信功能遥信功能 对开关的位置信号、主要设备故障信号、保护装置及对开关的位置信号、主要设备故障信号、保护装置及 自动装置动作信号等进行实时采集并分

19、类归入数据库中，自动装置动作信号等进行实时采集并分类归入数据库中， 并在监视器上显示，打印机上记录上述事件结果，同时对并在监视器上显示，打印机上记录上述事件结果，同时对 故障信息提供声光报警。遥信信号内容包括：故障信息提供声光报警。遥信信号内容包括： 变电所电动开关位置信号变电所电动开关位置信号 变电所内事故信号、预告信号变电所内事故信号、预告信号 变电所内交、直流电源系统故障信号变电所内交、直流电源系统故障信号 系统设备自检信息系统设备自检信息 控制中心通过监视器和模拟盘控制中心通过监视器和模拟盘/ /大屏幕投影上的模拟大屏幕投影上的模拟 开关的颜色来显示其状态：开关的颜色来显示其状态：合闸

20、为红色合闸为红色，分闸为绿色分闸为绿色。 当变电所设备或馈线发生故障时，把故障信息迅速地当变电所设备或馈线发生故障时，把故障信息迅速地 传递到控制中心显示、打印，同时启动传递到控制中心显示、打印，同时启动音响报警音响报警，报警信，报警信 号包含号包含事故报警事故报警和和预告报警预告报警两种，各种信息按两种，各种信息按不同颜色分不同颜色分 类显示和打印类显示和打印。 电气化铁道微机监控技术 3 3 遥测功能遥测功能 遥测内容：遥测内容： 变（配）电所三相进线电流、电压，母线电压（三相），主要馈变（配）电所三相进线电流、电压，母线电压（三相），主要馈 线电流、电压（三相），进线有功功率、有线电流、

21、电压（三相），进线有功功率、有/ /无功电度，馈线有功电无功电度，馈线有功电 度、瞬时功率因数、平均功率因数，开关站线路电流及电压（三相）度、瞬时功率因数、平均功率因数，开关站线路电流及电压（三相） 等。等。 遥测显示：遥测显示： （1 1）显示器显示：在主接线画面上，实时显示电流、电压、有）显示器显示：在主接线画面上，实时显示电流、电压、有/ /无功功无功功 率、有率、有/ /无功电度量、瞬时功率因数计算值（计算公式无功电度量、瞬时功率因数计算值（计算公式P1P1）。）。 （2 2）制表显示：打印日）制表显示：打印日/ /月报报表，进行有月报报表，进行有/ /无功电度量累加和平均功无功电度量

22、累加和平均功 率因数计算值（计算公式率因数计算值（计算公式P2P2）。）。 公式：公式： P1 P1 瞬时功率因数：瞬时功率因数： P2 P2 平均功率因数：平均功率因数： P P 有功功率有功功率 Q Q 无功功率无功功率 WhWh有功电度有功电度 VARhVARh无功电度无功电度 21 22 1 QPPCOS 21 22 2 VARhWhWhCOS 电气化铁道微机监控技术 遥测信息处理：遥测信息处理： （1 1）模拟量）模拟量 通过遥测库中定义的特性曲线，由遥测测量值计算出通过遥测库中定义的特性曲线，由遥测测量值计算出 工程值，并记录入实时遥测库；根据数据库中上限、下限工程值，并记录入实时

23、遥测库；根据数据库中上限、下限 的定义，确定是否的定义，确定是否越限越限，记录并统计实时越限统计库中的，记录并统计实时越限统计库中的 越限时间、复限时间及持续时间；在所定时间范围内，选越限时间、复限时间及持续时间；在所定时间范围内，选 出遥测点的最大、最小值，并记录入实时极值库。出遥测点的最大、最小值，并记录入实时极值库。 （2 2）脉冲量）脉冲量 采集脉冲量（用于脉冲功率和脉冲电度表），计算相采集脉冲量（用于脉冲功率和脉冲电度表），计算相 应的增量和刻度并记录入实时脉冲量数据库，进行限值校应的增量和刻度并记录入实时脉冲量数据库，进行限值校 验。验。 电气化铁道微机监控技术 电气化铁道微机监控

24、技术 监视 各开关状态变位及保护出口监视，并形成事件记录； 所内设备的非紧急故障信息（预告）及紧急故障信 息（事故）的监视，形成事件记录并伴有音响提示； 实时监视所内各回路负荷、温度、电流、电压； 各测控单元的保护信号、自检报告、事件报告的监 视，并形成记录； 各测控装置工作状态； 防灾报警系统信息的监视。 电气化铁道微机监控技术 电气化铁道微机监控技术 4 4 遥调功能遥调功能 5 5 调度事务管理功能调度事务管理功能 6 6 运行数据归档及统计报表功能运行数据归档及统计报表功能 7 7 用户画面显示功能用户画面显示功能 8 8 数据打印及画面拷贝功能数据打印及画面拷贝功能 9 9 大屏幕投

25、影显示功能大屏幕投影显示功能 10 10 模拟培训功能模拟培训功能 11 11 口令级别设置功能口令级别设置功能 12 12 报警功能报警功能 13 13 系统维护、修改、扩展功能系统维护、修改、扩展功能 14 14 系统时钟同步功能系统时钟同步功能 15 15 自检功能自检功能 16 16 通道自动通道自动/ /手切切换功能手切切换功能 17 17 电力监控复示功能电力监控复示功能 电气化铁道微机监控技术 变电所主结线图及各开关状态； 事件细目显示并配有事故、预告音响提示； 各电压、电流、功率、温度等遥测量的实时测量值； 各遥测量的实时动态曲线； 各类历史曲线图或统计图；各类历史记录； 各类

26、遥测运行历史报表； 各类功能单元的自检报告、事件报告、故障报告； 各类测控/保护单元的整定参数； 各类功能单元的故障波形、负荷波形及谐波分析报告； 画面显示具有多窗口、无级缩放的功能。 显示 电气化铁道微机监控技术 动态曲线显示界面 电气化铁道微机监控技术 实时打印所内的各种事件，内容包括：事件 时间、对象、故障或状态内容； 实时打印所内的各种操作，内容包括：操作 时间、对象、操作内容、操作员； 打印变电所各种运行报表； 打印各种历史记录及报告； 屏幕拷贝。 打印 电气化铁道微机监控技术 负荷报表 电气化铁道微机监控技术 形成各测量值的整点数据历史记录库； 形成事件记录及操作记录的历史记录；

27、形成遥测越限记录，记录越限时间、复限时间、越限期间 最大或最小值； 形成电度日报、月报、年报； 形成遥测极值记录，记录遥测量最大值及其出现时间、最 小值及其出现时间； 形成测控保护单元的自检报告和事件报告历史记录； 形成测控保护单元的故障报告及故障录波历史记录； 所有历史记录均可存储一定周期，视数据库容量而定。 历史记录历史记录 电气化铁道微机监控技术 保护装置事件报告 电气化铁道微机监控技术 越限报警：当测量值越限时，显示和打印报警信息。 报警信息包括越限发生和恢复时间（时、分秒）报警 条文及报警参数等，报警限值可进行修改。 预告报警：当设备或线路异常时，显示和打印报警信 息。报警信息包括报

28、警发生和恢复时间（时、分、秒） 及设备异常状态。 事故报警：当保护动作时，显示和打印报警信息。报 警信息包括报警发生和恢复时间（时、分、秒）及保 护动作说明。 报警 电气化铁道微机监控技术 通信处理单元与GPS时钟系统，用于实现监控系统的 时钟硬同步。 一旦所内GPS时钟系统失效后，还可通过远方控制中 心实现时钟软同步功能，以保证控制站的时钟与被控 站内的时钟同步。 时钟同步 电气化铁道微机监控技术 支持点对点、环形、型等多种远动通道结构； 支持多种通信规约； 通信速率可选； 通讯介质可采用光纤、音频实回线、高频载波等； 支持一机双调的工作方式； 设置了防雷、限压、限流和抗共差模干扰的保安器

29、和隔离变压器，以抵御由于牵引网短路引起的电位升 高对装置绝缘和通讯线路产生的侵害。 与远方RTU、复示终端的通讯 电气化铁道微机监控技术 通过以太网与安全监控系统接口。 与安全监控系统接口 电气化铁道微机监控技术 对不同等级的运行管理人员进行口令级别设置； 操作员需进行操作登录后方可进行控制操作； 测控保护装置的整定在登录后仍需键入整定密 码后方可进行参数整定； 维护人员需键入维护员口令后方可进行数据库 管理与系统维护。 安全管理 电气化铁道微机监控技术 完成系统数据的建立及修改； 完成画面的建立及修改； 完成系统运行参数的定义及修改； 查看系统记录； 历史数据库以多种数据格式（如EXCEL、

30、 ACCESS等）转存，以便用户进行数据库的深 层次开发及分析。 系统维护、修改和扩展 电气化铁道微机监控技术 对各种重要命令和操作设置超时监视（如遥控 选择、遥控执行、遥信全召等命令）。 一次只允许进行一个控制对象的操作，自动闭 锁多重选择。 系统具有自动启动功能，系统在复电或从严重 故障中恢复时，能自动启动。 其它功能 电气化铁道微机监控技术 远动调度端硬件结构 远动调度端功能 3 3、被控站（、被控站（RTURTU）的硬件由那几部分组）的硬件由那几部分组 成？其软件功能有哪些？成？其软件功能有哪些？ 电气化铁道微机监控技术 3 3、被控站（、被控站（RTURTU）的硬件由那几部分组）的硬

31、件由那几部分组 成？其软件功能有哪些？成？其软件功能有哪些？ 远动执行端的功能远动执行端的功能 远动执行端的硬件构成远动执行端的硬件构成 远动执行端的软件结构远动执行端的软件结构 电气化铁道微机监控技术 当地监控实景 电气化铁道微机监控技术 一、远动执行端一、远动执行端(RTU)的功能的功能 微机微机RTURTU主要实现常规的主要实现常规的“四遥四遥”功能，而近年发展起功能，而近年发展起 来的来的“第五遥第五遥”遥视遥视功能由视频监控前端设备完成。一功能由视频监控前端设备完成。一 般所说的般所说的RTURTU不包括视频监控前端。不包括视频监控前端。 RTURTU应具有以下基本功能：应具有以下基

32、本功能： (1)(1) 五遥功能五遥功能 即即遥信、遥测、遥控、遥调及遥视遥信、遥测、遥控、遥调及遥视功能。功能。 (2) (2) 事件顺序记录（事件顺序记录（SOESOE） 监控人员需要及时掌握供电线路事故发生时各断路器和监控人员需要及时掌握供电线路事故发生时各断路器和 继电保护动作状况及动作时间，以区分事件顺序，做出运行继电保护动作状况及动作时间，以区分事件顺序，做出运行 对策和进行事故分析。对策和进行事故分析。 事件顺序记录事件顺序记录SOESOE的一项重要指标是的一项重要指标是时间分辨率时间分辨率。分辨。分辨 率可分为率可分为RTURTU内（即站内）与内（即站内）与RTURTU之间（即

33、站间）之间（即站间）两种。两种。 电气化铁道微机监控技术 一、远动执行端一、远动执行端(RTU)的功能的功能 (3) (3) 系统对时系统对时 RTURTU站间站间SOESOE分辨率是一项系统指标，它要求各分辨率是一项系统指标，它要求各 RTURTU的时钟与调度中心的时钟严格同步。的时钟与调度中心的时钟严格同步。 (4) (4) 电能采集（电能采集（PAPA） 采集变电所各条进线和出线以及主变两侧的电度值，传采集变电所各条进线和出线以及主变两侧的电度值，传 统作法是通过记录脉冲电度表的脉冲来实现，较先进的作统作法是通过记录脉冲电度表的脉冲来实现，较先进的作 法是通过和智能电度表通信获取电度值。

34、法是通过和智能电度表通信获取电度值。 (5) (5) 自恢复和自检测功能自恢复和自检测功能 RTURTU具有自检功能，以及因停电、故障等原因死机后的自具有自检功能，以及因停电、故障等原因死机后的自 恢复功能。恢复功能。 电气化铁道微机监控技术 一、远动执行端一、远动执行端(RTU)的功能的功能 (6) (6) 与监控中心通讯与监控中心通讯 要求要求RTURTU能将采集的现场信息上报控制中心，并能将采集的现场信息上报控制中心，并能接能接 收控制中心收控制中心下达的命令。下达的命令。 通讯规约一般有通讯规约一般有应答式（也称为问询式，应答式（也称为问询式，POLLINGPOLLING式）、式）、

35、循环式（循环式（CDTCDT）两种，目前两种，目前RTURTU一般均采用一般均采用POLLINGPOLLING方式。通方式。通 讯速率一般用讯速率一般用波特率波特率表示，一般为表示，一般为1200bps1200bps，2400bps2400bps、 4800bps4800bps和和9600bps9600bps等。随着光纤技术的发展以及变电所综等。随着光纤技术的发展以及变电所综 合自动化系统的采用，要求远动系统具有更高的传输速率，合自动化系统的采用，要求远动系统具有更高的传输速率， 目前有些系统已采用目前有些系统已采用2Mbps2Mbps或或10Mbps10Mbps的传输速率。的传输速率。 因此

36、，因此，RTURTU应具有通讯速率可配置的功能，并应具有支应具有通讯速率可配置的功能，并应具有支 持光端机、载波通讯信道等功能。持光端机、载波通讯信道等功能。 电气化铁道微机监控技术 一、远动执行端一、远动执行端(RTU)的功能的功能 (7) (7) 其它功能其它功能 以上六项功能为以上六项功能为RTU的基本性能要求，除此之的基本性能要求，除此之 外，一般还希望外，一般还希望RTU具有下列功能：具有下列功能： 1) 当地显示与参数整定输入；当地显示与参数整定输入； 2) 一发多收；一发多收； 3) CRT显示、打印制表等。显示、打印制表等。 电气化铁道微机监控技术 二、远动执行端二、远动执行端

37、(RTU)的发展的发展 第一代第一代布线逻辑式布线逻辑式（继电器式、晶体管式、集成电路（继电器式、晶体管式、集成电路 的远动装置）的远动装置） 特点：特点：所有功能由所有功能由硬件硬件电路完成。按预定的要求进行设电路完成。按预定的要求进行设 计、使构成装置的各部分电路按固定的时间顺序工作来完计、使构成装置的各部分电路按固定的时间顺序工作来完 成预定的功能。成预定的功能。 第二代第二代软件化的远动装置软件化的远动装置：功能由：功能由计算机硬件计算机硬件和完成和完成 指定功能的指定功能的软件软件（加工程序）来实现，对程序进行修订，（加工程序）来实现，对程序进行修订， 就能够改变系统的功能。就能够改

38、变系统的功能。 几乎所有几乎所有RTURTU 第三代第三代网络化网络化RTURTU（标准协议）标准协议） 正在发展，已有应用正在发展，已有应用 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)(RTU)的分类的分类 从体系结构上：从体系结构上：变电所内的变电所内的RTURTU可以分为可以分为集中式集中式 RTU RTU和和分布式分布式RTURTU两大类。两大类。 分布式分布式RTURTU又可分为：又可分为：功能分布式功能分布式RTURTU和和结构分布结构分布 式式RTURTU两大类。两大类。 在采样方式上：在采样方式上：RTURTU可分为可分为直流采样直流采样RTURTU和和交流

39、交流 采样采样RTURTU两类。两类。 从组屏方式上：从组屏方式上：RTURTU可分为可分为集中组屏集中组屏和和分散布置分散布置 两两类。类。 从结构上：从结构上：可分作可分作机柜式机柜式RTURTU、机箱式机箱式RTURTU、壁挂壁挂 式式RTURTU和和单元模块化单元模块化RTURTU等几类。等几类。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 (1) 集中式集中式RTU和分布式和分布式RTU 1) 集中式集中式RTU 集中式集中式RTU的典型体系结构如图所示。一的典型体系结构如图所示。一 般，般，CPU为系统中唯一的智能模块，它负责管理其为系统中唯一的智能

40、模块，它负责管理其 他非智能子模块，并通过两个他非智能子模块，并通过两个RS-232C串行口，经串行口，经 调制解调器调制解调器MODEM分别和两个调度中心通讯，另分别和两个调度中心通讯，另 一个一个RS-232C串行口用于外接串行口用于外接CRT实现自检测。实现自检测。 电气化铁道微机监控技术 集中式集中式RTURTU的典型体系结构示意图的典型体系结构示意图 SIO AI KB Modem CPU Modem CRT自检自检 SIO SIO 调度所调度所2 AI DI DOR DGWDT DIDO1PA DO2 调度所调度所1 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的

41、分类的分类 其中：其中： DIDI：遥信（数字量）输入模块，它可由若干个子模（如遥信（数字量）输入模块，它可由若干个子模（如DIDI1 1、 DIDI2 2等）构成；等）构成； AIAI：遥测（模拟量）输入模块，也可以由若干个子模块（如遥测（模拟量）输入模块，也可以由若干个子模块（如 AIAI1 1、AIAI2 2等）构成；等）构成； PAPA：电能脉冲量采集模块；电能脉冲量采集模块； DODO：遥控输出模块，也可以由若干个子模块；遥控输出模块，也可以由若干个子模块； DORDOR：遥调模块；遥调模块； KBKB：键盘与显示器模块；键盘与显示器模块； DGDG：开关组态模块；开关组态模块； W

42、DTWDT：监视定时器模块。监视定时器模块。 集中式集中式RTURTU，各模块之间均以并行总线相联系。，各模块之间均以并行总线相联系。 而并行总线往往不允许传输太长的距离（通常小于而并行总线往往不允许传输太长的距离（通常小于50cm50cm），）， 因此，集中式因此，集中式RTURTU均是集中布置于一个机箱或机柜中的。均是集中布置于一个机箱或机柜中的。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 2) 分布式分布式RTU 随着对电力系统自动化要求的提高，随着对电力系统自动化要求的提高，变电所无人值守变电所无人值守 和综合自动化成为发展的趋势和综合自动化成为发展的

43、趋势，这就要求，这就要求RTURTU能够能够采集更多采集更多 的开关量、模拟量和电度信息，的开关量、模拟量和电度信息，并且能够并且能够控制更多路遥控控制更多路遥控 和遥调；和遥调；同时往往还要求同时往往还要求RTURTU能够向能够向更多的调度中心建立联更多的调度中心建立联 系，所采用的通讯规约往往也是各不相同的；系，所采用的通讯规约往往也是各不相同的；此外对事件此外对事件 顺序记录（顺序记录（SOESOE）的站内分辨率的要求也有提高的趋势。）的站内分辨率的要求也有提高的趋势。 集中式的微机远动装置因采用集中式的微机远动装置因采用单处理器单处理器，CPUCPU负荷过重负荷过重 往往不能满足上述要

44、求，此外往往不能满足上述要求，此外采用并行总线的集中式远动采用并行总线的集中式远动 装置也不便于采集不在同一现场的参数装置也不便于采集不在同一现场的参数。 针对上述情况，提出了针对上述情况，提出了多多CPUCPU结构、各模块间以串行总结构、各模块间以串行总 线相互联系的分布式线相互联系的分布式RTURTU。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 分布式分布式RTURTU较集中式较集中式RTURTU具有如下优点：具有如下优点： 布置灵活，便于采集地理上分布的信号；布置灵活，便于采集地理上分布的信号； 联线简单，可靠性高；联线简单，可靠性高； 便于扩容，容量可

45、以很大；便于扩容，容量可以很大； 便于采用交流采样方式；便于采用交流采样方式； 便于实现多规约转发和一发多收。便于实现多规约转发和一发多收。 但是分布式但是分布式RTURTU的最小配置成本较集中式的最小配置成本较集中式RTURTU高，因而在高，因而在 小配置情况下，不如集中式微机远动装置经济。小配置情况下，不如集中式微机远动装置经济。 分布式分布式RTURTU的的特征特征为：为：多多CPUCPU、串行总线、智能模板，既、串行总线、智能模板，既 可以集中可以集中组屏，又可以分散布置组屏，又可以分散布置。 根据结构上的不同，根据结构上的不同，分布式分布式RTURTU又可分为又可分为功能分布式和功能

46、分布式和 结构分布式结构分布式两大类。两大类。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 功能分布式功能分布式RTURTU 功能分布式功能分布式RTURTU是按功能划分各模块，是按功能划分各模块，RTURTU可由可由智能遥信模块智能遥信模块 （IYXIYX）、）、智能遥测模块智能遥测模块（IYCIYC）、）、智能电度模块智能电度模块（IPAIPA）、）、智能遥控模智能遥控模 块块（IYKIYK）、）、智能遥调模块智能遥调模块（IYTIYT）和）和CPUCPU模块模块等构成。等构成。KBKB为键盘与显示为键盘与显示 器，器，M M为调制解调器。为调制解调器。 C

47、PU 主主 CPU 从从 IYX1IYX2IYC1IPAIYKIYT 内部串行总线内部串行总线 KBMMM 主站主站1 主站主站2 主站主站3 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 因为各模块间采取因为各模块间采取串行通讯方式串行通讯方式，使得模块间联线，使得模块间联线非常简非常简 单（往往只有两条线），单（往往只有两条线），而且串行通讯较并行通讯可以传而且串行通讯较并行通讯可以传 输输更远的距离更远的距离，因而各模块之间可相距很远，甚至不在一，因而各模块之间可相距很远，甚至不在一 个机柜内，构成适应采集不同地点信号的个机柜内，构成适应采集不同地点信号的分

48、布式体系结构分布式体系结构。 分布式分布式RTURTU的的各个模块均为智能模块各个模块均为智能模块，专门有一个，专门有一个CPUCPU独立独立 管理本模板，使得该管理本模板，使得该CPUCPU功能专一，负荷较轻，因而功能专一，负荷较轻，因而可靠性可靠性 高高。 分布式分布式RTURTU的各模块可以的各模块可以任意组合任意组合，扩容十分方便。，扩容十分方便。CPUCPU模模 块可选用一个或多个，以满足向多个调度端通讯的要求，块可选用一个或多个，以满足向多个调度端通讯的要求， 每个每个CPUCPU模块均可选配不同的通讯规约。模块均可选配不同的通讯规约。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远

49、动执行端(RTU)的分类的分类 按功能分布的按功能分布的RTURTU，仍延用集中式，仍延用集中式RTURTU的配置思想，的配置思想， 把一定数量的相同功能采集或控制单元布置在一块把一定数量的相同功能采集或控制单元布置在一块 模板上，各功能模板通常都采用模板上，各功能模板通常都采用单片机单片机构成，但是构成，但是 CPUCPU模块则可采用模块则可采用i8086i8086、i80386i80386等高档等高档CPUCPU。 内部串行总线，早期的分布式产品采用内部串行总线，早期的分布式产品采用RS-232CRS-232C标标 准准，目前大都采用，目前大都采用RS-485RS-485协议协议或或现场总

50、线现场总线，如，如 CANBusCANBus、LonworksLonworks、FrofBusFrofBus等现场总线，传输媒等现场总线，传输媒 介采用介采用双绞线双绞线或或光纤光纤。 随着工业以太网的发展，分布式随着工业以太网的发展，分布式RTURTU内部总线采用内部总线采用 工业以太网工业以太网已成为一种发展趋势。已成为一种发展趋势。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 结构分布式结构分布式RTURTU 功能分布的功能分布的RTURTU，虽然相对于集中式，虽然相对于集中式RTURTU具有灵活和功能性强的优点，具有灵活和功能性强的优点， 但由于需要众多

51、的模板类型，不利于制造厂大批量生产。另外，虽然但由于需要众多的模板类型，不利于制造厂大批量生产。另外，虽然 功能分布化的功能分布化的RTURTU具有一定的分布布置灵活性，但它只能按功能分布布具有一定的分布布置灵活性，但它只能按功能分布布 置，而变电所实际情况是，希望将同一台设备或同一面柜子所需的四置，而变电所实际情况是，希望将同一台设备或同一面柜子所需的四 遥量布置在一个单元模块中，这就是遥量布置在一个单元模块中，这就是结构分布式结构分布式RTURTU，也即，也即面向设备对面向设备对 象设计的象设计的RTURTU。 结构分布式结构分布式RTURTU可以将单元模块可以将单元模块分散地布置分散地布

52、置在开关柜等中，而不必在开关柜等中，而不必单单 独组屏独组屏，不仅节省了空间不仅节省了空间，也使，也使二次连线大大减少二次连线大大减少，因为，因为RTURTU单元模块单元模块 和现场的联接在屏内就完成了，各和现场的联接在屏内就完成了，各RTURTU单元模块之间只需通过几条单元模块之间只需通过几条RS-RS- 485485或现场总线连线就可以联通了。值得一提的是，为了做到将或现场总线连线就可以联通了。值得一提的是，为了做到将RTURTU单单 元模块安装到开关柜中，往往需要将元模块安装到开关柜中，往往需要将RTURTU单元模块设计成单板结构，否单元模块设计成单板结构，否 则开关在动作过程中的振动会

53、造成含总线插槽结构的产品接触不良，则开关在动作过程中的振动会造成含总线插槽结构的产品接触不良， 导致设备失灵。导致设备失灵。 电气化铁道微机监控技术 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 结构分布式结构分布式RTURTU的另一个的另一个显著优点显著优点在于其很容易将在于其很容易将 微机保护和监控功能合二为一微机保护和监控功能合二为一，成为集成化的产品，成为集成化的产品， 甚至可包含防误闭锁等功能，非常有利于实现甚至可包含防误闭锁等功能，非常有利于实现变电变电 所综合自动化所综合自动化。 但是，在一个但是，在一个RTURTU单元模块当中，单元模块当中，保护部分和监控部保护部分和监控

54、部 分仍应明显分开分仍应明显分开，分别采用独立的微处理器。尽管，分别采用独立的微处理器。尽管 目前我国电力系统的管理模式是将远动人员和保护目前我国电力系统的管理模式是将远动人员和保护 人员分为两组，采用二合一的人员分为两组，采用二合一的RTURTU单元模块会带来单元模块会带来 一些问题，但随着技术和管理的进步，采用结构分一些问题，但随着技术和管理的进步，采用结构分 布式布式RTURTU将是将是RTURTU发展的趋势之一。发展的趋势之一。 电气化铁道微机监控技术 1#主变保护 监控单元 1#主变后备 保护单元 2#主变保护 监控单元 2#主变后备 保护单元 10kV甲线路 保护监控单元 10kV

55、乙线路 保护监控单元 10kV丙线路 保护监控单元 10kV丁线路 保护监控单元 10kV联络 保护监控单元 补偿电容器 保护监控单元 集中转发单元 或当地功能 LON WORKS现场总线 Modem U, I, P, Q 开关位置, 保护信号 遥控开关合闸/分闸 一种典型的结构分布式一种典型的结构分布式RTURTU 三、远动执行端三、远动执行端(RTU)的分类的分类 电气化铁道微机监控技术 远动执行端的功能远动执行端的功能 远动执行端的硬件构成远动执行端的硬件构成 远动执行端的软件结构远动执行端的软件结构 电气化铁道微机监控技术 远动远动RTU的硬件构成的硬件构成 包括包括：处理器：处理器C

56、PU，只读存储器，只读存储器ROM，随机存储器，随机存储器 RAM，定时器，中断管理及串、并接口和外围电路等，定时器，中断管理及串、并接口和外围电路等。 电气化铁道微机监控技术 远动远动RTU的硬件构成的硬件构成 模板模板包括包括：CPU板，系统支持板，键盘显示板，开板，系统支持板，键盘显示板，开 关量输入板，关量输入板，A/D板，通信板，控制输出板。板，通信板，控制输出板。 电气化铁道微机监控技术 远动远动RTU的硬件构成的硬件构成 子系统包括包括：控制处理子系统、遥控输出子系统、：控制处理子系统、遥控输出子系统、 遥信输入子系统、模拟量输入接口、电度量输入接口、遥信输入子系统、模拟量输入接

57、口、电度量输入接口、 故障点参数接口、通信接口子系统、电源子系统等。故障点参数接口、通信接口子系统、电源子系统等。 1.控制处理子系统控制处理子系统： 采用字长不低于采用字长不低于16位的工业控制用微处理器，并配有足够位的工业控制用微处理器，并配有足够 的内存容量及实时数据采集、管理软件和相应数据库。实现对的内存容量及实时数据采集、管理软件和相应数据库。实现对 各各I/O模块的实时管理及数据处理。模块的实时管理及数据处理。 电气化铁道微机监控技术 2. 2. 遥控输出子系统遥控输出子系统： 接收控制输出命令并通过遥控出口继电器执行，直接与被接收控制输出命令并通过遥控出口继电器执行，直接与被 控

58、站配电盘接口。输出接口界面采取光电隔离措施，并对控制控站配电盘接口。输出接口界面采取光电隔离措施，并对控制 输出接口进行监测。输出接口进行监测。 3. 3. 遥信输入子系统遥信输入子系统： 与配电盘直接接口，采集来自现场监视对象的实时状态信与配电盘直接接口，采集来自现场监视对象的实时状态信 息，包括位置遥信和非位置遥信。遥信输入采用无源接点方式。息，包括位置遥信和非位置遥信。遥信输入采用无源接点方式。 输入接口界面采取光电隔离措施，即防止监视对象接点抖动干输入接口界面采取光电隔离措施，即防止监视对象接点抖动干 扰。扰。 电气化铁道微机监控技术 4. 4. 模拟量输入接口模拟量输入接口： 用于遥

59、测，接收来自模拟量变送器设备的信息，核心设备用于遥测，接收来自模拟量变送器设备的信息，核心设备 A/DA/D转换板可采用智能版。模拟量输入可采用电流型或电压型。转换板可采用智能版。模拟量输入可采用电流型或电压型。 输入接口界面采取一定的抗干扰及隔离措施。输入接口界面采取一定的抗干扰及隔离措施。 5. 5. 电度量输入接口电度量输入接口： 接收来自电度量变送器设备的信息，用于电度测量。输入接收来自电度量变送器设备的信息，用于电度测量。输入 接口界面也要采取一定的抗干扰及隔离措施。接口界面也要采取一定的抗干扰及隔离措施。 6. 6. 故障点参数接口故障点参数接口： 接收来自故障点标定设备（故测仪）的信息，向该设备传接收来自故障点标定设备（故测仪）的信息，向该设备传 送有关控制信息。接口方式采用送有关控制信息。接口方式采用RS232RS232串行接口或并行数据接口。串行接口或并行数据接口。 电气化铁道微机监控技术 7. 7. 通信