【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)具有硬件設(shè)備和軟件任務(wù)模塊的運(yùn)行自監(jiān)視功能，能夠自動(dòng)通過(guò)熱備用切換等機(jī)制保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。● 高效的雙網(wǎng)絡(luò)技術(shù):2) 支持雙冗余高速局域網(wǎng)配置，當(dāng)一個(gè) LAN 出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)可以把所有的網(wǎng)絡(luò)通訊量轉(zhuǎn)向另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。對(duì) 100Mbps Ether、 交換機(jī)、Hub 和其他技術(shù)都有完善的技術(shù)支持。 遙控、遙調(diào)1) 操作員可通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)廠站內(nèi)可控制元件進(jìn)行遙控操作,系統(tǒng)具有遙控返校、超時(shí)取消、遙控條件判斷閉鎖等功能；2) 系統(tǒng)支持根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系完成順控功能。3) 操作員可通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)廠站內(nèi)可調(diào)節(jié)元件（如變壓器分接頭）進(jìn)行遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)對(duì)時(shí)采用衛(wèi)星同步時(shí)鐘（GPS）進(jìn)行 GPS 對(duì)時(shí),可通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)內(nèi)其他計(jì)算機(jī)及各種保護(hù)裝置進(jìn)行對(duì)時(shí)，對(duì)時(shí)周期可設(shè)。 事故追憶● 系統(tǒng)具有事故追憶、事故信息再現(xiàn)及打印事故追憶報(bào)表等功能；● 事故追憶功能在電力系統(tǒng)發(fā)生事故后能自動(dòng)啟動(dòng)；● 事故追憶的范圍為事故前 1 分鐘到事故后 2 分鐘的所有相關(guān)的模擬量，采樣周期可設(shè)置。 并行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)本系統(tǒng)應(yīng)用并行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，每一個(gè)服務(wù)器和工作站都有自己完全同步復(fù)制的面向?qū)ο蟮膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：1) 并行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)隱藏了進(jìn)程的界限和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了局域網(wǎng)通訊量和帶寬要求，提高了通訊效率；2) 軟件模塊沒(méi)有必要知道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的地址，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；3) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以從任何的工作站或服務(wù)器直接訪問(wèn)，總計(jì)算負(fù)荷分布到單個(gè)計(jì)算機(jī)上；4) 支持 SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言）和 ODBC（開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連）數(shù)據(jù)庫(kù)接口標(biāo)準(zhǔn)。5) 當(dāng)有數(shù)據(jù)改變的時(shí)候，這個(gè)消息將在網(wǎng)上廣播出去，相連的主站和服務(wù)器都可以聽(tīng)見(jiàn)和接收。6) 只有變化的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送，并且這種變化信息只需傳輸一次，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量減少。在每臺(tái)工作站和服務(wù)器之間保留獨(dú)立的對(duì)話來(lái)顯示每份數(shù)據(jù)（包括從局域網(wǎng)上傳輸過(guò)多次的老的數(shù)據(jù)） 。每條信息包含一序列號(hào)，丟失的信息會(huì)很快的被發(fā)現(xiàn)，然后會(huì)為丟失的信息重發(fā)請(qǐng)求以便它快速恢復(fù)；7）增加計(jì)算機(jī)而無(wú)須增加帶寬，系統(tǒng)不受網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)的影響。15 / 71 系統(tǒng)自檢功能1)系統(tǒng)具有在線自檢功能，能以圖、表等方式來(lái)直觀反映，并能報(bào)警；2)對(duì)各種命令和操作設(shè)置超時(shí)監(jiān)視；3)對(duì)傳輸失敗的處理，重發(fā)三次才確認(rèn)為硬故障；4)自動(dòng)啟動(dòng)：系統(tǒng)在上電或從嚴(yán)重故障中恢復(fù)時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)；5)通道狀態(tài)監(jiān)視、切換：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)通道的監(jiān)視,主用通道發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)投入備用通道并具有手動(dòng)切換的功能；6)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的故障發(fā)生時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間能自動(dòng)記錄；7)對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行工況監(jiān)視。 安全功能本系統(tǒng)的系統(tǒng)管理軟件提供以下功能：1)操作員登錄需要身份認(rèn)證；2）操作員的任何操作（遙控、人工置數(shù)、修改數(shù)據(jù)參數(shù)、修改歷史數(shù)據(jù)等）均要經(jīng)過(guò)權(quán)限認(rèn)證；3）系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)重要操作均可形成操作記錄。5 技術(shù)參數(shù) 系統(tǒng)容量1)遙信 64*64(可擴(kuò))2)遙測(cè) 32*64(可擴(kuò))3)電度 4*64 (可擴(kuò))4)遙控 2*64 (可擴(kuò))5)SOE 64*64(可擴(kuò))6)采集設(shè)備個(gè)數(shù) ≤64 (可擴(kuò)) 技術(shù)指標(biāo)1)開(kāi)關(guān)變位傳送至主站時(shí)間 ≤ 1s2)遙測(cè)變化傳送至主站時(shí)間 ≤ 1s3)控制命令下行 ≤ 1s4)遙調(diào)命令下行 ≤ 1s5)畫(huà)面響應(yīng)時(shí)間 ≤ 2s6)畫(huà)面刷新間隔 ≤ 2～10s 可調(diào)7)系統(tǒng)可用率 ≥%8)平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 ≥40000h9)CPU 負(fù)載率 正常狀態(tài)下 ≤ 30% 事故情況下 10 秒鐘 ≤ 60%注：具體使用說(shuō)明見(jiàn)《DPS301M 廠站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)》 。第二部分 系列通信服務(wù)器1 概述DPR321CM 通信服務(wù)器為 DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信管理單元。采用以太網(wǎng)或控制局域網(wǎng)直接和網(wǎng)上測(cè)量控制裝置，保護(hù)裝置等其他自動(dòng)化智能設(shè)備交換數(shù)據(jù)。還具有多個(gè)串行通信口和調(diào)制解調(diào)器接口，能同時(shí)與多個(gè)主站或其他串行通信設(shè)備通信。DPR371CM 通信服務(wù)器為 DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)單元，采用控制局域網(wǎng)和保護(hù)裝置連接，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)方式上傳至廠站層，完成 DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng) CANBUS 網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)化功能。DPR321CM、DPR371CM 采用通用的 CPU 模件，配置不同的接口插件，安裝方式不同。DPR321CM 及 DPR371CM 通信服務(wù)器配置說(shuō)明見(jiàn)《DPR320CM 系列通信服務(wù)器說(shuō)明書(shū)》 。2 裝置主要功能 站內(nèi)數(shù)據(jù)的收集1) 本裝置 CPU 插件均有兩個(gè)工業(yè)級(jí)的以太網(wǎng)接口，可用于站內(nèi)組網(wǎng)，裝置通過(guò)以太網(wǎng)收集保護(hù)裝置的信息。以太網(wǎng)接口有兩種形式：RJ45 插口： 用于雙絞線電纜連接；光纖插口： 用于光纜連接；通訊規(guī)約： 以太網(wǎng) 103 規(guī)約；通訊速率： 10Mbps；2) 本裝置每塊 CPU 板均有兩個(gè)適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制局域網(wǎng) CAN 接口，組成雙網(wǎng)絡(luò)；也可將站內(nèi)裝置平均分配到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，以降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。CAN（Controller Area Net）網(wǎng)的主要特點(diǎn)有：高速率： CAN 通信速率最高可達(dá) 1Mbps；長(zhǎng)距離： 直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 10 km；多節(jié)點(diǎn)： 網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)實(shí)際可達(dá) 110 個(gè)；低成本： 通信介質(zhì)無(wú)特殊要求，可采用廉價(jià)的雙絞線；3) 本裝置接口板 1 均有四個(gè)串行通訊口，可以實(shí)現(xiàn)多主站通信或與其他自動(dòng)裝置交換信息。通訊方式：國(guó)標(biāo) 10CDT 等規(guī)約； 通訊速率：300～9600 bps 可調(diào)；通訊接口：RS232，RS485，RS422； 和遠(yuǎn)方主站的通信DPR321CM 具有豐富的接口方式，可通過(guò)以太網(wǎng)口、以太網(wǎng)光纖口、RS23 ，RS48調(diào)制解調(diào)器等與主站通信或與其他控制系統(tǒng)交換信息。裝置集成了豐富的規(guī)約庫(kù)，并可根據(jù)用戶要求單獨(dú)進(jìn)行特殊規(guī)約的開(kāi)發(fā)。通訊規(guī)約：IEC6087051010104 規(guī)約、DL45191 部頒 CDT 規(guī)約、N4FPOLLING 規(guī)約、DISA 規(guī)約、 規(guī)約、MODBUS 規(guī)約、SC1801 規(guī)約；通訊速率：串口 300～9600bps 可調(diào)，以太網(wǎng) 10M/bps；通訊接口：以太網(wǎng)口、以太網(wǎng)光纖口、RS23RS48調(diào)制解調(diào)器； 17 / 71 自診斷具有在線監(jiān)測(cè)功能，調(diào)試診斷直觀方便3 主要技術(shù)性能參數(shù) 以太網(wǎng)最遠(yuǎn)距離：100m 單段，無(wú)中繼器（可通過(guò)適當(dāng)手段延長(zhǎng)） 最大速率：10 Mbps 隔離電壓：大于 1500V 控制局域網(wǎng)最遠(yuǎn)距離：10km 最大速率：1000kbps 隔離電壓：大于 1500V 串行通信口通信速率 300－9600 bps 可調(diào) 實(shí)現(xiàn)與主站通信或站內(nèi)其它串行設(shè)備通信 4 主要原理說(shuō)明 站內(nèi)通信網(wǎng)在礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，目前常用的串行通信接口有 RS23RS422 和 RS485 等接口，而現(xiàn)在站內(nèi)的許多智能裝置也只帶有此類接口，如智能電度表系統(tǒng)、智能直流電源系統(tǒng)、小電流接地選線裝置等等。為了滿足現(xiàn)場(chǎng)信息采集的需要，此類接口必須具備。在自動(dòng)化系統(tǒng)信息流中，從信息的重要性和數(shù)據(jù)的容量來(lái)看，數(shù)據(jù)采集和繼電保護(hù)信息作為主要信息。RS232 通信有效距離短，而 RS485 為主從式通信結(jié)構(gòu)，在多節(jié)點(diǎn)及大容量信息情況下，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的 RS232 或 RS485 接口通信，信息的實(shí)時(shí)性和可靠性受到約束。因此，在分層分布式設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串口通信是國(guó)際國(guó)內(nèi)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)一般采用以太網(wǎng)為站內(nèi)通信的主干網(wǎng)。對(duì)于大型廠站，廠站層采用交換型集線器，將間隔層分為若干個(gè)子網(wǎng)，保證每個(gè)沖突域的節(jié)點(diǎn)數(shù)不致過(guò)多以確保系統(tǒng)的響應(yīng)速率。采用TCP/IP 協(xié)議棧，在保證傳輸效率的前提下實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)的可靠性和兼容性。實(shí)時(shí)信息利用平衡式的TCP/IP 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可靠地實(shí)現(xiàn)變化數(shù)據(jù)的主動(dòng)上報(bào)，使得 DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)建筑在一個(gè)更快、更高、更好的通信平臺(tái)之上。同時(shí) DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)在井下用保護(hù)控制裝置中采用在礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)中已得到成熟應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線 CANBUS?，F(xiàn)場(chǎng)總線是一種多主方式的廣播信道網(wǎng)，比傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信有優(yōu)勢(shì)，價(jià)格上比以太網(wǎng)便宜許多，為用戶所能接收。而 CANBUS 基于無(wú)破壞性的總線仲裁是其他現(xiàn)場(chǎng)總線不可比擬的，因此，本系統(tǒng)選用 CANBUS 作為間隔層設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成站內(nèi)數(shù)據(jù)采集和繼電保護(hù)信息采集系統(tǒng)。同時(shí)根據(jù)用戶及現(xiàn)場(chǎng)需要，為了采集站內(nèi)其他智能裝置的信息，裝置還配有傳統(tǒng)的 RS23RS485 接口，以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)信息的最大量采集和可靠遠(yuǎn)傳。 遠(yuǎn)傳通信考慮到調(diào)度遠(yuǎn)方主站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息采集需要，通信服務(wù)器設(shè)計(jì)有 CPU 插件類型 1 板，CPU 插件類型 2 板，接口插件類型 1 板，接口插件類型 2 板板等多種插件類型，可滿足多個(gè)遠(yuǎn)方主站以不同規(guī)約和不同通信方式的信息傳送，具體請(qǐng)看典型配置方案?？紤]到現(xiàn)行電力自動(dòng)化市場(chǎng)上多種通信規(guī)約并存，通信問(wèn)題一直困擾著自動(dòng)化的發(fā)展，DP3900 礦用電站自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)充分考慮用戶的需求及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在 DPR321CM 通信管理機(jī)配備強(qiáng)大的內(nèi)置式通信規(guī)約，在基本不改動(dòng)程序的情況下能兼容國(guó)內(nèi)外各種裝置，使困擾迎刃而解。其中內(nèi)含：IEC6087051010104 規(guī)約DL45191 部頒 CDTDISA 規(guī)約 規(guī)約 MODBUS 規(guī)約SC1801 規(guī)約 同時(shí)可根據(jù)用戶要求單獨(dú)進(jìn)行特殊規(guī)約的開(kāi)發(fā)。 硬件組成 DPR321CM 通信服務(wù)器由機(jī)箱、連線底板、顯示面板、電源插件、CPU 插件、各種接口插件、調(diào)制解調(diào)器（選配） 、光纖接口（選配） 、接線端子組成?；九渲脼殡娫床寮粔K，CPU 插件一塊，接口插件一塊，連線底板、顯示面板及機(jī)箱和相關(guān)接線端子。DPR371CM 通信服務(wù)器由機(jī)箱，連線底板模件、電源及接口模件、CPU 插件、接線端子組成。基本配置為電源及接口插件一塊、CPU 插件一塊、連線底板及機(jī)箱和相關(guān)接線端子。各部件說(shuō)明如下：CPU 插件為裝置的網(wǎng)絡(luò)及串行通訊控制處理板，主要包含 CPU 模塊，大容量 ROM 和 RAM，網(wǎng)絡(luò)控制器等模塊。集中了裝置的網(wǎng)絡(luò)管理，遠(yuǎn)程通信等功能。CPU 插件: 9 芯 D 型插座用于 RS232 通信，2 個(gè) RJ45 水晶插座以太網(wǎng)口，8 芯鳳凰端子用于 CAN 網(wǎng)通信及 GPS 對(duì)時(shí)；接口插件為裝置的通信接口板，有若干種形式：接口插件類型 1:通過(guò) 4 個(gè) 9 芯 D 型插座引出 4RS232/RS485 通信接口；接口插件類型 2:通過(guò) 2 個(gè) 9 芯 D 型插座引出 2RS232/RS485 通信接口，同時(shí)通過(guò)一個(gè) 8 芯鳳凰端子引出 2 路調(diào)制解調(diào)器接口。顯示面板為裝置的當(dāng)?shù)仫@示部分，將各 CPU 及相關(guān)通信接口的工作狀況，用發(fā)光二極管指示出來(lái)，便于監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行工況。調(diào)制解調(diào)器作為選配件，為 2 路調(diào)制解調(diào)器。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況最多可配 2 路以不同速率,不同規(guī)約遠(yuǎn)傳。光纖接口也為選配件，可提供兩路以太網(wǎng)光纖通信 電源插件包含裝置的開(kāi)關(guān)電源，可以任選交流 220V 或直流 220V/110V 作為電源。裝置面板見(jiàn)附圖 2。 軟件組成 本裝置采用了以實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)為核心的軟件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信控制及串行口通信等任務(wù)的調(diào)度管理，這樣不僅提高了軟件的運(yùn)行可靠性，也具有更好的擴(kuò)展性，同時(shí)裝置配備調(diào)試軟件，可以在 PC上實(shí)現(xiàn)裝置的所有參數(shù)配置。裝置軟件主要包括實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信控制程序、串行通信管理程序、監(jiān)控程序、自診斷程序等。主要程序如下：1)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)作為軟件的核心部分，對(duì)裝置的各項(xiàng)硬件、軟件資源進(jìn)行調(diào)度管理，保證各任務(wù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)和協(xié)調(diào)運(yùn)19 / 71行。2)網(wǎng)絡(luò)通信控制程序網(wǎng)絡(luò)通信控制程序完成對(duì)局域網(wǎng)的控制及管理，實(shí)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)都可與網(wǎng)上各功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。3)通信管理程序 通信管理程序主要實(shí)現(xiàn)與主站或站內(nèi)其他設(shè)備通信功能，本裝置配有 6 個(gè)遠(yuǎn)傳通信口：4 個(gè)RS232/RS485 通信口，2 個(gè) RJ45 以太網(wǎng)口，支持 CDT、10104 等通信規(guī)約。并可根據(jù)需要支持其他類型的通信規(guī)約。4)終端監(jiān)控程序終端監(jiān)控程序具有強(qiáng)大的軟件功能，不僅可以得到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，還可以實(shí)現(xiàn)在線讀寫(xiě)內(nèi)存，在線讀寫(xiě)參數(shù)，實(shí)時(shí)通信報(bào)文監(jiān)視,遙控調(diào)試操作，校對(duì)時(shí)鐘日歷等測(cè)試功能。 5)自診斷、自恢復(fù)程序?yàn)榱吮ＷC程序正常運(yùn)轉(zhuǎn)，程序中設(shè)置了自診斷、自恢復(fù)模塊。在程序受干擾時(shí)，能及時(shí)診斷并結(jié)合硬件復(fù)位電路恢復(fù)程序正常運(yùn)行。6)裝置調(diào)試軟件程序裝置配備強(qiáng)大的調(diào)試軟件工具，可以在 PC 機(jī)上以圖形化的方式實(shí)現(xiàn)裝置的規(guī)約選擇，參數(shù)配置，在線監(jiān)視等功能，大大簡(jiǎn)化了裝置的調(diào)試工作。 以太網(wǎng) EtherNET本裝置 CPU 插件類型板備有 2 個(gè)以太網(wǎng)接口，使用 TCP/IP 協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)互相備用方式運(yùn)行。TCP/IP（Transmission Control Protocol/Inter Protocol——傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）是一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議集，包括 IP、TCP、UDP 等子協(xié)議，保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的正確傳輸。配備有基于 TCP/IP 協(xié)議的104 規(guī)約，同時(shí)支持 4 個(gè) TCP 連接，并可根據(jù)需要支持其他類型的通信規(guī)約。 控制器局域網(wǎng)（CAN_BUS）本裝置備有兩個(gè)特別適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制局域網(wǎng) CAN 接口，可以實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)互相備用方式運(yùn)行。 CAN網(wǎng)（Controller Area Net）的主要特點(diǎn)有：1）一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，ISO11898