自动化系统论文模板(10篇)

时间:2023-03-23 15:22:16

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇自动化系统论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

自动化系统论文

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2后台监控系统设计

CBZ8000自动化系统支持WindowsXP操作系统,利用SQLServer2000构造数据库,基于VisualBasic语言编制程序。实现无人值守自动化模型,需要得到正确的网络拓扑连接,实现系统实时分析。上述算法即为网络拓扑连通性的验证,网络节点矩阵自动生成可以大大降低计算工作量。进入监控系统前要完成登陆,系统设计时一定要根据不同的用户组设置不同的权限,进入登陆系统后就可以查询各个子系统的状态,还可以查看整个变电站的运行数据(见图3)。监控系统还可以查看变压器和进线的调度,如感性有功电度、感性无功电度、容性有功电度、容性无功电度等。变电站出现故障后,会弹出报警界面,同时记录下超限值和发生故障的时间,工作人员需要查看上边的提示,通过保护装置进行操作。本设计采用的终端设备是WYD—800系列RTU,由测控设备完成初始数据采集和预处理,经以太网由终端设备传输到集控站。较以往系统相比,本次设计中改进了微机五防操作系统,主机可以基于规则库中的数据对实际数据进行逻辑对比,并生成相应的操作程序。操作票专家系统设置了5种开票方式:图形开票、专家库开票、调用典型票、手工开票、历史操作票。

3遥视系统设计及测试

现有变电站一般都具有四遥系统,本设计在这个基础上增加了遥视系统,即远程视频监控系统。此系统可以实现以下功能:监控35kV变电站变压器和主要设备情况;对周围环境进行监控并实现消防系统报警;对门禁情况进行中心控制;辅助电力生产减少工作量。变电站遥视系统设备主要有:可控摄像机、烟雾传感器、红外传感器、电源、计算机、交换机、服务器等(见图4)[6]。中心监控服务器是本系统的核心,承担着工作人员与前端设备联络的任务,其可以实现服务器模块管理、监控系统设置、身份认证、权限管理、视频设备管理、镜头分组、报警和联动、中心录像、数据检索、电子地图等功能。遥视系统应用时,工作人员可以在集控站对变电站受控设备进行远程巡视,实现无人值守变电站的自动控制功能,并结合视频监控系统和图像监视系统提供的数据,远程控制现场球形摄像机(见表1)。

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2、配网自动化通信系统建设的原则

配网自动化通信系统在实际建设的过程中,应注意通信系统的可行性、拓展性以及先进性,同时也需要结合实际情况,采取一些较为灵活的手段来进行建设,保证它的功效性。具体可有如下几点:

2.1整体规划、循序渐进。对整个配电网自动化通信系统做出整体规划,按照地区、电压等级等逐步推进,最终实现全面覆盖,实施过程中注意与远期工程的衔接、及采购设备时做到不同厂家间设备的兼容性。

2.2重点突出、经济建设。根据实际情况及重要程度,选取已有设备条件及通信网络现状比较好区域,按照“遥信、遥测、遥控”三遥功能建设。依此类推,把整个配电网自动化系统建设成为一个真正实用,避免重复建设的功能性系统。

2.3因地制宜、灵活选择各种通信手段。下面介绍几种通信方式。

2.3.1无线通信,需要租用网络运营商的无线网络,将站端采集到的数据传至网络运营商的后台系统,再通过专线和配网自动化系统进行互联,实现业务接入。这种通信方式具有投资少、见效快等优点,但是无线通信往往受天气、地形等的影响,信号不稳定、安全性差,所以适用于“遥信、遥测”功能的使用。

2.3.2电力线载波通信是在站端将原始信息调制为高频信号,并通过耦合器耦合至输电线路,利用输电线路作为传输媒介传送到接收端,接收端通过耦合器将载波从强电电流中分离出来,然后解调出原始信息并传送到接收端。该通信方式带宽有限,基本上可以满足“遥信、遥测”、或者仅是“遥信”功能的使用。

2.3.3光纤通信是以光波作为信息载体,以光导纤维作为传输介质的通信方式。它具有传输速度快、可靠性高、组网方式灵活等优点,但是成本较高。该通信方式可以满足“遥信、遥测、遥控”功能。在通信系统的建设过程中,应当根据当地的具体环境选择不同的通信方式相结合的手段。应首选光纤通信,如在主干通道、主站间、主站与配电终端间,无法铺设光纤的地方及配电终端之间可以灵活选择电力线载波和无线通信方式。

3、配网自动化通信系统的规划

通信系统在整个电力系统的运行过程中占据着极其重要的地位,它是主站系统与配网终端设备联接的纽带,主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配网自动化的功能。由于整个电网的一次设备多数已经建成,因此在通信系统规划过程中,应该通过重点建设配网终端设备的通信功能。配网终端设备主要功能有以下几点:①配网馈线运行状态监测;②馈线开关远方控制操作;③馈线过负荷时系统切换并重新优化配置(网络重构);④监测并进行故障识别、隔离、恢复供电。为实现配网终端设备的功能,它们与主站及彼此之间的通信必不可少。最终它们需要将采集到的各种信息,通过通信网络实时传至主站端,为调度运行工作人员正确做出各项指令提供可靠依据。由此可见,配网终端设备的通信功能是实现配网自动化的基础,在实际的工作过程中发挥着举足轻重的作用,重点建设终端设备的通信功能是明智的。

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工业自动化是指在工业生产过程中通过对参数的控制,尽量减少人的直接参与,这样不仅可以大大降低劳动力,还能高效的完成成品的预测和生产。可以说工业自动化是未来工业生产的发展趋势和必经之路。因此在这整个期间,控制将成为工业自动化及其重要的一项内容。如何将机器设备和生产过程控制的恰到好处将会成为我们当今研究的一大热门话题。当然生产过程控制的是否得当也同样直接影响到产品的加工质量和产生在控制过程中对资金的投入等一系列问题。通常我们将工业自动化系统分为:控制开关量的逻辑控制系统、控制慢连续量的过程控制系统、控制快连续量的运动控制系统三大类。这三类往往存于一体,但是互不相关,如何将这几类系统加以协调,将成为科学家研究的热点话题。如今,随着PLC的快速发展,PLC将成为实现这一愿望和解决这一难题的物质基础和保证。下面我们对这三类控制系统进行详细的介绍,并分析其未来的发展前景。(1)控制开关量的逻辑控制系统:通常我们把控制开关量的逻辑控制系统按照结构划分为开环和闭环两种控制方式。我们根据是否需要返回信号来判断使用哪种方式来进行控制,同时控制开关量的逻辑控制系统按照逻辑控制还可以大致划分成时间程序式、基本逻辑式、和步进式三种控制方式。其中时间程序式是指根据预先设定的时间顺序对每一程序都有严格的固定时间。基本逻辑式是指运用基本的“与”“或“”非”门。当输入信号满足对应的逻辑关系时,相应的输出信号也成立。而步进式指的是整个控制电路分成若干程序步电路,任意时刻下只能有一个程序步的工作。三种方式各具特点,在不同领域用途广泛。PLC最开始是通过模仿继电器的工作原理发展起来的,控制开关量的逻辑控制系统最开始应用于汽车的制造业,(2)慢连续量的过程控制系统:由于在过去的编程控制中,其运用的范围主要具有离散性、点式控制,在连续控制的方面还是有着一定的局限性。随着PLC技术的不断发展,过程的连续性成为了一种可能,传统的可编可控制器也将会被取代。(3)运动的条件下保持较高的精准性。控制快连续量的运动控制系统正好做到了这一点,由于控制快连续量的运动控制系统的编程控制器能够实现运动过程的准确监控,从而就能够控制快连续量的运动控制系统:在企业的生产过程中永远一直处于一种流动过程,在整个过程之中我们要保证过程的控制在让生产过程实现对不同生产过程的流动控制,大大加快了数据的处理速度,效率也是十分明显。当今PLC的快速发展将另一种控制系统推向主导地位,那就是多级分布控制系统,它目前已经逐渐成为工业自动化系统的核心力量,它将上述的逻辑控制、运动控制和过程控制结合在一起,接入同一个网络之中,能够极大的方便对底层现场、中间生产过程的监督和检测和对上层的管理,它是由多台计算机在生产过程控制多个回路,并且集中获取数据、处理、控制,是生产中比较完善的管理系统,这种控制方式改善了系统的可靠性。每一等级有各自的控制回路,因此当一个回路有障碍时不会影响全局,使其机构更加灵活。多级分布控制系统历史现状和发展趋势:近几年来火电厂和各大工厂不断提出了适合自己的监控信息系统,多级分布控制系统为工厂管理层提供了真实可靠的数据,同时为市场运作的企业提供精准的科学指标。

3、PLC的网络通信未来的发展趋势

单从PLC角度上来讲,未来的PLC应该具备以下几个特点:1、未来的PLC从外观上应该具有小型化、模块化、集成化。2、PLC的性能上会更加稳定,更加牢靠,运算的速度更快,内存更大。3、技术编程上更加简单,容易快速掌握,具有更加宽广的平台。4、为了完成更加复杂的工作,在汇编语言方面会更加直观,操作更加方便。5、为了实现扫描的速度和控制的精度,PLC在未来I/O模块也会朝着智能化专业化方向发展。6、PLC应用领域也将会不断广泛,促进各个行业的快速发展。未来PLC通信在工业中将越来越重要,在工业的各个领域应用将越来越广泛,PLC网络1、通信方面将通讯速度将会有大幅度的提高。2、在通讯上将会实现开发化和无线化,这样用户可以不需要亲自到现场就可以提高Internet浏览器可以随时查看CPU的状态,简化了信息的采集。3、可用PLC构成网络,实现屏幕显示在线采集,记录保持及打印功能。同时多台PLC之间的通信、主机与远程I/O口、PLC与其他的智能控制设备,它们可以组成分布式的控制系统,来实现自动控制,极大了提高了产品的生产效率。

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加强对档案信息自动化系统管理的目的在于开发应用,离开推进应用水平的提高,就脱离了实际。加强管理的指导思想,一是要积极进取,开拓创新,争取条件采用先进技术;二是要充分掌握系统的综合性、系统性、统一性,统筹兼顾,全面安排,调动各方面的积极性;三是要从现实出发,循序渐进。如何提高应用水平,需要深入考察与自动化系统相关的诸多方面的情况及变化趋势,分析存在的问题,寻求解决的途径。本文试从经常遇到的几个问题,阐述个人的一些看法。

一、推进自动化,必须提高档案标准化、规范化水平

目前,档案信息自动化系统的现状是档案标准化、规范化滞后和应用软件多乱,这些都严重影响了系统整体水平的提高。目前系统的主要矛盾不是硬件设备的缺乏,而是硬件的功能并没有充分发挥。笔者认为对这一问题取得共识是系统建设思想上的一次飞跃,它使我们的观察视野从计算机系统扩大到整个档案信息管理。这一认识上的转变给我们的启示是:档案信息自动化的内涵包括档案工作的各个方面和各个环节,其中首要的是档案业务要规范,档案标准要建立健全和真正实施。档案标准和规范本身也是一个系统工程,要推进档案自动化建设,必须抓好档案标准化、规范化,掌握好两者相辅相成、互相促进的辩证关系。

二、自动化建设要着眼于提高系统的整体水平

根据系统论思想和集成化要求,档案信息自动化建设的着眼点应是整个系统,组成系统的纵向和横向的各个节点都应达到一定水平,并通过网络加以联通,这样才能发挥整体优势,提高系统的综合能力。部分节点甚至一个重要节点的障碍,都可能造成系统的梗阻。当然,要求每个节点的装备水平和应用能力齐头并进是不现实的,不可能“齐步走”。鼓励和支持先进单位提高水平,在一些单位进行较高水平的试点,以取得值得推广的经验,对整个系统是有利的,但其基本出发点应是为了提高系统的整体水平,只有少数先进的节点不可能组成先进的系统。

三、有重点地抓好数据库建设

目前档案信息自动化系统从总体上看仍处于由文件处理向信息管理系统的过渡阶段,完成这一步的关键在于数据库建设。开发和建设数据库系统是国家档案信息工程的核心和基础,是工程的主体。数据库的含义是依托先进的信息技术对资料进行科学的管理和方便的使用。建立数据库系统是一项长期的任务,要经过由低到高、由单个到群体的循序渐进过程。经过试点,数据库经验中最主要的有:领导重视,统一认识,坚持计算机技术人员同档案业务人员协同配合;面向应用,建立“活库”,以利用频率和使用效率考核数据库的“活性”;突出重点,由单一库向系统库发展等。当前若能把综合数据库的完善提高和各单位档案目录库建立起来,通过网络联接形成开放的分步式数据库群,将使自动化系统效率大大提高一步。

四、慎重选定技术路线

信息技术的飞速发展成为当代技术革命的主要特征。目前,对我国档案信息自动化工程影响最大的技术是微机工作站、服务器性能的提高,网络技术的成熟及数据库技术和应用软件开发工具的发展。网络技术的发展促使局域网、广域网以及信息高速公路的建设和开通。在信息技术发展日新月异的条件下,选择档案信息自动化系统的技术路线是十分重要的,应当推行适应的先进技术,使经济效益的合理性和技术的先进性相统一,技术路线的选择要符合我们的实际。档案部门对先进技术的潜在需求很大,但现实的需求又往往跟不上,宏观监测需要的信息量和使用频率同微观经济需求有很大差别,因此不断发生买了设备不能充分利用,建了网络而传输量很少的情况。要实事求是地分析现状,充分考虑先进技术的发展,再进行每一项具体的决策。

五、实事求是地改进管理体制

集中统一是管理任何社会化大生产所必需的方式,信息自动化这一高新技术系统也不例外。人机结合是自动化系统的建设方针,其含义为档案业务人员直接使用微机开展工作,这亦是研究自动化系统管理时必须考虑的原则之一。档案信息自动化系统的管理体制,要能使高度集中管理和方便使用相结合。目前我国档案信息自动化系统的管理体制,同时存在集中统一管理不力和使用不方便的问题,主要方面是集中统一管理不力,这同我国档案工作是在各专业基础上发展起来的和系统建设从“微机起步”有关。应下决心解决分散现象,从管理制度上保证业务技术规范、标准,硬软件的选用,上下各个层次和各专业办公自动化等都应纳入统一的档案信息自动化系统管理之中,实行集中统一管理,不能各行其是自建系统,造成信息分割和资源浪费。也要下决心解决方便使用的问题,如长期将档案部门的“硬任务”集中于一个部门,在档案部门这一信息系统之内再组建一个“档案信息系统”,就很难提高档案工作整体水平。建立集中统一管理下的分散式系统,是较理想的模式,但这种高技术结构,必须有较强的管理能力和技术能力,不具备这些条件,从集中向分散过渡,反倒有可能退回到分散式。

六、充分发挥系统建设资金的使用效益

档案自动化系统建设是档案部门投资最大的项目,在资金筹集和管理使用方面,较好的做法是多渠道筹措资金,实行中央拨款、地方拨款、单位自筹和争取外援相结合,资金使用上做到按项目管理,进行项目论证并跟踪考核。目前存在的主要问题之一是没有在国家和地方财政长期建设发展计划中立项,档案信息自动化项目资金大多通过领导特批解决,为此耗费了各级档案部门领导很大精力。“九五”建设规划被国家经济信息化联席会议作为国家经济信息化优先发展的重要工作之一,定名为“金信工程”,为档案信息自动化系统列入国民经济和社会发展计划打下了良好基础,但要落到实处,还有许多工作要做,各地也应及早积极争取。存在的问题之二是在资金管理上不够科学合理,有分散和浪费现象。如有的项目因各种原因不能充分发挥应有作用,这都有待于今后注意改进。

七、重视人才管理

推进档案信息自动化的关键是人才。加强培养教育,造就一大批复合型人才的重要性,已被广泛关注。档案信息自动化系统的骨干力量是计算机技术队伍,其素质水平直接影响自动化水平的提高。当前有些单位的队伍不稳,有人才流失现象。计算机技术人员的培养教育和管理是一个重要课题,要有针对性地对他们进行政治思想教育,培育其事业心和奉献精神;有计划组织进修,掌握信息技术的新知识;在工作条件和生活待遇上给予关心和照顾,解除其后顾之忧;研究专门人才成长和流动的规律,以形成最佳人才结构等方面都需要给予重视。在管理上,还需要研究如何增强计算机机构和人员的活力,例如

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1软件开发平台的选择

LotusNotes是一个基于各部门协同工作的工作平台,有强大的通信和信息管理功能,保密性强,有良好的扩充能力,且通过了美国C2级安全认证,因此我们选择LotusNotes作为开发平台。

2管理层次结构

2.1系统层次结构

层次结构是一个物理模型,它体现实际机构设置。肇庆电力工业局办公系统是一个整体,其中局本部和各县局分别是一个管理子系统,整个层次结构共分4级,即肇庆电力工业局办公自动化系统、子系统、工作部门、工作人员。

2.2管理层次

管理层次、机构设置是一个单位工作的基础。一般管理层次是指上下级管理层次,不同级别的科室向上级负责并管理下级。在实际工作中一些科室的任务突破了行政隶属的关系,它会成为某种信息的枢纽,从某些方面对其它平级科室进行管理,如局办公室,在全局日常工作中它是一个工作信息的枢纽,对全局日常工作起协调作用。

工作部门负责具体工作,是办公系统的基础信息点。一个工作部门由工作组成工作人员组成,任何一个工作人员或工作组的请示、汇报都必须通过工作部门领导上报局领导或其它工作部门,上级的指示、各种文件也要通过工作部门传达到工作人员。

职能部门也是一个工作部门,只不过在某项职能上有特殊地位。职能部门的另一个特征是它有信息转贮的功能,职能部门负责收集与自己职能有关的各种文件、请示、报告、报表,并上报局领导及有关部门,同时将文件、上级领导的指标等转发给有关单位。每个职能部门都有档案库,用来存储有关资料。

整个系统管理层次分四级,局领导是管理工作的最高层,局领导通过职能部门管理工作部门,工作部门将具体任务下达给工作组或工作人员。

3数据形式

办公自动化系统中流动力和存储的数据主要是文档数据和图形数据。文档数据以MICROSOFTWORD、EXCEL等外部格式存储,与其它系统接口数据采用纯文本方式。图形文件(如上级发文)采用扫描压缩方式存储。

参与流通的数据有发下几种形式:

a)传阅型。传递给有关人员阅读并提出意见,然后返回发文单位,存档。主要指有文号的正式文件、综合信息报表。

b)阅办型。有关人员阅读后交给经办人,经办人需把办理结果返回发文单位存档。主要指有文号的正式文件并有催办要求。

c)公告型。同时给有关人员如通知、公告、参考资料等,可有答复也可没有。

d)请示、审批。发文人要达到某种目的需要各级领导批准。发文人可以指定一个或多个审批人,审批人可另行指定下一个审批人。审批完成后返回发文人存档。

e)私人信件。所有人员与人员之间的邮件,可回复也可不回复。

f)共享信息。使有权限的人在公用档案库、资料库及INTERNET上查询有关资料。

4工作界面及功能模块

系统设置两组模块(见图1)。工作模块是以个人常规工作为主要目的的模块,系统中每个人都有一组工作模块用以处理个人的工作;职能模块是职能部门处理职能工作的模块。

4.1主要工作模块

4.1.1请示、审批

所有需要向上级请示或汇报的文档由这个模块撰写和发出。文件来源可以是由WORD、EXCEL撰写的,也可以是从其它邮件上转来的。请示表格有以下内容:

a)审请发文。填写发文稿纸,指明会办单位,撰写文件内容,然后发给办公室。审请发文被批准或不批准时应有回复给审请人。

b)请示。填写请示承办登记表和请示内容,确定审批人员,可以一个也可以多个或由审批人确定下一个审批人。请示被批准或否决后,审批结果应转发给申请人,并存档、实施。各种需要转发的请示先在待办事宜里出现,由请示、审批模块处理,批复后转给申请人员。如果要请示的人不在,则系统会提示你是否还要发出请示,可以发出后等审批人回来处理或改变审批人。如果审批流程中有第二审批人,当第一审批人在审批时间内未批复时则自动转到第二审批人。系统中所有审批流程都有这个功能。图2是审批流程图。

4.1.2统计、报表

所有需要向上级上报的统计结果和综合信息报表由这个模块撰写和发出。文件来源可以是由其他数据库提取,也可以用WORD、BXCEL编写,或从其它邮件上转来。报表上报给有关部门后,各部门应有回复。

所有发出的文件及回复都能在个人资料库中存档。如果报表文件是一般工作人员起草的,必须给工作部门领导修改后再上报。

4.1.3资料查询

可以用这个模块查询局档案室的文件。正式公文只能查阅目录,选定文件后需向职能部门提出借阅申请,批准后方可查看内容。参考资料可随时查看、复制。

4.2主要职能模块

4.2.1收文

收文是指外部来文。文件收到后由收文管理模块进行登记和将文件用扫描仪录入计算机,并确定传阅流程和传阅人员,需要办理的还要确定承办人员。文件传阅后和承办人办理后,连同传阅意见和办理结果返回收文模块,由收文模块转去归档模块归档。文件发出后可在收文模块中看到文件流通的情况。收文流程见图3。

4.2.2发文

发文是指局内一个文件由起草到发出的过程。起草文件的是一个工作部门,起草文件先发到职能部门,职能部门在待办事宜中看到这个发文要求后,转给职能部门领导核稿并决定会办单位。会办单位意见返回后,再转至职能部门领导综合,综合定稿后转给局长签发。局长签发后由机要室登记、编文号、存档并发文。文件发给各工作部门后由各部门存档。发文流程见图4。

4.2.3归档

文件归档的主要工作是将需要归档的文件分类、设置保密等级并存入档案室。档案室是一个模拟档案管理的数据库,用于存放文件、参考资料等供查询信息。任何人都可查询档案室,但除参考资料外都只能看到目录,要查看文件需要请示借阅,批准后方可查看。

5安全性

5.1权限

办公系统有严格的权限规定,权限分人员权限和文件权限。人员权限由层次化结构决定,不同层次下的人员要进行通信必须通过上一层结构的身份验证和周转。文件权限分数据库权限和文件权限。数据库有一个存取控制表,建立时即可确定存取人员。一个文档的存取权限分作者、读者和编辑者。在一份请示报告中撰写人是作者,审批人是编辑者,而其他人为读者。办公系统中的所有数据库、文档都有严格的存取权限限制。

5.2时效性

可以为文档规定流通时间和存在时间,如一项审批要求在限定时间内答复,如不答复则系统会自动发催办通知。文件在失效后自行删除,如召开会议通知在会议召开后自行删除。

5.3保密性

系统对所有以个人身份发出的信息,包括电子签名等都进行验证。一个文档没有给某个读者权限时,他是无法阅读的。

6结束语

该系统目前已正式投入运行。结合肇庆电力工业局的实际情况,软件设计方面基本做到了实用性与通用性的良好结合,开发了与其它系统的接口界面,使肇庆电力工业局的信息管理水平在办公自动化系统(OA)这个信息传输枢纽的推动下上了一个新的台阶。

参考文献

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在当今的信息化时代中,数字化也越来越为人们所重视。数字化技术主要体现以下几个方面的特性:首先,数字化是数字计算机的基础,并且数字化是软件技术的基础,是智能技术的基础;其次,数字化是多媒体技术的基础,它为信息社会提供了基础。数字化变电站就是使变电站的所有信息采集,传输,处理,输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息,并建立与之相适应的通信网络和系统。它的基本特征体现在设备智能化,通信网络化模型和通信协议统一化,运行管理自动化等方面。我国首座数字化变电站-翠峰变电站位于1998年3月3日建成投产,并于2006年3月27日改造为全数字化变电站正式投入运行。经过7个月的投产运行.各种数据采集、传输准确无误.运行平稳、安全、可靠.在全国处于领先地位.并达到国际先进水平.

1.数字化变电站的技术特点和应用

1.1一次设备的智能化

一次设备中被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路都采用微处理器和光电技术的设计,这使常规机电式继电器及控制回路的结构简化了,传统的导线连接被数字程控器及数字公共信号网络所取代。可编程控制器代替了变电站二次回路中常规的继电器和其逻辑回路,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

1.2二次设备的网络化

变电站中常规的二次设备:故障录波装置、继电保护装置、电压无功控制、量控制装置、远动装置、同期操作装置、在线状态检测装置等,都是基于标准化、模块化的微处理机技术而设计制造,设备之间的通信连接全部采用高速的网络,二次设备通过网络真正地实现了数据、资源的共享。

1.3自动运行的管理系统

变电站运行管理系统的自动化包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化、自动化;变电站运行发生故障时,并且能够及时地提供故障分析报告,指出故障原因及相应的处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告。

要想在变电站内一次电气设备与二次电子装置均实现数字化通信,并具有全站统一的数据建模及数据通信平台,在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。在一、二次设备之间同样实现全数字化通信,如果变电站内智能装置的数量急剧增加,全站智能装置必须采用统一的数据建模及数据通信平台,才能实现互操作性.

2.数字化变电站自动化系统的结构

数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为智能化的一次设备和网络化的二次备。在逻辑结构上分为三个层次:"过程层"、"间隔层"、"站控层"。各层次内部和层次之间采用高速网络通信。

过程层的典型设备有远方I/O、智能传感器和执行器,主要完成开关量和模拟量的采集以及控制命令的发送等与一次设备相关的功能。间隔层设备的主要功能包括汇总本间隔过程层实时数据信息,实施对一次设备保护控制功能,实施本间隔操作闭锁功能。实施操作同期及其他控制功能。站控层的主要功能包括通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库、按既定协约将有关数据信息送往调度或控制中心、接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行。

过程层与间隔层之间基于交换式以太网的串行通信方式在标准中称为过程总线通信,间隔层与变电站层之间串行通信方式称为站级总线通信。

3.数字化变电站技术中存在的问题

数字化变电站自动化系统的研究目前尚处于起步阶段,大部分精力集中在过程层方面,例如智能化开关设备,光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。目前存在着许多问题:首先,研究开发过程中专业协作需要加强,比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关。其次,材料器件方面的缺陷及改进。并且试验设备、测试方法、检验标准,特别是电磁干扰与兼容控制与试验还是薄弱环节。

4.数字化变电站的未来发展

数字化变电站技术的发展将会是个长期的过程,需要考虑与目前常规变电站技术的兼容性。

4.1过程层常规设备接入方案

过程层常规设备主要指互感器和断路器设备,具体应用就是采取非常规互感器技术和智能断路器技术,或智能断路器控制器技术,常规设备的接入方式主要有三种基本模式:常规互感器和常规断路器;常规互感器和智能断路器;非常规互感器和常规断路器。

4.2过程总线方案

在第二阶段中前面控制和测量数据的分离通信系统将合并到一起,控制和测量数据的合并减少了间隔接线的复杂性,但间隔层IED设备需要两个以太网口分别与过程总线和变电站总线连接。由于传送了来自合并单元的数字化电气量测系统的瞬时值,此种通信方式比第一阶段中的通信方式更快。出于这个原因将使用100Mbit/s以太网,通过过程总线保护装置的跳闸命令被发送到断路器。

4.3过程总线和站总线合并方案

由于第一,第二阶段中过程总线和变电站总线都使用了基于MMS应用层通信堆栈的以太网,和以太网的不断发展,使得变电总线联接构成一个通信网。并且不会影响变电站内部站的通信。

5.结束语

文章论述了数字化变电站综合自动化系统的特征、结构及其发展。数字化变电站自动化是一个系统工程,要实现全部数字化变电站自动化的功能,还有许多技术问题需要攻关解决,基于智能断路器技术的成熟度实现信息采集、处理、传输、从交流量的采集到断路器操作的全数字化应用;通过变电站总线与过程层总线的集成,实现数字化变电站集成型自动化的应用。

数字化变电站技术发展过程中可以实现对常规变电站技术的兼容,这意味着数字化变电站应用技术的发展可以建立在现有变电站自动化技术的基础上实现应用上的平稳发展和逐步突破,使新技术的应用能有机地结合电网的发展,未来在数字化变电站应用技术成熟的基础上将标志着新代数字化电网的实现。

参考文献

[1]周长久.国内领先的数字变电站技术[J].云南电业.2006,11:7.

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1,控制、维护、管理三个技术领域发展极不平衡。

控制领域的自动化与信息化的发展相对最早,但是现有的管理自动化系统大多只处理财务管理、人事管理、物料管理等,很少涉及技术管理。维护领域的自动化与信息化发展时间最晚,目前只停留在计划维修和事后维修阶段,也即只处于手工化阶段。只是在90年代中期以来,国外才开始研究状态维修、预知维修、远程维修等技术,而在我国,则仅处于开始阶段。

2,控制、维护、管理三个技术领域互相分离。

即组织结构上三者属三个不同的部门,信息互不交流或很少交流,决策互不联系。实际上,各个领域的决策均有赖于其他两个领域的状况及信息。显然,三个领域相互分离是不合理的。

3,环境问题。

做任何事情都必须付出代价,同样水电工程也是如此,因此一些水力工程导致的环境问题可以归纳为以下两方面:(1)自然环境方面,工程兴建,对水文条件的改变,对水域床底形态的冲淤变化,对水质、小气候、地震、土壤和地下水的影响,对动植物、对水域中细菌藻类、对鱼类及其水生物的影响,对景观和上、中、下游及河口的影响等。

(2)社会环境方面,工程兴建对人口迁移,土地利用,人群的健康和文物古迹的影响以及因防洪、发电、航运、灌溉、旅游等产生的环境效益等。

二,解决水力发电自动化系统问题的一些建议

水力发电过程自动化的发展趋势正沿着为解决上述几个问题的方向发展,即一方面将控制、维护、管理三个领域提高到同一个智能化、信息化、自动化的水平;另一方面将三者集成为一个统一的信息系统,即智能控制-维护-管理集成系统。最后还要关注环境问题使得水力工程系统得到综合的最优利用:

1,集成化

集成化包括以下几层含义。功能集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后,随着生产技术的发展,还可能把更多的功能集成起来。

目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标,使企业整体最优、整体效益最大。

信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统。自然,在一个信息集成系统中,必须保证信息的统一性、协同性、互操作性,妥善解决信息的矛盾与冲突。

系统集成即从硬件角度而言,系统能根据本身需要,集各家之所长,采用不同供货商的产品,自然,这里要解决不同设备的互操作性问题;从软件角度而言,采用用户友好的基于图形的可视化组态软件构筑系统,既可用于仿真,亦可用于实时应用软件。

2,智能化

为使系统达到上述的目标,必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度,即要实现检测智能化、操作智能化、决策智能化。所谓智能化,即整个系统、各个领域(控制、维护、管理)、与生产过程直接相连的检测装置、执行装置等,均具有目标分析、状态及故障分析、行为及态势分析、决策分析的能力。

3,分布化

在一个庞大的集成系统中,部署分布必须合理,包括任务分布化、智能分布化。集成与分布相结合才能使各个部分尽职尽责、保质保量、安全可靠,整个系统分工明确、信息互通、运行有序,从而使整个系统在整体上获得最优的性能(质量)、可靠性(可利用率)和效益(经济效益和社会效益)。

4,开放性

开放性包括如下几重含义:一个系统能博采众长,即选用不同供货单位且性能/价格比最合理的设备;根据发展的需要,在硬件上可以增加新的设备或子系统,在软件上可以增设新的功能,而且后者能与原来的系统构成完整的整体。这样,就大大提高了系统的可利用率,延长了使用周期或寿命。

5,促进水力发电系统的优化调度,实现可持续发展

水力发电自动化系统要结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度,以达到综合效益最优。关键是为了使水力发电自动控制适应水资源的综合利用。例如可以进行:

(1)鱼道设置、大坝对上、下游生物的影响、景观设计等

(2)自动化系统设计从基于DDC的现场自动控制发展到基于数据库的管理中心集散控制,并结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度,以达到综合效益最优。

因此结合具体水利工程进行探讨研究是十分必要的,这样有利于我国水力发电自动化系统的设计与建设。更有利于我国水利工程与环境持续、稳定、健康的发展。因此,在系统规划设计阶段,必须全面了解其对环境影响的各个方面和影响的大小,以便有针对性的对系统进行设计修改并且对环境面临的问题提出防治的措施。

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第一时期是面向功能设计的集中式RTU(远程终端设备,RemoteTerminalUnit)加常规保护模式。在二十世纪八十年代之前,主要采用了RTU为基础的远动装置。事实上,当时的变电站自动化系统能够进行遥测、遥信、遥控、遥调,它是在常规的继电保护及二次接线的基础上,添加了RTU装置。第二时期是面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模,这一时期是在二十世纪九十年代开始的,现场总线和网络技术得到了应用,信息交换可以通过数据通信的方式来实现。第二时期的变电站自动化系统仍然存在着比较多的电缆互联,不具备较强的扩展性。第三时期是在二十世纪九十年代中期开始的面向间隔、面向对象(Object-Oriented)设计的分层分布式结构模式。在科技进步的形势下,出现了按间隔为对象设计保护测控单元,选择了分层分布式的系统结构,从而得到分层分布式自动化系统。在当今时代,国内外的许多知名企业都使用了面向间隔、面向对象(Object-Oriented)设计的分层分布式结构模式。因为使用了非常现代化的计算机信息技术和面向对象的方法,所以,这一时期的变电站自动化系统是配置最为灵活的,并且也具备非常良好的扩展性。

二、当前的变电站综合自动化产品

变电站综合自动化系统的三种主要结构模式是集中式、分布分散式和分布集中式组屏。当前的国内变电站综合自动化产品主要有:

(1)适用于各级变电站的集中配屏式系统。

(2)向智能型发展的变电站综合自动化系统。

(3)开发面向对象的变电站综合自动化系统。

在变电站自动化系统中,监测变电站各项技术指标起着极其重要的作用。状态量、模拟量、脉冲量是变电站监测的主要常量。状态量有隔离开关状态、:变压器分接头位置信号、变电站一次设备状态及断路器状态等。典型模拟量有及频率电流、功率值、线路电压、功率值电压、母线电压等。直流电源电压、所用电电压和功率、变电站室温、变压器油温等。本文根据变电站监测的主要数据通过使用SQL技术,并且综合利用实时控制功能,构建变电站自动化监测系统。

三、信息技术在变电站自动化系统中的应用功能

(1)实时数据采集及处理功能

通过间隔单元,变电站自动化检测系统采集来自CT、PT、配电装置保护、直流系统、所用电系统等生产过程的模拟量、数字量、脉冲量及温度量等,对所采集的输入量进行数字滤波、有效性检查、工程转换、故障判断、信号接点抖动消除、电度计算等加工,从而产生可供使用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等各种实时数据,供数据库更新。

(2)历史数据处理及趋势分析功能

所有的实时数据,电能数据都可选择为历史数据进行记录,历史数据的保留时间是可选的,一般大于两年。对历史数据进行日,月检索,以趋势图的方式显示且进行分析,并可对历史数据记录库的数据进行库操作。对任意历史记录数据进行日,月统计,指明该数据在某日、某月的最大值、最小值及出现的时间。保留告警事件(开关变位、线路越限、电压越限、周波越限)、保留SOE事件,保留时间可以任意选择,最少一年。可以按日、月检索,并可对所有保留的事件进行回放、打印。对历史数据库一年中任意一天的数据进行浏览、回顾打印。历史数据的存取简单方便,可在MIS系统顺利存取。新系统将原由系统的历史数据、事件记录完整地转换过去,以便检索。系统管理人员可以方便地在智能终端在线或离线利用数据库应用程序来重新生成数据库。对于遥控流水记录,指明操作员、操作对象、执行结果等信息。

(3)电能采集及处理功能

能处理RTU脉冲电量、系统积分电量以及通过FAXMODEM接收电量采集终端的电量数据。按每5分钟、15分钟、1小时时段对电能进行累计。对电能任5分钟时段的电能进行检索,修正。对电能的存档数据可曲线、棒图等显示。电能日、月报,显示、打印。按用户具体要求,提供电能分时计费处理。

(4)计算及统计功能

变电站自动化检测系统对实时数据进行统计、分析、计算,例如通过计算产生电压合格率、有功、无功、电流、总负荷、功率因数、电量日/月/年最大值/最小值及时间、日期、负荷率、电能分段累计值、数字输入状态逻辑运算值等,设备正常/异常变位次数并加以区分等,并提供一些标准计算函数,用来产生用户可定义的虚拟测点进行平均值、积分值和其它计算统计。

(5)图形处理功能

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1引言

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuildingAutomationSystem简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。

2楼宇自动化系统的组成与基本功能

建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统,如图所示。一般情况下,这两个子系统宜一同纳入BAS考虑,如将消防与安全防范子系统独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。

建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:

(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停,显示或打印当前运转状态。

(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。

(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。

(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。

(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

(6)能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。

(7)设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。

3楼宇自动化控制系统的原理

楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(Distributedcontrolsystems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。

以下介绍与分布控制系统相关的几个概念。

3.l直接数字控制系统(DDC)

直接数字控制系统(DirectDigitalControl简称DDC)如图2所示。计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据,然后按照一定的规律进行计算,最后发出控制信号,并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。因此DDC系统是一个闭环控制系统,是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。

DDC系统中的计算机直接承担控制任务,因而要求实时性好、可靠性高和适应性强。

3.1.1直接数字控制系统的组成

直接数字控制系统主要由过程输入通道、过程控制计算机、过程输出通道三部分组成。

过程输入通道由模拟量输入和数字量输入两部分组成。模拟量输入通道由变送器、采样开关、放大器、A/D转换器和接口电路组成。其中变送器的作用是将非电量信号变换成标准电信号,可将温度、压力、流量变换成0-10mA或4-20mA的直流电信号,它是通过A/D转换器来实现的。—数字量输入通道由开关触点、光电耦合器和接口电路组成,反映生产过程的通/断状态的触点信号,经过光电耦合器和接口电路变换成数字信号送给计算机。

过程控制计算机直接承担运算和控制任务,首先通过过程输入通道采集被控对象的各种参数信号,再根据预定的控制规律(如PID)进行运算,然后向被控对象发出控制信号,再通过输出通道直接控制调节阀等执行机构。

过程输出通道由模拟量输出和数字量输出两部分组成。前者把计算机输出的数字控制信号转换成模拟电压或电流信号,再经过放大器去驱动调节阀等执行器实现对生产过程的控制。这一部分由接口电路、D/A转换器,放大器和执行器组成。后者把计算机输出的开关信号,经放大器去驱动电磁阀和继电器执行器,它由接口电器、光电耦合器、放大器和执行器组成。

3.1.2直接数字控制系统的基本算法

按照偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制,是连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种基本规律,将PID控制规律离散化并在计算机上实现,可以方便地利用已积累的成熟技术,而且可以在被控对象的数学模型或参数不很清楚的情况下,经过在线整定达到满意的效果。因此,将模拟调节规律离散化的数字PID算法,已被工业过程计算机控制系统普遍采用,成为DDC系统的基本算法。

数字PID控制算法,模拟量调节器的理想PID算式为

式中e(t)——偏差(设定值与实际输出值之差)

u(t)——控制量

Kp——比例放大系数

Ti一积分时间常数

Td——微分时间常数

写成传递函数形式

为了能在计算机上实现,必须将连续形式的微分方程化为离散形式的差分方程。设了为采样周期(与系统时间常数相比,T足够小),k为采样序号(k=0,1,2,……),可用矩形法计算而积以差分代替微分

式中e(k)——第k次采样所得偏差值

e(k-1)——第(k-1)次采样所得偏差值

u(k)——第k时刻的控制量

上式中的采样周期T越小(与系统时间常数比较而言),则被控过程与连续控制过程越接近,又称为“准连续控制”。

3.2分布式控制系统的体系结构

分布式控制系统(DistributedControlSystems简称DCS)20世纪于70年代中期出现并迅速发展起来,它将计算机技术、控制技术、图形显示技术和通信技术汇集于一体,可对分散在现场的设备进行控制,又可方便地集中管理、操作,与以往的控制系统相比,既避免了单台计算机集中控制的不足,又克服了常规仪表人机交互困难的缺点。

分布式控制系统的多台微型计算机取代了集中控制系统的单台计算机,从体系结构上分散了危险性,提高了可靠性。其基本结构功能如图3所示,图中现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来,组成分级分布控制系统。

3.2.1分布式控制系统的数据通信网络

数据通信网络是分布式控制系统的支柱。整个分布式控制系统的结构,实质上是一个网络结构,现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机等都是这个网络上的“节点”,都含有CPU和网络接口,它们都有自己特定的网络地址(节点号),可以通过网络发送和接收数据,网络中的各节点处于平等地位,既能共享资源,又不相互依赖,形成既有统一指挥,又使危险分散的功能结构,网络的架构区具有极大的伸缩性,可扩性很强,可以满足分布式控制系统扩充与升级的需要,十分灵活、方便。

(1)控制网络特点分布式控制系统的通信网络不同于通用计算机网络,与一般的通信网络比较,它有如下特殊要求:①有高可靠性和安全性,要求传递的信息绝对准确、可靠,为此常采用冗余技术、后备措施和自诊断功能。如:控制站采用双CPU板,双I/0板等。②具有良好的实时性。③对环境适应性强。

(2)网络拓扑结构建筑设备自动化系统常用的有总线网和环网,在两种结构中任意两节点通信可直接通过网络进行,各节点处于平等地位。

(3)网络通信协议组成建筑设备自动化系统,必须有一种大家都能接受并且共同遵守的工作语言来实现相互之间的对话,这就是数据通信协议标准。

用于建筑自动化控制网络的BACnet协议由物理层、数据链路层、网络层和应用层组成,或相当于开放系统互联参考模型(OSI)的第一、二、三、七层协议

其中:ARCnet为令牌总线网,数据传输速率为2.5-20bit/s,有良好的实时性。MS/TP是一种主/从令牌传递数据链路层技术,允许使用EIA-485硬件。BACnet实现了不同生产厂家自控系统之间进行通信的技术,即从一个“岛”到另一个“岛”之间进行相互联系的技术。

3.2.2现场总线技术的应用——分布式控制系统的进一步分散化

(1)现场总线概况现场总线(Fieldbus)是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。不同的现场总线遵循的协议不同,接口标准不同,各具特色。现场总线技术具有如下一些特点:①以数字信号取代4-20mA的模拟信号,极大地提高了信号转换的精度和可靠性,因此现场总线具有很高的性能价格比。②现场总线把处于设备现场的智能仪表(智能传感器、智能执行器)连成网络,使控制、报警、趋势分析等功能分散到现场仪表,使控制结构进一步分散化,导致控制系统体系结构的变化。③符合同一现场总线标准的不同厂家的仪表、装置可以联网,实现互操作,不同标准通过网关或路由器也可互联,现场总线控制系统是一个开放式系统。

(2)LonWorks技术

LonWorks是一种完全分布式控制的局部操作网(LocalOperatingNetwork—LON)技术。LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I/O接口电路组成。神经元芯片(Neuronchip)是这种智能节点的核心,它由媒体访问控制处理器、网络处理器和应用处理器组成,这就使得节点既能管理网络通信,又具有控制功能。Neuron芯片方块图。

芯片附有固件,该固件实现LonTalk通信协议和所有的任务调度。LonTalk协议遵循世界标准组织ISO提出的开放式互联参考模型OSI,具有完整的7层协议,管理网络节点的通信,分配节点地址,运行内含的冲突/检测回避算法,控制物理/电气的连接等。

Neuron芯片除了具有控制功能外,还带有媒体访问控制处理器和网络处理器,LonTalk协议固化在芯片的ROM中,使得LonWorks的微型节点无需中心结构的完全分布式控制模式,将控制功能分散到了现场级仪表。

LonWorks网络,可以采用多种通信媒体,如双绞线、电力线、同轴电缆、光缆、无线电、红外线,并且提供与上述多种媒体相适应的收发器,这使得同一网络中的信号可以在不同的媒体之间传输,因而可以根据需要组网,不同媒体之间以路由器进行连接。

LonMark是为了避免众多制造商以不同的含义来解释LonWorks技术,保证不同的产品能够方便地集成一起,以便构成一个真正开放的系统,而制定的一个行业标准。

(3)分布式控制系统的进一步分散化

传统的分布式控制系统在现场控制站这一级依然是一个集中式结构,而现在的分布式控制系统是在原有分布式控制系统的基础上,采用LonWorks现场总线的建筑设备自动化系统发展起来的新系统,标准LAN为原有的分布式控制系统,使用BACnet协议,以利于实现多种供应商的不同类型的子系统之间的通信信息交换,把具有控制功能的各个岛连成一个整体。新增的LonWorks现场总线使用LonTalk协议,把控制功能进一步分散到现场级仪表,标准LAN与现场总线之间的路由器相联。这样BACnet和LonMark两项标准互相补充,互为依托,构成一个完全分散的、真正开放的建筑设备自动化系统。

4楼宇自动化系统设备的发展历史及相关产品简介

楼宇设备自动化系统到目前为止已经历了四代产品:

第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)

BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。

第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)

随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。

第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)

随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块,应用LON现场总线,从分内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于LonWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(LON)。

第四代:网络集成系统(21世纪产品)

随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。

网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。

EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术,实现各个层次的集成,从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。网络集成系统结构图如图7所示。

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一、通信站环境监控系统工程

通信站环境监控系统主要包括机房环境及动力设备监控系统、视频监控系统两部分。电力通信网目前通信站一般都位于变电所内,除了地调中心通信机房有人值班外,其他通信站均为无人值守通信站。实施这些通信站的通信电源乃至整个机房环境监控是很有必要的。

1.1通信机房动力环境监测量范围

1.1.1机房温/湿度。

1.1.2智能动力设备(配电屏、整流设备、蓄电池组)要求采集如下信息:①交流配电:三相交流输入电压、故障告警;交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电:直流母线总电压;直流输出过压/欠压;压限告警。③整流单元:输出总电压、总电流;整流模块故障总告警。④蓄电池组:电池组总电压。⑤载波设备总告警。⑥通信机房消防报警由变电站统一考虑。

1.1.3无通信机房的110kV变电站,动力监测基本要求:①交流配电:三相交流输入电压、故障告警;交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电:直流母线总电压;直流输出过压/欠压;压限告警。③整流单元:输出总电压、总电流;整流模块故障总告警。④蓄电池组:电池组总电压。⑤载波设备总告警。

1.2变电站端监测显示要求上述通信机房动力环境监测信号(遥信、遥测和开关量等)在变电站要求画面显示,告警画面变色闪动、声音告警。声音告警确认后可人工屏蔽。

1.3地调端监测显示要求各供电局所辖的变电站的无人值班通信机房动力环境监测信号要求送到本局调度自动化系统,开通供电局地调端通信中心机房登录Web服务器的权限,以浏览方式监视通信机房动力环境状态,其画面要求具备声、光告警。

1.4省网通信调度监测显示要求220kV及以上变电站通信机房动力环境监测信号要求送到中调调度自动化系统,通信调度员通过登录中调DMIS的Web服务器,浏览各通信机房动力环境状态和告警信息。

1.5通信机房闭路监视要求在通信机房安装摄像头,实现对整个机房的闭路监视。并将监视信号接入变电站闭路监视系统。同时可对异常/事故前状态及异常/事故时的状态进行录像。并将监视信号接入地调监控中心监视系统,由地调监控中心监视。

二、通信机房动力环境监测系统、视频监控系统实施

该系统按功能共分三个子系统:前端信号采集系统、监控子站和监控服务器系统。

2.1前端信号采集系统前端信号采集系统系统主要硬件是红外一体化摄像机、温湿度传感器、交流电压变送器、直流电压变送器组成。

2.2监控子站在通信机房的19”机柜里安装一台硬盘录像机,用于把通信机房内摄像头的模拟信号处理为数字信号通过网络传输,经过协议转换器,转换成E1信号接口,通过河池通信网络传输到监控中心。

2.3监控服务器系统(通过SCADA系统完成)。

2.3.1主站端硬件系统:利用调度中心现有的SCADA数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

2.3.2主站端软件系统:利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。

三、设备主要功能和技术参数

3.1主站端

3.1.1主站端硬件系统:利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

3.1.2主站端软件系统:利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。

3.1.3主站端功能介绍:①以形象直观的图形界面方式实时显示本LSC所辖范围内各基站监控对象的分布状况、工作状态和运行参数。②提供整个监控系统网络构成模拟浏览图,能够快速进入所选择的基站,浏览基站监控信息。③监控系统数据信息的显示可按端局和按设备类别支持多种列表显示方式。④自诊断功能,对监控系统本身设备的故障及时监测并能发出告警。⑤信息打印功能具有:a出现告警立即打印;b根据管理需要定时打印;c屏幕拷贝打印。⑥实时接收各通站动力设备和机房环境的告警信息,具有以下告警功能:a分级告警功能显示;b紧急告警;c重要告警;d一般告警;e告警提示;f告警确认;g告警分类显示;h告警查询。⑦具有统计功能,能生成以下各种统计报表及曲线a日、月、年告警统计表;b日、月、年监测数据统计报表;c每天的设备运行参数或曲线;d监控中心中的告警数据、操作数据和监测数据等能保存一年以上。⑧安全管理功能:a用户和用户组管理功能,这些功能包括增加、删除、查询和修改等,此功能只能由授权的用户实施。b用户的权限配置和管理功能,对用户的权限级别可以进行配置。c系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时,可进行相应操作。对用户实施的操作进行鉴权的功能,保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录,设备操作记录包括操作人员工号、作设备名称、操作内容、操作时间等。⑨相关的控制机制,对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理。⑩系统数据备份和恢复功能。报表管理功能:a用户利用监控系统提供的工具软件,生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。b提供历史告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表。c提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表。d提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据。e提供运行状态量曲线分析数据。f提供系统操作纪录输出报表。g提供登退录系统输出报表。h提供系统交接班日志管理输出报表;i提供自定义打印输出报表功能。显示功能:系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性。

提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息。同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息。

对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态(告警、故障权限等)显示醒目清晰,可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展,最后将故障定位在监控对象上。

界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。

3.2分站端

3.2.1分站端硬件系统:监控主机、温湿度传感器、直流电压变送器、交流电压变送器。