牽引供電SCADA系統(tǒng)概述

電牽/電力SCADA系統(tǒng)講座自動(dòng)化學(xué)院趙峰一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述1.1SCADA系統(tǒng)組成SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)：即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)：用電氣化手段通過(guò)一個(gè)或多個(gè)相互連接（或非連接）的通道，對(duì)遠(yuǎn)方處于分散狀態(tài)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、控制和集中管理，牽引供電SCADA系統(tǒng)是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)典型應(yīng)用。牽引供電SCADA系統(tǒng)概述SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)展開(kāi)圖

1.2SCADA系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述SCADA系統(tǒng)由調(diào)度端、被控站及信道等組成。調(diào)度端：設(shè)在電力調(diào)度所內(nèi)完成遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)象的監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及管理功能等；被控站（RTU:RemoteTerminalUnit）：受調(diào)度端監(jiān)視的站稱為被控站，被控站完成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理，發(fā)送、接收及輸出執(zhí)行等功能；信道：遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)（通路）稱為信道，可分為有線信道及無(wú)線信道。一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳輸

信道中傳輸?shù)倪h(yuǎn)動(dòng)信息分為:上行信息下行信息遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)信息傳送方式分為：循環(huán)方式(CDT)查詢(Polling)

分類SCADA信息的傳輸一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述下行信息：從調(diào)度端發(fā)往被控站的信息稱為下行信息（如下發(fā)遙控，遙調(diào)命令），所用通道稱為下行信道。上行信息：從被控站發(fā)往調(diào)度端的信息稱為上行信息（如被控站要上送的測(cè)量量，開(kāi)關(guān)狀態(tài)及事故信號(hào)等），所用信道稱為上行信道。一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述CDT方式（循環(huán)傳送方式）：以被控站的遠(yuǎn)動(dòng)裝置為主，周期地采集數(shù)據(jù)，并且周期性地以循環(huán)的方式向調(diào)度端發(fā)送數(shù)據(jù)，即由被控端傳送遙測(cè)、遙信量給調(diào)度端。POLLING方式（查詢傳送方式）：以調(diào)度端為主。由調(diào)度端發(fā)出查詢命令，被控端按發(fā)來(lái)的命令工作，被查詢的站向調(diào)度端傳送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述工作方式1：1工作方式1：N工作方式：指1個(gè)調(diào)度端端對(duì)應(yīng)各N個(gè)被控站M：N工作方式：指M個(gè)調(diào)度端對(duì)應(yīng)著N個(gè)被控站一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述SCADA系統(tǒng)的類型

信道結(jié)構(gòu)分

傳送信號(hào)是利用有線信道還是無(wú)線信道可分為有線和無(wú)線遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

被控端結(jié)構(gòu)分

常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，綜自遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)

調(diào)度端結(jié)構(gòu)分

可分為單機(jī)系統(tǒng)，雙機(jī)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)

一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述遙控

遙調(diào)

遙測(cè)

遙信

遙控是從調(diào)度所發(fā)出命令以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)方操作和狀態(tài)切換遙調(diào)是指調(diào)度所直接對(duì)被控站某些設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)的調(diào)整遙測(cè)是將被控站的某些運(yùn)行參數(shù)傳送給調(diào)度所遙信是將被控站的設(shè)備狀態(tài)信號(hào)遠(yuǎn)距離傳給調(diào)度所遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)基本概念

一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述地理范圍有限，牽引供電系統(tǒng)調(diào)度端一般都是一個(gè)局域網(wǎng)系統(tǒng)。局域網(wǎng)(LOCALAreaNetwork，LAN)：指在一個(gè)小的區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的系統(tǒng)，規(guī)模可大可小，可能是由幾臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，也可能是幾百臺(tái)組成的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)(WideAreaNetwort，WAN)：指在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的系統(tǒng)。特點(diǎn)1.地理范圍很大2.通信速度慢、誤碼率高3.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜、縱橫交錯(cuò)成網(wǎng)狀4.傳輸媒體主要為衛(wèi)星、電話網(wǎng)5.牽引供電系統(tǒng)綜合調(diào)度系統(tǒng)的主控中心，維修中心，被控站可構(gòu)成一個(gè)廣域網(wǎng)系統(tǒng)。一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述客戶／服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)指網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)的提供方式，請(qǐng)求服務(wù)的一方叫客戶方，提供服務(wù)的一方叫服務(wù)器方。

共享資源能力強(qiáng)

集成應(yīng)用能力強(qiáng)

數(shù)據(jù)庫(kù)操作標(biāo)準(zhǔn)化

組網(wǎng)靈活可靠性高按需要傳入數(shù)據(jù)庫(kù)

一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述瀏覽器／服務(wù)器(B／S)模式

隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，在新—代的SCADA系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的人機(jī)界面將保留，主要供調(diào)度員使用，新增設(shè)的Web服務(wù)器供用于需要的管理部門的復(fù)示系統(tǒng)，目前廣泛使用的基于Web的復(fù)示系統(tǒng)即為B／S模式。一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述

操作系統(tǒng)

WINDOWS操作系統(tǒng)

UNIX操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)

一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述

常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有：MicrosoftSQLSERVER、SYBASE、Oracle等關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、更新及查詢、檢索；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持SQL查詢語(yǔ)言；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持ODBC(開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接)接口標(biāo)準(zhǔn)；無(wú)論采用何種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，應(yīng)用軟件均可以采用相同的接口訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；WINDOWS操作系統(tǒng)可通過(guò)控制面板中管理工具之ODBC界面設(shè)置。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)

第二代是80年代基于通用計(jì)算機(jī)的SCADA系統(tǒng)，操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)

第三代90年代按照開(kāi)放的原則，基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的SCADA)系統(tǒng)稱為第三代

第四代綜合SCADA系統(tǒng)主要特征是采用lnternet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及JAVA技術(shù)等技術(shù)1234SCADA系統(tǒng)的發(fā)展

一、牽引供電SCADA系統(tǒng)概述1.SCADA系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的廣泛集成

2．變電所綜合自動(dòng)化

4．面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)

3．專家系統(tǒng)、模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)研究與應(yīng)用

為SCADA系統(tǒng)提出新的要求

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端SCADA系統(tǒng)調(diào)度端:

能正確和及時(shí)地掌握每時(shí)每刻都在變化著的牽引供電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況，處理影響整個(gè)牽引供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的事故和異常情況；對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理，存儲(chǔ)及打印，以友好人機(jī)界面向調(diào)度員顯示，轉(zhuǎn)發(fā)其它系統(tǒng)共享。調(diào)度中心（調(diào)度端）是SCADA系統(tǒng)的中樞。概述二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端SCADA系統(tǒng)調(diào)度端基本結(jié)構(gòu)及原理發(fā)展時(shí)期集中式

分布式開(kāi)放自律分布式

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端集中式調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為主計(jì)算機(jī)構(gòu)成系統(tǒng),由該主計(jì)算機(jī)聯(lián)接人機(jī)聯(lián)系和通訊的工作。無(wú)冗余度的單機(jī)系統(tǒng)牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端無(wú)冗余度的單機(jī)系統(tǒng)采用通信控制專用計(jì)算機(jī)和人機(jī)聯(lián)接專用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng),它提高了主計(jì)算機(jī)的工作負(fù)荷能力。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端雙機(jī)系統(tǒng)

雙機(jī)系統(tǒng)通常由兩臺(tái)完全相同的主機(jī)及外設(shè)。平時(shí)一臺(tái)計(jì)算機(jī)承擔(dān)在線功能，另一臺(tái)處于熱備用狀態(tài)。當(dāng)在線機(jī)故障時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行切換，由備用機(jī)承擔(dān)主要任務(wù)。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

新一代調(diào)度管理系統(tǒng)是分布式網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，共享一套數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，人機(jī)交互系統(tǒng)和分布式支撐環(huán)境.系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)功能節(jié)點(diǎn)可以集成在同一節(jié)點(diǎn)上，也可分散駐留于不同節(jié)點(diǎn)，配置靈活，每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)都可獨(dú)立運(yùn)行。分布式SCADA系統(tǒng)調(diào)度端一般為局域網(wǎng)系統(tǒng)，其主要系統(tǒng)為數(shù)據(jù)服務(wù)器，WEB服務(wù)器，調(diào)度員工作站，維護(hù)工作站，通信前置機(jī)及打印機(jī)，模擬屏（大屏幕顯示器）等外設(shè)組成。分布式SCADA系統(tǒng)調(diào)度端結(jié)構(gòu)二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端分布式SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端系統(tǒng)特點(diǎn)(1)主網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用雙LAN，提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。

(2)按功能和信息流向分組，分層，連接隔離可減少網(wǎng)上報(bào)文”碰撞”機(jī)會(huì)，提高了主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸效率。(3)主備數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)第三網(wǎng)絡(luò)接口板連接至企業(yè)MIS，實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的開(kāi)放數(shù)據(jù)訪問(wèn)。(4)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)均采用主-備結(jié)構(gòu)的雙機(jī)熱備份冗余配置。

(5)SCADA人機(jī)工作站作為學(xué)員端需從應(yīng)用數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)提高了網(wǎng)絡(luò)效率。

(6)通信前置系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)的終端服務(wù)器組成。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

SCADA系統(tǒng)調(diào)度端組成功能及性能指標(biāo)

調(diào)度端是接收和轉(zhuǎn)發(fā)信息并進(jìn)行監(jiān)視控制的主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)中的通信控制器從各個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)終端取得信息后，主計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，檢測(cè)一些參數(shù)是不是有越限現(xiàn)象發(fā)生，斷路器有沒(méi)有變位等，并將結(jié)果通過(guò)顯示器或模擬屏向調(diào)度員報(bào)告。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端調(diào)度端系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)

人機(jī)接口子系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件

系統(tǒng)軟件

支持軟件

應(yīng)用軟件

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端SCADA系統(tǒng)調(diào)度端系統(tǒng)組成:數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，WEB服務(wù)器，調(diào)度員工作站，維護(hù)工作站，分析員工作站，通信前置機(jī)，GPS，以及模擬屏（大屏幕顯示器），UPS，打印機(jī)等外設(shè)組成。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端SCADA系統(tǒng)調(diào)度端結(jié)構(gòu)圖

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端定義：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，習(xí)慣稱為通信前置機(jī)系統(tǒng)（FEP）功能：作為SCADA系統(tǒng)調(diào)度中心與被控站聯(lián)系的樞紐在SCADA系統(tǒng)中起著重要作用。通信前置機(jī)系統(tǒng)前置機(jī)系統(tǒng)是調(diào)度主站系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)。牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端通信前置機(jī)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端通信前置機(jī)的幾種應(yīng)用模式二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端服務(wù)器功能：

服務(wù)器作為調(diào)度端系統(tǒng)的核心部件，其主要功能為處理和存貯調(diào)度管理自動(dòng)化系統(tǒng)所控制和管理對(duì)象的特征數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)，管理并維護(hù)系統(tǒng)所用的所有靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，為網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)工作站提供全面的數(shù)據(jù)服務(wù)，并提供實(shí)時(shí)和隨機(jī)打印服務(wù)。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端服務(wù)器系統(tǒng)服務(wù)器硬件：WINDOW服務(wù)器Linux服務(wù)器UNIX服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)：SQLServerSybaseforUNIXOracleforUNIX服務(wù)器軟件平臺(tái)：UNIXWindowsServerLinux數(shù)據(jù)庫(kù)管理的目標(biāo)：減少數(shù)據(jù)冗余度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。使數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性，提高應(yīng)用程序的生命力。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理，提高安全性和完整性二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端牽引供電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模式1.客戶/服務(wù)器模式特點(diǎn)：

服務(wù)器處理數(shù)據(jù)，客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求所需數(shù)據(jù)。牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端2.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)分散到各個(gè)節(jié)點(diǎn)2）具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理能力3）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)成整體數(shù)據(jù)庫(kù)牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端調(diào)度員工作站調(diào)度端調(diào)度員工作站是調(diào)度人員對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備。1.遙控功能1）單控--控制被控站內(nèi)的某開(kāi)關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，如：斷路器及隔離開(kāi)關(guān)2）程控--對(duì)被控站一系列開(kāi)關(guān)設(shè)備按預(yù)定的順序進(jìn)行狀態(tài)控制

2.遙控試驗(yàn)--控制被控站遠(yuǎn)動(dòng)裝置試驗(yàn)開(kāi)關(guān)，檢查遙控過(guò)程的各環(huán)節(jié)設(shè)備是否正常

3.復(fù)歸操作--對(duì)被控站聲光報(bào)警等信號(hào)可以進(jìn)行復(fù)歸的操作。該操作無(wú)遙信返回，操作完成后，系統(tǒng)給出操作輸出執(zhí)行的提示。4.模擬操作--可對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行不下位模擬對(duì)位操作，并用不同符號(hào)或顏色區(qū)別于正常狀態(tài)。

5.閉鎖、解鎖--已閉鎖的開(kāi)關(guān)不能再進(jìn)行操作，再操作時(shí)，必須先解鎖

牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端遙控操作可有多種方式，系統(tǒng)除常用遙控操作模式外，還增加保證安全操作控制功能的其它多臺(tái)調(diào)度模式，如互鎖模式和雙臺(tái)監(jiān)督模式。遙控互鎖模式：為確保對(duì)同一被控站的控制準(zhǔn)確性，同時(shí)只有一個(gè)調(diào)度員對(duì)其進(jìn)行發(fā)令控制?？刂屏羁扇到y(tǒng)設(shè)置一個(gè)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)只允許一個(gè)調(diào)度席可發(fā)布控制令；也可按變電所設(shè)置，實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間只有一人對(duì)同一變電所實(shí)施控制。

雙臺(tái)監(jiān)督模式：若設(shè)有上級(jí)系統(tǒng)總調(diào)度員，則總調(diào)度介入操作時(shí)，具有最高權(quán)限，率先取得控制令，此功能專為嚴(yán)格執(zhí)行“一人執(zhí)行一人監(jiān)督”的規(guī)范操作而設(shè)，當(dāng)副席調(diào)度發(fā)控制令時(shí)，需由主席授權(quán)確認(rèn)，監(jiān)督控制命令下發(fā)執(zhí)行，同時(shí)系統(tǒng)完整記錄控制操作及監(jiān)督過(guò)程。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端2.遙信顯示處理功能1）遙信監(jiān)視內(nèi)容正常運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視

不論裝置在何種狀態(tài)下，所有牽引供電系統(tǒng)、電力變配電系統(tǒng)的被監(jiān)控設(shè)備的分、合狀態(tài)，線路帶電狀態(tài)，以及被控站通信狀態(tài)，調(diào)度主站設(shè)備狀態(tài)均可以在顯示器和投影系統(tǒng)上進(jìn)行顯示。異常運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視當(dāng)牽引供電系統(tǒng)發(fā)生故障和事故時(shí)，變位信號(hào)優(yōu)先送往調(diào)度所控制中心，在投影系統(tǒng)和顯示器上將有相應(yīng)提示。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

系統(tǒng)報(bào)警處理功能有報(bào)警一覽畫面，實(shí)時(shí)打印，存檔，及聲光報(bào)警等，當(dāng)牽引供電系統(tǒng)及供電設(shè)備出現(xiàn)非正常運(yùn)行或預(yù)告信號(hào)時(shí)，發(fā)出非緊急故障報(bào)警，出現(xiàn)事故時(shí)發(fā)出緊急故障報(bào)警，兩種音響有明顯區(qū)別，并提供警報(bào)確認(rèn)，分類、歸檔及存儲(chǔ)手段。報(bào)警可分為不同優(yōu)先級(jí)，所有報(bào)警可根據(jù)不同的條件分別提取并顯示、打印。2）報(bào)警信息處理二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端報(bào)警條件：

●供電系統(tǒng)異?！窆╇娤到y(tǒng)設(shè)備異常●調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備故障●變電所自動(dòng)化設(shè)備故障●通道或變電所自動(dòng)化設(shè)備電源故障●保護(hù)裝置動(dòng)作二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端警報(bào)種類變位報(bào)警

預(yù)告報(bào)警

越限告警

事故報(bào)警

警報(bào)種類：系統(tǒng)的所有警報(bào)將根據(jù)警報(bào)條件可在警報(bào)表上分別列出顯示。設(shè)備故障告警

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端顯示和處理方式：

在調(diào)度員工作站顯示器及投影系統(tǒng)上能夠?qū)崟r(shí)顯示牽引供電系統(tǒng)所、亭主接線圖、站場(chǎng)線路圖設(shè)備及線路帶電狀態(tài)等動(dòng)態(tài)畫面。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

3.遙測(cè)監(jiān)視功能-系統(tǒng)通過(guò)交流采樣方式對(duì)被控站系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并在調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視

1）顯示處理在LCD顯示器所顯示的被控站主接線圖上，以數(shù)字方式實(shí)時(shí)顯示電流、電壓及功率等測(cè)量參數(shù)?！耠娏?、電壓、功率等曲線圖：在伺一曲線圖上可以同時(shí)用不同的顏色來(lái)顯示多條不同的相關(guān)模擬量以進(jìn)行比較?！耠姸攘恐狈綀D：可以同時(shí)用不同顏色顯示有功、無(wú)功電度量?！穸ㄆ诮y(tǒng)計(jì)報(bào)表：系統(tǒng)按每時(shí)<天、月、季、年）定期統(tǒng)計(jì)電度量，模擬量極值，開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)（區(qū)分操作與事故情況）、主要設(shè)備的運(yùn)行、退出時(shí)間，并列表存儲(chǔ)。對(duì)模擬量越限進(jìn)行統(tǒng)計(jì)列表，內(nèi)容包括：越限出現(xiàn)、復(fù)限時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、越限極值等?！駥?duì)牽引變電所諧波含量及畸變率進(jìn)行監(jiān)測(cè)并統(tǒng)計(jì)列表。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

2）模擬量數(shù)據(jù)處理

●閥值監(jiān)視：系統(tǒng)只接收有效變比的值，當(dāng)數(shù)值變化超過(guò)指定的閥值范圍時(shí)傳送給控制站，每個(gè)模擬量值的閥值域可參數(shù)化，閥值可在線設(shè)定或修改，并可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改。●刻度值處理每個(gè)模擬量值具有通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)定義的特性曲線，它定義了測(cè)量值轉(zhuǎn)換成工程值的規(guī)則●限值校驗(yàn)每個(gè)模擬量值根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)定義的四個(gè)限值可進(jìn)行檢驗(yàn)，限值包括：上限、上上限、下限和下下限，并可進(jìn)行變化率的報(bào)警檢查。所有限值均可在線進(jìn)行修改。每個(gè)量與正常值的偏差限值由數(shù)據(jù)庫(kù)中定義。●最大最小值的計(jì)算對(duì)所定時(shí)間范圍內(nèi)，選出遙測(cè)點(diǎn)的最大和最小值，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中當(dāng)所測(cè)量的參數(shù)出現(xiàn)越限時(shí)，在顯示器畫面該參數(shù)顯示數(shù)值上給出底色提示，以提醒操作員密切注意該參數(shù)的變化情況。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

3）脈沖量數(shù)據(jù)處理●傳送數(shù)值定義至數(shù)據(jù)庫(kù)地址●增量、累加和刻度的計(jì)算●存貯至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)●為電度量參數(shù)提供手動(dòng)置數(shù)功能，及置數(shù)后的日?qǐng)?bào)，月報(bào)，年報(bào)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并刷新數(shù)據(jù)庫(kù)。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

4）事故追憶功能為便于分析事故原因，可在調(diào)度員工作站查詢完善的事故追憶功能，可在線修改事故追憶觸發(fā)點(diǎn)定義。事故追憶功能被觸發(fā)時(shí)，在顯示器上推出畫面向調(diào)度員發(fā)出信息提示。追憶數(shù)據(jù)可以表格方式顯示和打印。追憶內(nèi)容為：故障時(shí)間、故障內(nèi)容、事故發(fā)生時(shí)的錄波數(shù)據(jù)等。事故追憶主要供事故分析使用。事故追憶是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的增強(qiáng)性功能，它使調(diào)度員在一個(gè)特定的事件發(fā)生后，可以重新顯示擾動(dòng)前后系統(tǒng)的運(yùn)行情況和狀態(tài)，以進(jìn)行必要的分析。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端

5）事件順序記錄SACDA系統(tǒng)對(duì)斷路器和保護(hù)信號(hào)的動(dòng)作順序能夠以ms級(jí)進(jìn)行記錄。能夠在調(diào)度員工作站上顯示動(dòng)作順序，并在打印機(jī)上打印。順序事件及時(shí)存檔，存檔保存時(shí)間可由調(diào)度員確定。（1）按時(shí)間先后記錄廠站遙信變位狀況，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；（2）具有40ms可調(diào)去抖功能；（3）可按主站、時(shí)間、事項(xiàng)類型等多種方式檢索歷史記錄。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端6）畫面顯示功能

調(diào)度員工作站可以顯示系統(tǒng)的各種畫面，其畫面顯示功能如下：（1）系統(tǒng)采用全圖形、多窗口化顯示風(fēng)格，可同時(shí)監(jiān)視多幅畫面，可以滾動(dòng)顯示畫面。

（

2）畫面的背景色有多種顏色可供用戶選擇。

（

3）用戶畫面窗口具有平滑縮放功能，縮放時(shí)畫面上的各設(shè)備動(dòng)態(tài)符號(hào)相對(duì)位置保持不變，且是全圖形的。

（

4）系統(tǒng)單線圖的動(dòng)態(tài)顯示智能化，除原始信息從被控站獲取外，其他所有動(dòng)態(tài)顯示的邏輯判斷功能，均是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。

（

5）系統(tǒng)提供豐富的用戶畫面，配置各種圖表顯示方式。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端（

6）主要用戶畫面種類如下：●線路示意圖：以地理圖方式顯示線路走向及車站設(shè)置。●供電系統(tǒng)示意圖：動(dòng)態(tài)顯示牽引供電網(wǎng)絡(luò)及各主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。●電設(shè)施分布示意圖：顯示全線各種變電所的位置分布?！窨烧{(diào)出二級(jí)顯示調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行工況圖：包括調(diào)度所設(shè)備、被控站設(shè)備、通道等在內(nèi)的整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)配置情況及各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息?！褡冸娝C合自動(dòng)化構(gòu)成示意圖：包括控制信號(hào)盤、間隔單元、所內(nèi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等配置情況及各種模塊運(yùn)行狀態(tài)等信息?！窀髯冸娝鹘泳€和接觸網(wǎng)線路圖：動(dòng)態(tài)顯示各變電所的主接線、接觸網(wǎng)線路和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端●程控顯示畫面：在主接線圖中用鼠標(biāo)點(diǎn)中程控操作菜單后，將顯示該站的程控項(xiàng)目窗口?！襁b測(cè)曲線畫面：顯示各遙測(cè)量的趨勢(shì)曲線?！耠姸攘恐狈綀D：顯示有功電度量和無(wú)功電度量。●統(tǒng)計(jì)報(bào)表：顯示各種報(bào)表，包括以下報(bào)表，還可根據(jù)用戶要求定制?！袷录涗?、操作記錄、警報(bào)記錄。●每日（月、季、年）電量及極值統(tǒng)計(jì)報(bào)表?！裨O(shè)備檔案報(bào)表。

牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端分析員工作站

充分利用調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如整定,錄波等數(shù)據(jù)以友好的人機(jī)界面提供多種結(jié)果。了解牽引供電調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成、對(duì)牽引供電系統(tǒng)及電力監(jiān)控系統(tǒng)本身的設(shè)備檔案及調(diào)度文檔的管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成制作、事故分析等?？煞诸愶@示各種主要設(shè)備參數(shù)、故障信息列表記錄，并可對(duì)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)進(jìn)行記錄。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端分析員工作站系統(tǒng)功能★設(shè)備檔案管理★調(diào)度文檔的管理★統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成制作★事故分析★整定值設(shè)置及整定區(qū)切換二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端維護(hù)工作站

維護(hù)工作站完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建立及修改、畫面建立及修改、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)視、環(huán)境參數(shù)設(shè)置，發(fā)布系統(tǒng)的一些重要命令、報(bào)表記錄的查詢轉(zhuǎn)存，數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端模擬屏（大屏幕投影儀）

模擬屏主要顯示電力系統(tǒng)的全貌和最關(guān)鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。它是調(diào)度人員監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行的傳統(tǒng)手段。模擬屏有不對(duì)位和燈光式兩種。模擬盤缺點(diǎn)：1）不便于修改畫面、擴(kuò)容2）不能與視頻顯示接口大屏幕投影墻顯示方式特點(diǎn)：操作員對(duì)全線情況一目了然，方便操作靈活，可以顯示視屏等多種格式信息畫面修改后顯示不受影響。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端電力調(diào)度中心模擬屏圖二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端牽引供電調(diào)度中心大屏幕圖二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端復(fù)示終端

復(fù)示實(shí)質(zhì)上是調(diào)度員控制臺(tái)的一種，但操作權(quán)限小，它不是裝在調(diào)度室內(nèi)而是裝在遠(yuǎn)方。它可讓未裝中央監(jiān)視系統(tǒng)的下級(jí)調(diào)度中心值班人員監(jiān)視所管轄的電力網(wǎng)信息，或作為上級(jí)主管和有關(guān)業(yè)務(wù)部門了解電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的工具。

二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端打印機(jī)

打印機(jī)是主要的記錄設(shè)備。電力系統(tǒng)中發(fā)生的異?；蚴鹿?，發(fā)生的時(shí)間順序以及日常的正點(diǎn)運(yùn)行報(bào)表都要通過(guò)不同的打印機(jī)打印出來(lái)。記錄儀表和拷貝機(jī)對(duì)于特別重要的參數(shù)，如頻率和聯(lián)絡(luò)線交換功率等，可以設(shè)置記錄儀表，可將這些參數(shù)的變化曲線完整的記錄下來(lái)。拷貝機(jī)可以把重要的屏幕顯示器畫面拷貝下來(lái)，以備事后分析和查詢。二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端GPS時(shí)鐘

在調(diào)度端和被控站內(nèi)均設(shè)有GPS時(shí)鐘系統(tǒng)，正常情況下，控制站站設(shè)備和被控站設(shè)備的時(shí)鐘都與GPS時(shí)鐘系統(tǒng)對(duì)時(shí)，以保證所有設(shè)備時(shí)鐘同步。當(dāng)GPS時(shí)鐘系統(tǒng)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)采用軟件對(duì)時(shí)。此外，系統(tǒng)能夠監(jiān)視GPS時(shí)鐘系統(tǒng)的狀態(tài)，顯示通信狀態(tài)等信息。

SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

哈大線牽引供電SCADA調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目概況

哈大線牽引供電系統(tǒng)管轄全線近950km的復(fù)線電氣化鐵路的17個(gè)變電所，供電范圍包括哈爾濱、長(zhǎng)春、大連、沈陽(yáng)四個(gè)原鐵路分局。全線在沈陽(yáng)設(shè)置一個(gè)總牽引供電調(diào)度所，在哈爾濱、長(zhǎng)春、大連設(shè)置三個(gè)分調(diào)所。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

調(diào)度端結(jié)構(gòu)組成:

哈大線SCADA系統(tǒng)設(shè)一個(gè)主調(diào)度中心，三個(gè)分調(diào)度中心，是一個(gè)基于廣域網(wǎng)的調(diào)度端（WAN）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主控中心內(nèi)部采用10M/100M自適應(yīng)局域網(wǎng)連接要由主服務(wù)器、GPS全球定位系統(tǒng)、調(diào)度員工作站、數(shù)據(jù)維護(hù)工作站、通信前置機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相應(yīng)的外圍設(shè)備組成。各分控中心內(nèi)部通過(guò)10M局域網(wǎng)相連，只配置有調(diào)度員工作站及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和外圍設(shè)備。主控中心和分控中心間通過(guò)路由器和高速M(fèi)ODEM相連。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

哈大線SCADA系統(tǒng)調(diào)度端結(jié)構(gòu)圖SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

廣深線電力SCADA調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目概況:廣深線10KV電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)系于1997年投運(yùn)，全線共管轄8個(gè)配電所，13個(gè)開(kāi)關(guān)站。全線電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)分為2個(gè)通信群，通道結(jié)構(gòu)為環(huán)形通道，第一群通道管轄3個(gè)配電所，6個(gè)開(kāi)關(guān)站；第二群通道管轄5個(gè)配電所，7個(gè)開(kāi)關(guān)站。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

廣深電力SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

秦沈線SCADA系統(tǒng)調(diào)度端項(xiàng)目概況:秦沈客運(yùn)專線在沈陽(yáng)分局設(shè)牽引供電調(diào)度所,該遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由設(shè)在調(diào)度所內(nèi)的控制站設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸通道、設(shè)在沿線各牽引變電所、分區(qū)所、開(kāi)閉所、網(wǎng)上開(kāi)關(guān)站及維修基地遠(yuǎn)動(dòng)復(fù)示終端設(shè)備組成。全線調(diào)度劃分為兩個(gè)調(diào)度臺(tái)。第一調(diào)度臺(tái)管轄范圍為由山海關(guān)至錦州南（含），包括四個(gè)牽引變電所、一個(gè)開(kāi)閉所、三個(gè)分區(qū)所、一個(gè)網(wǎng)上開(kāi)關(guān)站；第二調(diào)度臺(tái)管轄范圍為由錦州南（不含）至分局界（錦州與沈陽(yáng)分局），包括三個(gè)牽引變電所、四個(gè)分區(qū)所、一個(gè)網(wǎng)上開(kāi)關(guān)站。一個(gè)分區(qū)所及一個(gè)網(wǎng)上開(kāi)關(guān)站納入既有哈大線沈陽(yáng)牽引供電調(diào)度所。其中分局界分區(qū)所采用一機(jī)雙調(diào)方式.SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

秦沈客運(yùn)專線SCADA系統(tǒng)調(diào)度端結(jié)構(gòu)圖SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

膠濟(jì)線牽引供電SCADA系統(tǒng)項(xiàng)目概況:膠濟(jì)線青島分局范圍新建電力調(diào)度所1處，管轄范圍包括新建牽引變電所8處（含V停開(kāi)關(guān)的監(jiān)控）、開(kāi)閉所2處、柱上分區(qū)所9處（含V停開(kāi)關(guān)的監(jiān)控），及獨(dú)立設(shè)置的負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)RTU2處，8座牽引變電所和9處柱上分區(qū)所，港灣、東風(fēng)開(kāi)閉所。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

膠濟(jì)線SCADA系統(tǒng)調(diào)度端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

系統(tǒng)主要特點(diǎn)：1采用大容量的RAID5級(jí)光通道磁盤陣列2UNIX+WINDOWS相結(jié)合的穩(wěn)定靈活的操作系統(tǒng)平臺(tái)3系統(tǒng)具有“1+N”冗余功能，系統(tǒng)中的調(diào)度員工作站、打印機(jī)均可實(shí)現(xiàn)“1+N”冗余備用。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

上海鐵路局管內(nèi)綜合牽引SCADA調(diào)度端系統(tǒng)項(xiàng)目概述:上海鐵路局電力調(diào)度所設(shè)置一套調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)其在京滬線，滬杭線，浙贛線所管轄的牽引變電所、分區(qū)所、開(kāi)閉所以及樞紐接觸網(wǎng)開(kāi)關(guān)等牽引供電設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理，是一個(gè)綜合調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)：該調(diào)度系統(tǒng)由設(shè)在電力調(diào)度所內(nèi)的控制站設(shè)備、調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道及設(shè)在沿線各牽引變電所、分區(qū)所、開(kāi)閉所的被控站綜合自動(dòng)化設(shè)備組成。該調(diào)度系統(tǒng)劃分為六個(gè)調(diào)度臺(tái)。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

上海局SCADA系統(tǒng)調(diào)度端結(jié)構(gòu)SCADA系統(tǒng)調(diào)度端典型案例

系統(tǒng)特點(diǎn)為：★管轄區(qū)域廣，被控站點(diǎn)多，被控站無(wú)人值班，信息量大★采用開(kāi)放性跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展自如，配置靈活，可滿足不同用戶或不同系統(tǒng)的需求。★采用SDH高速數(shù)字通信網(wǎng)★采用新型高效的存儲(chǔ)模式，存儲(chǔ)設(shè)備獨(dú)立于服務(wù)器平臺(tái)，易于實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)器平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享高速光纖存儲(chǔ)網(wǎng)利用光纖網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可伸縮性，易于實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)與實(shí)時(shí)應(yīng)用網(wǎng)的分離，即保證了大數(shù)據(jù)流，多用戶訪問(wèn)的實(shí)時(shí)、可靠性，又不影響在線應(yīng)用的實(shí)時(shí)性，解決大型調(diào)度系統(tǒng)中的LAN帶寬瓶頸問(wèn)題。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端運(yùn)行中常見(jiàn)故障及處理

調(diào)度端設(shè)備顯示信息及分析

SCADA系統(tǒng)調(diào)度端一般設(shè)置維護(hù)工作站，在維護(hù)工作站上可以運(yùn)行監(jiān)控程序顯示調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以查詢調(diào)度設(shè)備的啟動(dòng)／停止記錄，調(diào)度設(shè)備中的UPS停電時(shí)還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信使通知各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)工作站，提示UPS電池所能供電的時(shí)間，以便調(diào)度人員及時(shí)做好處理。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端運(yùn)行中常見(jiàn)故障及處理被控站設(shè)備運(yùn)行情況監(jiān)視及分析

SCADA系統(tǒng)被控站一般由傳統(tǒng)RTU或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)組成。對(duì)傳統(tǒng)RTU可以通過(guò)板級(jí)自檢命令測(cè)試被控站各模板，對(duì)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)其各保護(hù)測(cè)控單元的狀態(tài)監(jiān)視其工作狀態(tài)，在遙控過(guò)程中出現(xiàn)“遙控失敗”，“選擇失敗”提示，也多為測(cè)控模板故障。在調(diào)度員工作站由形象的動(dòng)態(tài)通道監(jiān)視圖標(biāo)，調(diào)度員在完成遙控操作時(shí)也可以先確認(rèn)通道的正常，也可以通過(guò)對(duì)某一被控站的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行控制測(cè)試通道(及測(cè)控模塊)。通道故障也可通過(guò)一些調(diào)度命令的提示進(jìn)行判斷。SCADA系統(tǒng)調(diào)度端發(fā)展趨勢(shì)

分布式的體系結(jié)構(gòu)

由封閉，專用型向開(kāi)放型轉(zhuǎn)變采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)

SCADA/EMIS/CTC的一體化綜合系統(tǒng)

1234二、牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端牽引供電調(diào)度管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)過(guò)去現(xiàn)在將來(lái)集中化C／S和分布化分布化，基于組件和代理沒(méi)有使用標(biāo)準(zhǔn)使用操作系統(tǒng)，圖形比，協(xié)議及編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)所有目前的標(biāo)準(zhǔn)加數(shù)據(jù)庫(kù)及各種APl更易于應(yīng)用的集成依賴與軟件及硬件不依賴硬件不依賴硬件及基礎(chǔ)軟件(操作系統(tǒng)，中間件和數(shù)據(jù)庫(kù))不具備互操作性，不易維護(hù)，很難擴(kuò)展易維護(hù)，擴(kuò)展，模塊化，可仲縮，具備互操作性完全開(kāi)放，組件和基于代理具備互操作性半圖型人機(jī)界面全圖形人機(jī)界面全圖形，基于Web人機(jī)界面，先進(jìn)的可視化資源控制中心與本級(jí)控制中心局部互聯(lián)控制中心與其它控制中心互聯(lián)在開(kāi)放式環(huán)境中不受區(qū)域限制的深度互聯(lián)自律性，基于控制中心自身收集的信息決策自律性，較小依賴外部數(shù)據(jù)半自律，對(duì)外部數(shù)據(jù)高依賴生命周期依賴于硬件生命周期依賴于基本軟件標(biāo)準(zhǔn)生命周期依賴于組件接口標(biāo)準(zhǔn)牽引供電SCADA系統(tǒng)調(diào)度端牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

牽引供電SCADA系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引供電設(shè)備的集中管理和統(tǒng)一調(diào)度，就必須建立與之相適應(yīng)的專用通信系統(tǒng)。因此，通信系統(tǒng)是牽引供電SCADA系統(tǒng)的重要組成部分，也是整個(gè)牽引供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化和管理自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

概述牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信系統(tǒng)的模型牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

模擬通信系統(tǒng)是指利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)。信源發(fā)出的信號(hào)，無(wú)論數(shù)字信號(hào)還是模擬信號(hào)都是基帶信號(hào)，基帶信號(hào)具有頻率很低的頻譜分量；不便傳輸，因此需要將其變換為適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換還原完成這種變換和反變換的設(shè)備為調(diào)制器和解調(diào)器。

模擬通信牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

數(shù)字通信系統(tǒng)是指在通信系統(tǒng)中所傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制或多進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的一種通信方式。它的主要特點(diǎn)就是在調(diào)制之前要經(jīng)過(guò)兩次編碼，相應(yīng)地，在接收解調(diào)后也要經(jīng)過(guò)兩次譯碼。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)主要有兩種方式：一是脈沖編碼調(diào)制PCM(PulseCodeModulation)，另一種是增量調(diào)制(AM)

數(shù)字通信牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信

所謂數(shù)據(jù)通信是指信源本身發(fā)出的就是數(shù)字形式的消息，如電報(bào)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)及指令等。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)框圖與數(shù)字通信系統(tǒng)類似，但它與數(shù)字通信系統(tǒng)之間最大的不同在于，其信源發(fā)出的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，無(wú)需經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換，而只需考慮對(duì)信源進(jìn)行壓縮編碼措施以降低信源的冗余度，提高有效性。牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通信網(wǎng)就是在一定范圍內(nèi)以通信設(shè)備和交換設(shè)備為點(diǎn)，以傳輸設(shè)備為線，按一定順序點(diǎn)線相連形成的有機(jī)組合的系統(tǒng)，它可以完成多個(gè)對(duì)多個(gè)用戶的通信。構(gòu)成通信網(wǎng)的基本要素有終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備。

牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第一階段：面向終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二階段：計(jì)算機(jī)－計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)單網(wǎng)第三階段：開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)第四階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高速化發(fā)展階段數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，亦稱計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，主要是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)終端與計(jì)算機(jī)間的通信而建立的網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)：資源共享和信息交換牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)局域網(wǎng)LocalAreaNetwork廣域網(wǎng)WideAreaNetwork城域網(wǎng)MetropolitanAreaNetwork牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.通信網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間需要互連互通2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所涉及的硬件、軟件種類繁多3.計(jì)算機(jī)設(shè)備又出自不同的廠商，用于不同的目的靈活、標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口及協(xié)議能適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境、不同用戶的需要國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織制定了開(kāi)放系統(tǒng)互連OSI(OpenSystemInterconnect)的七層參考模型123根源需求結(jié)果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ISO／OSI七層參考模型牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

Internet是世界是最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，隨著Internet的普及，TCP/IP協(xié)議也成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，TCP/IP參考模型僅包括四層，更加簡(jiǎn)潔。層次主要協(xié)議應(yīng)用層SMTP、DNS、DSP、FTP、TELNET、GOPHER、WAIS、HTTP...傳輸層TCP、UDP、DVP...網(wǎng)絡(luò)層IP、ICMp、AKP、PARP、UUCP...接口層ETHERNET、ARPANET、PDN..牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)牽引供電SCADA系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)基本概念

牽引供電SCADA系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)在調(diào)度端計(jì)算機(jī)與被控站系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸，因此它屬于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的范疇，其任務(wù)是將調(diào)度端的計(jì)算機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可靠、安全、實(shí)時(shí)地傳送到被控站，同時(shí)，還能將被控站采集的各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度端。牽引供電SCADA系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)模型

牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)前鐵路通信網(wǎng)絡(luò)主要采用SDH系統(tǒng)SDH簡(jiǎn)介SDH（SynchronousDigitalHierarchy）同步數(shù)字體系是在PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）發(fā)展出現(xiàn)許多無(wú)法克服的缺陷情況下發(fā)展起來(lái)的。PDH缺點(diǎn)：

★僅有標(biāo)準(zhǔn)化的電接口而沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的光接口,導(dǎo)致各廠家自行生產(chǎn)不能直接從光到光實(shí)現(xiàn)直通和調(diào)配

★兩大不同數(shù)字系列的兼容性問(wèn)題，北美和日本采用的是1544kbit/S系，又稱T1系列;以歐洲、中國(guó)為代表的采用的是2048kbit/S系列，又稱E1系列

★對(duì)數(shù)字通信網(wǎng)的管理能力嚴(yán)重不足

★交叉、復(fù)接異常復(fù)雜牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)SDH特點(diǎn)：★具有世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，易于不同廠家設(shè)備的互連、互通★有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí),稱為同步傳送模塊STM-1、STM-4、STM-16、STM-64155Mbit/s,622Mbit/s,2488Mbit/s和99532Mbit/s★網(wǎng)管功能十分強(qiáng)大★可以非常容易實(shí)現(xiàn)自愈功能★既能夠兼容現(xiàn)存的各種PDH系列,又充分考慮到未來(lái)發(fā)展需要牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

牽引供電SCADA通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有如下五種結(jié)構(gòu)：星形、總線形、環(huán)形、樹(shù)形，網(wǎng)狀牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

調(diào)度端和被控站可以組成分散主動(dòng)的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)論是來(lái)自調(diào)度端還是被控站的報(bào)文由一個(gè)站傳往另—個(gè)站傳遞的次序根據(jù)目的地址來(lái)進(jìn)行選擇。

樹(shù)形結(jié)構(gòu)

樹(shù)形結(jié)構(gòu)是—個(gè)分層分支的結(jié)構(gòu)，調(diào)度站一個(gè)分支和節(jié)點(diǎn)故障不影響其他分支和節(jié)點(diǎn)的工作。

環(huán)形結(jié)構(gòu)

調(diào)度端通過(guò)兩個(gè)通信口與遠(yuǎn)近兩個(gè)被控站相連。

總線(T)形結(jié)構(gòu)

調(diào)度端經(jīng)過(guò)共線信道與被控站相連，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息都可沿著總線傳輸，并被總線上其它任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收。星形點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

它以調(diào)度端為中心，分別向各個(gè)被控站節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，一旦在調(diào)度端與被控站節(jié)點(diǎn)間建立連接后，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間就是一條專用連接線路。

牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信及傳輸方式

在SCADA通信系統(tǒng)中，為了提供對(duì)信息進(jìn)行有效而又可靠的傳輸，常采用以下幾種通信方式：

牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

并行傳輸

并行傳輸是指數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上的傳輸。按照數(shù)字信號(hào)在通信信道里的基本傳輸方式

串行傳輸

串行通信就是將數(shù)據(jù)比特流按位在一條信道上傳送。牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)異步傳輸方式：是以字符為單位進(jìn)行同步優(yōu)點(diǎn)：每一個(gè)字符本身就包括了同步信息不需要在線路兩端設(shè)置專門的同步設(shè)備，收發(fā)同步簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：每發(fā)一個(gè)字符就要填加一對(duì)起止信號(hào)，造成了線路的附加開(kāi)銷，降低了通信網(wǎng)絡(luò)的可用性常用的同步技術(shù)有兩種：異步傳輸方式和同步傳輸方式。牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同步傳輸方式：以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)串行地發(fā)送數(shù)字信號(hào)特點(diǎn)：需建立收、發(fā)雙方的同步時(shí)鐘。即不管是否傳送信息，要求收發(fā)兩端的時(shí)鐘都必須在每個(gè)比特（位）上保持一致?tīng)恳╇奡CADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)編碼或編碼組具有糾錯(cuò)和檢錯(cuò)能力常用的差錯(cuò)控制編碼方法有：

偶校驗(yàn)碼恒比碼漢明碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（又稱CRC碼）等在牽引供電SCCADA系統(tǒng)中，差錯(cuò)控制編碼常采用奇偶校驗(yàn)碼和循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)前向糾錯(cuò)（FEC－ForwardErrorCorrection）優(yōu)點(diǎn)：前向糾錯(cuò)不需要反向信道，也不存在由于反饋重發(fā)而造成的時(shí)延，因而實(shí)時(shí)性好缺點(diǎn)：需要較為復(fù)雜的編、譯碼設(shè)備；需要較多的冗余碼元，使傳輸效率有所下降應(yīng)用：誤碼率較少的單向信道牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ－AutomaticRepeatRequest）原理：★發(fā)送端對(duì)所發(fā)送的序列進(jìn)行差錯(cuò)編碼★接收端根據(jù)檢驗(yàn)序列的編碼規(guī)則判決有無(wú)誤碼★若有誤碼，利用反向信道要求發(fā)送端重發(fā)有錯(cuò)的信息★直至接收端收到正確的信息為止?fàn)恳╇奡CADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)混合糾錯(cuò)(HEC-HybridErrorCorrection)★發(fā)送端發(fā)送具有一定糾錯(cuò)能力的碼字★接收端對(duì)所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)★若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，就對(duì)少量的能糾正的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正★對(duì)超過(guò)糾錯(cuò)能力的差錯(cuò)通過(guò)反饋重發(fā)方式予以糾正優(yōu)點(diǎn)：彌補(bǔ)了反饋重發(fā)和前向糾錯(cuò)的缺點(diǎn)牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(1)音頻線路頻率范圍:300-3400Hz;線路特性阻抗:6000歐電纜傳輸方式：二線或四線全雙工;傳輸距離：不超過(guò)2～3公里;通道雜音電平：≤-55dB;信號(hào)線間串?dāng)_電平：≤-65dB信噪比：≥17dB（含瞬時(shí)）比特差錯(cuò)率：≤10－5（在信噪比為17dB時(shí)）通信信道常用的實(shí)現(xiàn)方式:音頻通道、光纖通道和無(wú)線通道牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(2)光纖線路優(yōu)點(diǎn)：寬頻帶、大容量、中繼距離長(zhǎng)、抗電磁干擾能力強(qiáng)牽引供電SCADA系統(tǒng)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)

衡量和評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)是系統(tǒng)的有效性和可靠性。

(1)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)