【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 完善、性能優(yōu)越、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的產(chǎn)品。 。 。 ，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適度預(yù)留遠(yuǎn)期擴(kuò)展裕量。 系統(tǒng)構(gòu)成 1 采用分立系統(tǒng)建設(shè)模式時(shí)的系統(tǒng)構(gòu)成 傳統(tǒng)的分立電力監(jiān)控系統(tǒng)由電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)、通信通道、變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、供電復(fù)示系統(tǒng)四部分組成。 2 采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)模式時(shí)的系統(tǒng)構(gòu)成 在控制中心及車(chē)站集成了電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)，綜合 監(jiān)控系統(tǒng)為這些不 同的系統(tǒng)提供了一 個(gè)綜合的信息平臺(tái)， 這些系統(tǒng)的主要硬件、 軟件均由綜合監(jiān)控系 統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一構(gòu)建，綜合 監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng) 在中心級(jí)和車(chē)站級(jí)的 系統(tǒng)功能。 監(jiān)控對(duì)象 電力監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)功能，應(yīng)以監(jiān)控對(duì)象為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該明確供電系統(tǒng)需要監(jiān)控的具體范圍和具體對(duì)象，然后根據(jù)這些對(duì)象的具體運(yùn)行方式、控制模式等情況進(jìn)行系統(tǒng)功能及軟硬件設(shè)計(jì)。電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象隨不同地區(qū)外電源電網(wǎng)現(xiàn)狀、不同類(lèi)型供電系統(tǒng)建設(shè)形式而不同，監(jiān)控對(duì)象需要按照供電系統(tǒng)的具體內(nèi)容而定。 具體到某個(gè)工程時(shí)，應(yīng)根據(jù)該工程的供電系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)情況、當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門(mén)的具體需求進(jìn)行修改、補(bǔ)充，以滿(mǎn)足電力調(diào)度的需求。 技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)是指系統(tǒng)建設(shè)完成后的應(yīng)用性指標(biāo)，此指標(biāo)在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)也作為系統(tǒng)招標(biāo)的限制性?xún)?nèi)容，系統(tǒng)集成商的軟硬件配置需要滿(mǎn)足此指標(biāo)的要求。 下面為工程設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)文件中應(yīng)該包含的技術(shù)指標(biāo)，這些指標(biāo)也應(yīng)該作為系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)的驗(yàn)證性指標(biāo)，用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)集成商所提供的產(chǎn)品是否為合格產(chǎn)品。 技術(shù)指標(biāo)的具體數(shù)值根據(jù)各工程系統(tǒng)軟硬件的復(fù)雜程度、系統(tǒng)規(guī)模的大小而有所不同。 工程設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)設(shè)定主要參考 《 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范 》（ GB501572022）、 《 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng) 》（ GB104112022）等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)確定。 由于計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)指標(biāo)也應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前的自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)水平確定。 中央監(jiān)控系統(tǒng) 中央監(jiān)控系統(tǒng)，即電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)電力調(diào)度中心，其功能主要有控制、數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報(bào)警、查詢(xún)等。 中央監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置方案 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)工程需要、技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)條件等可以選擇不同的配置方案。 目前城市軌道交通工程中，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置的基本方案主要有以下三種類(lèi)型： 雙冗余網(wǎng)絡(luò)配置方案需要設(shè)兩套并列運(yùn)行的以太網(wǎng)交換機(jī)，它們可以按照主備方式運(yùn)行，也可以同時(shí)運(yùn)行。該方案系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，相應(yīng)的建設(shè)投資也高，適用于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高的工程。網(wǎng)絡(luò)配如圖 23所示。 雙冗余網(wǎng)絡(luò)配置方案需要設(shè)兩套并列運(yùn)行的以太網(wǎng)交換機(jī)，它們可以按照主備方式運(yùn)行，也可以同時(shí)運(yùn)行。該方案系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，相應(yīng)的建設(shè)投資也高，適用于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高的工程。 單網(wǎng)配置方案設(shè)一套以太網(wǎng)交換機(jī)，如果交換機(jī)出現(xiàn)故障，則整個(gè)系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)行。該方案運(yùn)行可靠性低，但相應(yīng)的建設(shè)投資也低，適用于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低的工程。 此方案將數(shù)據(jù)采集網(wǎng)與應(yīng)用網(wǎng)分開(kāi)設(shè)置，采集網(wǎng)專(zhuān)用于控制中心與各變電所之間的數(shù)據(jù)交換，應(yīng)用網(wǎng)用于控制中心內(nèi)服務(wù)器、工作站之間的通信。該方案可以減少數(shù)據(jù)采集過(guò)程對(duì)應(yīng)用網(wǎng)的影響，適用于控制中心與變電所采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式通信的工程，也適用于數(shù)據(jù)采集量較大，而控制中心服務(wù)器等設(shè)備配置等級(jí)又較低的工程。同時(shí)，因該方案系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低，設(shè)備硬件配置要求相對(duì)較低，相應(yīng)建設(shè)投資較低，因而適用于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低的工程。 中央監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案 控制中心局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)根據(jù) 。交換機(jī)接口的數(shù)量根據(jù)工程實(shí)際情況選擇，并預(yù)留一定數(shù)量端口。交換機(jī)應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)配置。 選擇端口類(lèi)型時(shí)，需要考慮系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)的接口距離，如果雙方接口距離較大（超過(guò) 100米），應(yīng)選擇光接口，避免增加單獨(dú)的光電轉(zhuǎn)換裝置。 控制中心設(shè)冗余高端服務(wù)器作為全縣信息中心，可將全線各車(chē)站和車(chē)輛段的必要信息匯集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，支持個(gè)工作站的監(jiān)管功能，支持全線SCADA功能。 服務(wù)器的數(shù)量可以根據(jù)工程投資條件及可靠性要求選擇單臺(tái)或雙臺(tái)，如果采用雙臺(tái)服務(wù)器，則雙臺(tái)服務(wù)器形成雙機(jī)熱備用。兩臺(tái)服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)校對(duì)，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致。 根據(jù)工程對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求及工程投資條件，控制中心可以由系統(tǒng)服務(wù)器兼作歷史服務(wù)器，也可以配置專(zhuān)用的歷史服務(wù)器，用于歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 、調(diào)度員工作站等 控制中心應(yīng)配置維護(hù)工作站，負(fù)責(zé)全線計(jì)算機(jī)設(shè)備的組態(tài)、維護(hù)管理，支持系統(tǒng)維護(hù)工程師功能。設(shè)調(diào)度員工作站，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度員操作功能。視用戶(hù)要求及工程投資條件可設(shè)模擬培訓(xùn)工作站、網(wǎng)管工作站等，以實(shí)現(xiàn)員工的模擬培訓(xùn)，并對(duì)全線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，做到性能管理、配置管理和故障管理。 另外，如果與其他系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)接口，宜設(shè)接口工作站，并采取軟件或硬件網(wǎng)絡(luò)隔離措施沒(méi)，保證系統(tǒng)的安全。 按照電力調(diào)度及系統(tǒng)維護(hù)的需求，控制中心至少需要配置兩臺(tái)打印機(jī)。 打印機(jī)可以配置為網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)或者普通打印機(jī)。網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)可以直接與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各工作站連接，普通打印機(jī)需要通過(guò)某臺(tái)工作站實(shí)現(xiàn)打印機(jī)共享。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它綜合了變電所內(nèi)全部二次設(shè)備功能。它以微機(jī)保護(hù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主體，加上變電所其他智能設(shè)備構(gòu)成功能綜合的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想以及安裝的物理位置不同，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的組態(tài)模式可以分為很多種類(lèi)，且每一種類(lèi)又因變電所實(shí)際情況不同而有所差異。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想上劃分有集中式、分布式和分層分布式；從安裝物理位置上劃分有集中組屏、分層組屏和分散在一次設(shè)備間隔安裝等形式。 集中式： 集中式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是按功能劃分的模式。系統(tǒng)功能模塊與硬件無(wú)關(guān)。各功能模塊用模塊化軟件連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且集中采集信息，集中處理運(yùn)算。但是對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求高，存在著系統(tǒng)可擴(kuò)性及可維護(hù)性較差，難以應(yīng)用 DSP技術(shù)等缺點(diǎn)。因此，這種模式除了在早期綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用外，目前已基本被新的模式所替代。 分布式： 分布式組態(tài)模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從 CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊（通常是多個(gè) CPU）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，多 CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了 CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。另外，可以選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問(wèn)題，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。 分層分布式： 分層分布式系統(tǒng)從邏輯上將變電所自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電所層（所級(jí)測(cè)控主單元）和間隔層（間隔單元）。 它是采用“面對(duì)對(duì)象”即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的。間隔層各數(shù)據(jù)采集、控制單元和保護(hù)單元就地分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，各個(gè)單元的設(shè)備互相獨(dú)立，僅通過(guò)通信網(wǎng)互聯(lián)，并同所級(jí)測(cè)控主單元通信。 通常，能在間隔層完成的功能一般不依賴(lài)通信網(wǎng)絡(luò)，如保護(hù)功能本身不依賴(lài)于通信網(wǎng)。通信網(wǎng)的通信可以是光纜或雙絞線等，該組態(tài)模式集中了分布式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。此外，還最大限度地壓縮了二次備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了土建投資。系統(tǒng)本身配置靈活，從安裝配置上除了能分散安裝在間隔層開(kāi)關(guān)柜上以外，還可能實(shí)現(xiàn)在控制室內(nèi)集中組屏或分層組屏，即可以一部分集中在控制室內(nèi)，另一部分集中在低壓開(kāi)關(guān)室內(nèi)分別組屏等。系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，主要包括控制及操作功能、數(shù)據(jù)采集與處理功能、顯示功能、報(bào)警功能、系統(tǒng)權(quán)限管理功能、中文顯示及處理能力、系統(tǒng)容錯(cuò)能力及自診斷功能、冗余設(shè)備自動(dòng)切換功能、系統(tǒng)自檢、時(shí)鐘同步、便攜式維護(hù)計(jì)算機(jī)通信功能以及智能設(shè)備接口功能。 下面功能是各類(lèi)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一般功能綜述。其中控制與操作功能、數(shù)據(jù)采集與處理功能、系統(tǒng)權(quán)限管理功能同中央監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)似。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的配置方案 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的配置方案主要從以下三個(gè)方面考慮： ，選擇配置所內(nèi)雙網(wǎng)或者單網(wǎng)、監(jiān)控單元是否冗余配置。 ，選擇變電所內(nèi)是否配置人機(jī)界面設(shè)備。 ，該變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需要綜合考慮接入變電所內(nèi)的門(mén)禁信號(hào)和火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。 以下介紹常見(jiàn)三種配置方案，具體配置需要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)。 方案一：配置雙冗余監(jiān)控單元、單臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)、單套工作站 方案二：配置雙冗余監(jiān)控單元、不設(shè)置工作站 方案三：配置單臺(tái)監(jiān)控單元、不設(shè)置工作站 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)硬件配置 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備采用組屏安裝，綜控屏的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)配置方案確定。屏內(nèi)安裝監(jiān)控單元、局域網(wǎng)設(shè)備等；屏上設(shè)有音響報(bào)警裝置，具有事故、預(yù)告兩種音響。 所內(nèi)通信網(wǎng)采用適合于城市軌道交通使用環(huán)境的抗干擾性強(qiáng)、阻燃、鎧裝通信介質(zhì)，優(yōu)先選用屏蔽 5類(lèi)線。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備宜選用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。 操作員站設(shè)置于有人值守的變電所，可以采用組屏安裝方式，也可以根據(jù)工程需要單獨(dú)放置在專(zhuān)用值班室內(nèi)。操作員站應(yīng)采用工業(yè)級(jí) PC。 監(jiān)控單元用于實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型子監(jiān)控單元規(guī)約的轉(zhuǎn)換，應(yīng)支持與 CANbus、Lonworks、 Profibus等多種現(xiàn)場(chǎng)總線的借口，支持 RS23 RS422或 RS485等標(biāo)準(zhǔn)接口。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該配置便攜式計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝調(diào)試軟件，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的電源有以下兩種方案： 方案一：由變電所內(nèi)的交直流屏提供不間斷交流、直流電源。 方案二：由變電所內(nèi)的交直流屏提供交流電源，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置 UPS為系統(tǒng)提供不間斷電源。 這兩種方案都可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的電源要求，但是方案一可以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的資源共享，也簡(jiǎn)化了設(shè)備的維護(hù)管理。因此，在工程有條件的情況下優(yōu)選方案一作為系統(tǒng)電源方案。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一般為懸浮地系統(tǒng)，不存在工作接地。系統(tǒng)安全接地及通信電源屏蔽層接地均可通過(guò)與變電所控制室內(nèi)綜控屏內(nèi)接地母排連接實(shí)現(xiàn)。綜控屏內(nèi)接地母排與外引綜合接地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可靠的電氣接地。 4 遠(yuǎn)動(dòng)信息與編碼基本理論 41 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成 數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康木褪菫榱藗魉蛿?shù)字信息 (單向或雙向 )，因此一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成如下： 解調(diào)器 信道譯碼 信源譯碼 終 端 噪 聲 信息源 信源編碼 信道編碼 調(diào)制器 信 道 信息源簡(jiǎn)稱(chēng)信源。發(fā)信者可能是人，也可能是機(jī)器或設(shè)備，所發(fā)送的消息形式不同，概括為信源。 信源編碼器把信源送出的消息 (信號(hào) )變換為數(shù)字的編碼信號(hào)。提高數(shù)字信號(hào)的有效性，解除信號(hào)之間的內(nèi)在聯(lián)系，以壓縮傳輸原始消息所需的數(shù)據(jù)速率。 信道編碼器又稱(chēng)抗干擾編碼器。它是把信源編碼器的輸出碼序列人為地按一定規(guī)則加入多余碼元，以便在接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤，降低差錯(cuò)概率，提高正確識(shí)別信號(hào)的能力，從而提高通信的可靠性。 調(diào)制器是把信道編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)男盘?hào)。 解調(diào)器的作用與調(diào)制器相反，它把接收到的波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字碼序列。 信道譯碼器的作用與信道編碼器相反，通過(guò)譯碼過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)或糾正信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的差錯(cuò)。 信源譯碼器的作用與信源編碼器相反，它具有量化、譯碼和濾波三種功能，恢復(fù)原來(lái)的模擬信號(hào)。 終端設(shè)備可以是人或機(jī)器、設(shè)備。 167。 42 信息量及數(shù)字信號(hào)傳輸要求 遠(yuǎn)動(dòng)是解決如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送消息的技術(shù)。例如，遙測(cè)、遙信中的數(shù)據(jù)是消息；遙控、遙調(diào)中的命令也是消息。 要傳送的 “ 消息 ” ，對(duì)收信者來(lái)說(shuō)是 “ 不確定 ” 的。消息的這種不確定性可用 “ 信息量 ” 來(lái)表示。 一個(gè)事件發(fā)生的概率越小，它的信息量就越大。當(dāng)該事件分成若干個(gè)獨(dú)立事件時(shí)，該事件的總信息量應(yīng)是各個(gè)單獨(dú)的信息量之和。消息的信息量可按下式計(jì)算： 式中： P—事件發(fā)生的概率 I—該事件發(fā)生時(shí)得的信息量。 PI N1log?