隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)容量和用電負(fù)荷的日益增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化和可靠性的要求越來(lái)越高。近十幾年來(lái)，由于微處理器技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化方面形成了許多基于微處理器技術(shù)的單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)，隨著這些系統(tǒng)的不斷增加，許多本該共享的數(shù)據(jù)，仍然還是各自采集和分別處理，形成了一個(gè)個(gè)“自動(dòng)化孤島”，它不僅增加了不少軟硬設(shè)備投入，同時(shí)也很難保證各裝置數(shù)據(jù)的一致性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，80年代末期，國(guó)內(nèi)外就開(kāi)始注意著手解決“孤島”間題，就是在站內(nèi)全面應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，充分利用信息資源以達(dá)到提高系統(tǒng)可靠性和利用率的目的，即所謂的“系統(tǒng)集成”。集成包括橫向的功能集成，也包括縱向的各層面向?qū)ο蟮募桑蚨苿?dòng)了開(kāi)放式系統(tǒng)平臺(tái)的出現(xiàn)。
開(kāi)放式系統(tǒng)平臺(tái)意味著系統(tǒng)各部分設(shè)備提供符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的各種接口，計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)共享，以及提供給用戶(hù)的通用友好界面等?！捌脚_(tái)”思想因其良好的標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放比，越來(lái)越降遍地為大家所接受。
電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)可靠性的需求，使人們注意到“PLC”（可編程邏輯控制器）這種高可靠性和強(qiáng)抗工業(yè)干擾的技術(shù)。90年代以來(lái)，PLC發(fā)展迅猛且應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品不斷向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，新一代的PLC改進(jìn)為PCC(ProgammableComputerController）已逐漸躍居主導(dǎo)地位，成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)，在電力系統(tǒng)也不例外。
PCC是新一代“可編程計(jì)算器控制器”，是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)行電子系統(tǒng)，采用“面向用戶(hù)的指今”,因此編程方便；它直按應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，具有更強(qiáng)的抗干擾能力、更高的可靠性、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍；大容量的存儲(chǔ)能力、標(biāo)準(zhǔn)通信接口，基于過(guò)程總線(xiàn)的系統(tǒng)互聯(lián)、高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，自診斷能力，都使得PCC為變電站自動(dòng)化提供了出色的友好“平臺(tái)”。
PCC在變電站自動(dòng)化中的應(yīng)用
下面介紹應(yīng)用PCC實(shí)現(xiàn)的智能分布式系統(tǒng)運(yùn)用于某供電局的一個(gè)110KV變電站的例子。系統(tǒng)按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用開(kāi)放系統(tǒng)、分層控制等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、圖形和圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，技術(shù)成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，能夠滿(mǎn)足近期的功能要求和遠(yuǎn)期的發(fā)展需要。整個(gè)設(shè)計(jì)遵照國(guó)際90年代IEC1000系列標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足ISO900l國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。從現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)趨于成熟。
●系統(tǒng)容量（包括遠(yuǎn)期規(guī)劃）
AI=188
DI=256
DO=40
PI=96
整體系統(tǒng)配置圖
點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片
監(jiān)控部分PCC模塊示意圖
點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片
首先，上位機(jī)和網(wǎng)關(guān)單元組成智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變電站層。
上位機(jī)通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)與三個(gè)主要PCC采集控制單元（ST1,ST2,ST3）相連，上位機(jī)相當(dāng)于PROFIBUS網(wǎng)上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。PROFIBUS(ProcessFieldBus)網(wǎng)絡(luò)是一種高速數(shù)據(jù)鏈路，是具有標(biāo)準(zhǔn)通訊能力的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，用于PCC與PCC之間，或與其它接到本網(wǎng)絡(luò)上的智能設(shè)備（如顯示單元PANELWARE，上位機(jī)等）間傳送數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議符合德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245，傳送介質(zhì)為帶屏蔽的雙絞線(xiàn)（或光纜），通道存取方式為令牌（TOKEN）方式，在網(wǎng)絡(luò)上任一結(jié)點(diǎn)地位平等。
上位機(jī)既可以單機(jī)運(yùn)行，也可以采用多機(jī)及網(wǎng)絡(luò)方式運(yùn)行；軟件平臺(tái)采用32位多任務(wù)、多進(jìn)程設(shè)計(jì)，可支持bbbbbbs95/98/NT操作系統(tǒng)軟件，配有多種應(yīng)用軟件接口，并支持OEM開(kāi)發(fā)，為用戶(hù)提供了二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)；硬件平臺(tái)可采用小型機(jī)、微型機(jī)或工作站等設(shè)備。
網(wǎng)關(guān)單元ST1上的IFO5O通訊模塊以及CPU內(nèi)部均提供RS485接口與繼保單元相連。網(wǎng)關(guān)單元還提供與外界進(jìn)行通訊的接口，如RS232口通過(guò)撥號(hào)MODEM接入市話(huà)網(wǎng)，以便于遠(yuǎn)程診斷；或者經(jīng)路由器接入TCP/IP遠(yuǎn)程網(wǎng)。
若用戶(hù)具備與internet連接的條件，變電站層還可以提供PVI瀏覽器方案，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方讀取數(shù)據(jù)。
其次，PROFIBUS網(wǎng)上的各采集控制單元組成智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的采集層。
遙測(cè)實(shí)行交流采樣，遙測(cè)主單元ST3通過(guò)net2000與兩個(gè)遙側(cè)子單元相連，利用CP153上的RS485串行口通信。遠(yuǎn)傳功能通過(guò)IF060提供的RS232串行口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
電度量通過(guò)遙測(cè)子單元1上的DIXXX模塊采集脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
遙信／遙控單元實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的采集和輸出控制。
第三，智能分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的外圍層為設(shè)備層，包括采集層用到的傳感器、二次控制回路等。
設(shè)備層根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(CANBUS，PROFIBUS）網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快（>=50OkbS)，軟硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可以CANBUS（上述實(shí)例是通過(guò)RS485等）來(lái)連接變電站內(nèi)的其他自動(dòng)化裝置和保護(hù)單元、故障錄波、饋線(xiàn)子站及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等的主干網(wǎng)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接到采集層，與上一層進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)通訊。
本實(shí)例系統(tǒng)的CPU、專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)模塊（NW150）和通訊模塊（IFXXX）提供了多種標(biāo)準(zhǔn)通信接口(TTY，RS422,RS232,RS485)，使得CPU的局部I/0總線(xiàn)擴(kuò)展、遠(yuǎn)程擴(kuò)展I／0（通過(guò)RS485電纜）以及CPU間的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組網(wǎng)非常靈活，從而方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)縱向或橫向集成。系統(tǒng)軟、硬件方面良好的自診斷功能，可把故障范圍減至最小。又由于PCC的CPU采用68000＋RISC的32位微處理器，具有極強(qiáng)的運(yùn)算處理能力，可使大量運(yùn)算、控制功能、保護(hù)功能分散在各智能單元，大大提高了站內(nèi)通信網(wǎng)的利用率，使整個(gè)系統(tǒng)效率達(dá)到最高。
本系統(tǒng)具有可擴(kuò)充的模塊化結(jié)構(gòu)、電源、CPU、網(wǎng)絡(luò)板（NWXXX）、I／O板（數(shù)字量輸入輸出板DIXXX/DOXXX、模擬量輸入板AIXXX等）、串口板等都是獨(dú)立的模板以總線(xiàn)方式連接在底板(BASEPLATE)上，它取代了標(biāo)準(zhǔn)的框架裝配的局限性，可在標(biāo)準(zhǔn)的DIN軌道上任意拆裝、組合。
另外每個(gè)單元都有一電源模塊PSXXX，并且總在最左邊。系統(tǒng)電源是系統(tǒng)可靠性與完整性的第一保證，PCC的輸入電壓有AC、DC兩種，可實(shí)現(xiàn)交／直流切換。
發(fā)展前景
從上例可以看出，繼承了PLC與微機(jī)技術(shù)的PCC技術(shù)形成的第一代自動(dòng)化軟件硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)，具特點(diǎn)包括：
●高可靠性的元件、適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境運(yùn)行的設(shè)計(jì)。
●采用32位CISC和RISC的CPU，大容量存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、
采用高級(jí)語(yǔ)言編程和梯形圖邏輯設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軟件硬件平臺(tái)。
●高效率的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS、支持Peer-to-Peer的網(wǎng)絡(luò)通訊方式和分布式處理，實(shí)現(xiàn)
當(dāng)?shù)赝ㄓ崳瑯?biāo)準(zhǔn)化軟硬件模塊設(shè)計(jì)，減少電纜，降低建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
●配置靈活，容易在線(xiàn)擴(kuò)充修改。
●易于實(shí)現(xiàn)橫向縱向功能集成，達(dá)到實(shí)時(shí)信息的全局共享，實(shí)現(xiàn)白動(dòng)化。
●應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的支持，不僅適合穩(wěn)態(tài)的數(shù)據(jù)采集，也適合瞬態(tài)信號(hào)的采集。
●本地／遠(yuǎn)程診斷。
總之，開(kāi)放式系統(tǒng)平臺(tái)是當(dāng)前變電站自動(dòng)化發(fā)展的方向。由于綜合需要，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)、分布式技術(shù)和數(shù)據(jù)共享、新的算法的研究以及隨之而來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益的研究等是當(dāng)前變電站自動(dòng)化研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。PCC應(yīng)用為變電站自動(dòng)化提供了廣闊的前景?，F(xiàn)代的PCC與微機(jī)的發(fā)展相互滲透，已是一種可提供諸多功能的成熟的用戶(hù)應(yīng)用控制系統(tǒng)，而不是一種簡(jiǎn)單的邏輯控制器，它已被開(kāi)發(fā)出更多的接口與具它控制設(shè)備進(jìn)行通信、生成報(bào)告，多任務(wù)調(diào)度，可診斷白身故障及機(jī)器故障，這此優(yōu)勢(shì)使PCC可以實(shí)現(xiàn)各種變電站運(yùn)行、分析與控制功能，符合當(dāng)今的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)及站內(nèi)自動(dòng)化設(shè)備的高要求。利用PCC和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)組成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)不僅滿(mǎn)足變電站對(duì)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)要求，而且具有很高的性能價(jià)格比，是值得進(jìn)一步探討的一種可行性方案。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
|
|
|
|
|
|
|
|