模擬屏與后臺通訊解決方案

1、模擬屏與后臺 通 訊解決方案北京京電國瑞電子技術(shù)有限公司動態(tài)模擬屏是電力監(jiān)控管理系統(tǒng)的重要組成部分。通過動態(tài)模擬屏可以實(shí)時地、直觀地監(jiān)視整個供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。在機(jī)場航站樓這樣的大型電力監(jiān)控管理系統(tǒng)中，使用動態(tài)模擬屏可以提高監(jiān)管的實(shí)時性和自動化程度，方便運(yùn)行值班人員的日常監(jiān)控和事故情況下的 正確判斷、即時處理，從而進(jìn)一步提高了供配電系統(tǒng)的可靠性。概述機(jī)場航站樓的供電系統(tǒng)規(guī)模很大，由一個 10kV開閉站、6個柴油發(fā)電機(jī)房和 22 個變電室組成。這些開閉站、變電 室和發(fā)電機(jī)房的地理位置分散，相距較遠(yuǎn)。電力監(jiān)控管理系統(tǒng)在每個變電室安裝有監(jiān)控計(jì)算機(jī)前端機(jī)。前端機(jī)通過現(xiàn)場控制總線連接PLG RTl各種終

2、端監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時采集每個回路的斷路器等變配電設(shè)備的運(yùn)行/ 故障狀態(tài)、電壓電 流等運(yùn)行參數(shù)。在的電工總值班室，設(shè)有電力監(jiān)控管理系統(tǒng)的工程師主站。該主站配備有9mK 3m的大型動態(tài)模擬顯示屏。模擬屏以配電系統(tǒng)主接線形式動態(tài)、實(shí)時顯示 TOC o 1-5 h z 該工程師主站所轄各個開閉站、變電室、發(fā)電機(jī)房的主要變、配電設(shè)備的運(yùn)行/故障狀態(tài)和主要運(yùn)行參數(shù)。由于模擬屏需要實(shí)時顯示的信息量相當(dāng)大，因此設(shè)一臺專用的模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)內(nèi)插有多串口卡進(jìn)行串口擴(kuò)展。模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)一方面從前端機(jī)獲取實(shí)時信息，同時又通過這些RS-485 串行通訊口和工業(yè)現(xiàn)場控制總線去控制模擬屏上的指示燈和LED

3、數(shù)顯表，從而保證模擬屏上所顯示的狀態(tài)和參數(shù)既與實(shí)際狀況一致，又和工程師主站的電力監(jiān)控管理服務(wù)器上所顯示的狀態(tài)和參數(shù)完全相同并同步刷新。系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 與分 析系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 及模 擬屏 的控制原 理航站樓電力監(jiān)控管理系統(tǒng)是建立在航站樓地面運(yùn)行網(wǎng)這個統(tǒng)一的 IP 通訊平臺上的一個虛擬子網(wǎng)。工程師主站的電力監(jiān)控管理服務(wù)器、前端機(jī)和模擬 屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)都通過地面運(yùn)行網(wǎng)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換。模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)從開閉站、變電室的前端機(jī)以及監(jiān)控柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的服務(wù)器獲取各種主要配電設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)信息和運(yùn)行參數(shù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過串口和現(xiàn)場控制總線發(fā)送到模擬屏的控制器，實(shí)現(xiàn)模擬屏顯示狀況的實(shí)時同步刷新。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖

4、 1 所示。工理知主站*者&1Q*后庭.109.1Q?&h+”航IO &5 1g 3FBTCF以女網(wǎng)KL太阿WTtfun wc?開;仃詁R-nIQ 64 18 24RTUlKFUjJRlgRrrKS-*gSTIORTUnKTlfa博3 I圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖模擬屏的控制器采用工業(yè)智能遙信控制器 JDGR-Y*口工業(yè)智能遙測控制器 JDGR-YC控制器以MCS-51單片機(jī)為核心，具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算能力，及 非線性校正等功能。其中，JDGR-YX吉合DAP-LE四色指示燈使用，可以顯示 紅色、綠色、黃色三種狀態(tài)，分別表示設(shè)備的合閘、分閘、故障狀態(tài)；JDGR-YC結(jié)合LED數(shù)顯表使用，可以顯示工業(yè)現(xiàn)場

5、的電壓、電流、頻率、有功功率、 無 功功率、功率因素等各種工業(yè)參數(shù)?？刂破髋c模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間通過RS-485接口進(jìn)行通訊，采用N81碼，即1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位， 無校驗(yàn)，通信波特率為19.2Kbps。采用Modbus-RTU!信規(guī)約，支持 06/10功 能碼，信息幀結(jié)構(gòu)為：地址碼功能碼數(shù)據(jù)區(qū)CRCS8位8位NX 8位16位每個JDGR-YXT驅(qū)動12個共陽型DAP-LED雙色指示燈（字母編號LEDA- LEDL）;每個JDGR-Y改持5位數(shù)據(jù)顯示，顯示范 圍-9999+99999?？刂破鞯募拇嫫饔?個字的地址空間，分別對應(yīng)的不同的內(nèi)容。JDGR-YX控制器的0000H用于控制

6、顯示故障位狀態(tài)（斷路器故障信號），0001H用于控制顯示工作位狀態(tài)（斷路器分合信號）。寄存器地址與內(nèi)容對照表0000H Bit00 LEDA 故障位0000H Bit11 LEDL 故障位0001H Bit00 LEDA 工作位0001H Bit11 LEDL 工作位JDGR-Y（E制器寄存器地址與內(nèi)容對照表為：0000H遙測數(shù)據(jù)高16位0001H遙測數(shù)據(jù)低16位根據(jù)上述對照表和信息幀的格式，當(dāng)我們要實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)：控制器地址為01, LEDA- LEDM紅包 LEDE- LEDL為綠色時，主機(jī)應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)為：01 10 00 00 00 0F 80 0D關(guān)于組態(tài)軟件航站樓電力監(jiān)控管理系統(tǒng)采用北

7、京機(jī)械工業(yè)自動化研究所開發(fā)的JZN03組態(tài)軟件作為監(jiān)控平臺。JZN03組態(tài)軟件是針對中高端的自動化應(yīng)用開發(fā)的，專門設(shè)計(jì)了設(shè)備數(shù)據(jù)表，能 對數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理；可多線程同時處理多個通訊設(shè)備 ，通訊速度和穩(wěn)定性倍受 贊 譽(yù)。JZN03采用設(shè)備數(shù)據(jù)表+設(shè)備驅(qū)動程序的方式實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通訊，如圖 2所示。軟件鋁分空色|設(shè)條數(shù)據(jù)表設(shè)備或儀表圖2 JZN03通訊原理設(shè)備數(shù)據(jù)表是系統(tǒng)提供的一塊數(shù)組內(nèi)存，大小為 1000X 1024,用來存放與 外部設(shè)備進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)。設(shè)備驅(qū)動程序用來讀取外部設(shè)備中的數(shù)據(jù)，放入 設(shè) 備數(shù)據(jù)表中的指定位置，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)被修改，就把被修改的數(shù)據(jù)發(fā)送到外部設(shè)備。該組態(tài)

8、軟件提供了豐富的設(shè)備驅(qū)動程序，以適應(yīng)不同通訊協(xié)議的設(shè)備。在模擬屏的監(jiān)控中,主要用到的有 MB_RTUMB_RTU/TCP FMTCU種驅(qū)動 程序。其中，MB_RTU責(zé)模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)號模擬屏控制器之間的通訊； MB_RTU/TC P責(zé)后發(fā)電機(jī)房終端設(shè)備的通訊；FMTCP1責(zé)驅(qū)動工程師主站服務(wù) 器而變電室前端機(jī)間的交換數(shù)據(jù)。JZN03組態(tài)軟件對模擬屏的控制如上所述，模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件中裝有三個驅(qū)動程序：FMTCP MB_RTU/TCP MB_RTU它們應(yīng)定義或設(shè)置的設(shè)備數(shù)據(jù)表及各項(xiàng)參數(shù) 分 別為：基于FMTC圖區(qū)動讀數(shù)據(jù)時，對于所有與前端機(jī)通訊的設(shè)備應(yīng)按圖 3所示的 界面逐個進(jìn)行參數(shù)和數(shù)

9、據(jù)的定義。其中，遠(yuǎn)方服務(wù)器的端口號和 IP應(yīng)設(shè)置為子 站前端機(jī)的端口號和IP;設(shè)備號與前端機(jī)的相同，起始地址為 0,長度設(shè)置和 前端機(jī)一致。當(dāng)某一臺前端機(jī)監(jiān)控的所有的設(shè)備都定義完成時，在模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件中將自動生成相應(yīng)的遠(yuǎn)程設(shè)備表。這樣做了以后，就能保 證 系統(tǒng)運(yùn)行時采集到的所有數(shù)據(jù)和前端機(jī)及工程師主站服務(wù)器的完全一致，并同步刷新。* 上世甚溫基vni t1 1 ,R*1.t串率AI口口田口圖3與前端機(jī)通訊設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)定義接下來，采用MB_RTUE動將數(shù)據(jù)發(fā)送到模擬屏。模擬屏的控制器應(yīng)定義為只寫設(shè)備。根據(jù)控制器所連接的模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)的串口號（如圖4所示），設(shè)置控制器的通訊端口參數(shù)

10、?？刂破鞯恼咎柊纯刂破鞯牡刂吩O(shè)置。采用10功能碼寫批量寄存器，數(shù)據(jù)格 式為字處理，無符號整數(shù)，首地址和 起始地址都為0,長度2個字。圖5顯示了以控制器1為例的設(shè)備數(shù)據(jù)表定義 方法。RS-48S,網(wǎng) 匚？ r-tittzf同 tdtz-y工 t圖4控制計(jì)算機(jī)和控制器通訊連接圖淀義通售號IDITML.事事修駐-反*尋常率立|rw三口打fpjna_3 UMS:庠 mg In Mi-nt圖5定義只寫設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)表完成設(shè)備數(shù)據(jù)表的定義后，在FMTC股備表上定義需要顯示在模擬屏上的狀態(tài)點(diǎn)DI變量。同樣在MB RTU&出設(shè)備數(shù)據(jù)表上定義相應(yīng)的 DO變量，參照模擬屏控制器寄存器的地址對照表，將這些DO變量地址分別與模擬屏上對應(yīng)各個LED雙色燈的地址保持一致。值得注意的是，由于MODBUS訊規(guī)約在高低字節(jié)上是取反的，所以在設(shè)置 DO變量地址位號時需要將高低字節(jié)也取反。以對應(yīng) LEDA0L作位的DO變量為例，需要設(shè)置單元號為1,位號為.8 ,而不是.0。使用 相似的方法定義遙測量，AI為輸入量，AO為輸出量發(fā)送到模擬屏，AO量用取 反高低字節(jié)的處理方式。最后，用變量傳送功能將要顯示的DI/AI變量對應(yīng)傳送給相應(yīng)的DO/A破量，這樣就實(shí)現(xiàn)了對模擬屏的動態(tài)顯示的控制。結(jié)束語用模擬屏監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過組態(tài)軟件控制模擬屏的實(shí)時動態(tài)顯示，解決了將 TOC o 1-5 h z