【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DCS 與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中， SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中占重要地位 ,可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能 ,即我們所知的＂四遙＂功能 .RTU(遠(yuǎn)程終 端單元 ),FTU(饋線終端單元 )是它的重要組成部分．在現(xiàn)今的變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)中起了相當(dāng)重要的作用 SCADA 系統(tǒng)概述 SCADA 系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。 由于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?SCADA 的要求不同，所以不同應(yīng)用領(lǐng)域的 SCADA 系統(tǒng)發(fā)展也不完全相同。 在電力系統(tǒng)中， SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它作為 能量管理系統(tǒng) （ EMS 系統(tǒng)）的一個(gè)最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。它對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益，減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。 SCADA 在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用較早，在保證電氣化鐵路的安全可靠供電，提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度管理水平起到 了很大的作用。在鐵道電氣化 SCADA 系統(tǒng)的發(fā)展過程中，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，不同時(shí)期有不同的產(chǎn)品，同時(shí)我國也從國外引進(jìn)了大量的 SCADA 產(chǎn)品與設(shè)備，這些都帶動(dòng)了鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)向更高的目標(biāo)發(fā)展。 SCADA 系統(tǒng)發(fā)展歷程 SCADA（ Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)，全名為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。 SCADA 系統(tǒng)自誕生之日起就與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。 S常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 CADA 系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代。 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)，如電力自動(dòng)化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的 SD176 系統(tǒng)以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的 H80M 系統(tǒng)。這一階段是從計(jì)算機(jī)運(yùn)用到 SCADA 系統(tǒng)時(shí)開始到 70 年代。 第二代是 80年代基于通用計(jì)算機(jī)的 SCADA 系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用 VAX等其它計(jì)算機(jī)以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是通用的 UNIX 操作系統(tǒng)。在這一階段， SCADA 系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，自動(dòng)發(fā)電控制（ AGC）以及網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合到一起構(gòu)成了 EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）。第一代與第二代 SCADA系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是基于 集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護(hù)，升級(jí)以及與其它聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成很大困難。 90 年代按照開放的原則，基于分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的 EMS/SCADA 系統(tǒng)稱為第三代。這一階段是我國 SCADA/EMS 系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn) SCADA/EMS 系統(tǒng)中。這一階段也是我國對(duì) 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 以及電網(wǎng)建設(shè)投資最大的時(shí)期，國家 計(jì)劃未來三年內(nèi)投資 2700 億元改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)可見國家對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化以及電網(wǎng)建設(shè)的重視程度。 第四代 SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備，預(yù)計(jì)將與 21世紀(jì)初誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用 Inter 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)，繼續(xù)擴(kuò)大 SCADA/EMS 系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及商業(yè)化運(yùn)營的需要。 SCADA 系統(tǒng)在電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)上已經(jīng)取得突破性進(jìn)展，應(yīng)用上也有迅猛的發(fā)展。由于電氣化鐵道與電力系統(tǒng)有著不同的特點(diǎn)，在 SCADA 系統(tǒng)的發(fā)展上與 電力系統(tǒng)的道路并不完全一樣。在電氣化鐵道遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上已經(jīng)成熟的產(chǎn)品有由我所自行研制開發(fā)的 HY200 微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)以及由西南交通大學(xué)開發(fā)的 DWY微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)性能可靠、功能強(qiáng)大，在保證電氣化鐵道供電安全，提高供電質(zhì)量上起到了重要的作用，對(duì) SCADA 系統(tǒng)在鐵道電氣化上的應(yīng)用功不可沒。 SCADA 系統(tǒng)發(fā)展瞻望 SCADA 系統(tǒng)在不斷完善，不斷發(fā)展，其技術(shù)進(jìn)步一刻也沒有停止過。當(dāng)今，隨著電力系統(tǒng)以及鐵道電氣化系統(tǒng)對(duì) SCADA 系統(tǒng)需求的提高以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為 SCADA 系統(tǒng)提出新的要求，概括地說， 有以下幾點(diǎn)： SCADA/EMS 系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的廣泛集成 SCADA 系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源，為 EMS 系統(tǒng)提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)在模擬培訓(xùn)系統(tǒng)， MIS 系統(tǒng)等系統(tǒng)中都需要用到電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而沒有這個(gè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，所有其它系統(tǒng)都成為 “ 無源之水 ” 。所以在這今十年來，SCADA 系統(tǒng)如何與其它非實(shí)時(shí)系統(tǒng)的連接成為 SCADA 研究的重要課題；現(xiàn)在在 SCADA系統(tǒng)已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)與 DTS（調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)）、 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 企業(yè) MIS 系統(tǒng)的連接。 SCADA 系統(tǒng)與電能量計(jì)量系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)、水調(diào)度自動(dòng) 化系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的集成成為 SCADA 系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。 變電所綜合自動(dòng)化 以 RTU、微機(jī)保護(hù)裝置為核心，將變電所的控制、信號(hào)、測(cè)量、計(jì)費(fèi)等回路納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏，能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資，提高二次系統(tǒng)的可靠性。變電所的綜合自動(dòng)化已經(jīng)成為有關(guān)方面的研究課題，我國東方電子等公司已經(jīng)推出相應(yīng)的產(chǎn)品，但在鐵道電氣化上還處于研究階段。 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 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 第 3 章 研華 ADAM4055模塊及其產(chǎn)品 研華公司的簡(jiǎn)單介紹 研華科技是全球電子平臺(tái)服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)廠商，自 1983 年創(chuàng)立以來，研華致力于工業(yè)計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新，發(fā)展和提供高品質(zhì) /高性能電子產(chǎn)品和服務(wù)。經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，研華在電子平臺(tái)服務(wù)市場(chǎng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并引領(lǐng)工業(yè)發(fā)展方向，為全球用戶提供全套硬件 /軟件 /客戶服務(wù) /全球后臺(tái)支持和電子商務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施等解決方案。研華將堅(jiān)持不懈的協(xié)助系統(tǒng)集成商實(shí)現(xiàn)自身解決方案和服務(wù)的增值 研華 ADAM4055模塊 及其他產(chǎn)品的 簡(jiǎn)單介紹 ADAM4055 智能模塊介紹 產(chǎn)品簡(jiǎn)介： 臺(tái)灣研華模塊 ADAM4055 帶 Modbus 的 16 路隔離數(shù)字 I/O 模塊 ADAM4055 主要特點(diǎn) ： I/O 類型： 8DO/8DI 輸入電壓電平： 10～ 50Vdc 集電極開路 40Vdc 支持 modbus/RTU協(xié)議 圖 31 ADAM4055 智能模塊 外形圖 內(nèi)容 介紹 ： ADAM4055 提供 8 通道數(shù)字輸入和 8 通道隔離數(shù)字輸出。輸入接收 10~50 V電壓，且輸出提供 5~40 VDC 開放式采 4055 開關(guān)量輸入信號(hào)一般要求無源量 ，來自于工程中的 0/1 型信號(hào)，如電動(dòng)機(jī)、電磁閥的運(yùn)行狀態(tài)、故障信號(hào)，溫度開關(guān)、流量開關(guān)等接點(diǎn)信號(hào)。輸出需接負(fù)載，如可接中間繼電器線圈或直接驅(qū)動(dòng)直流電磁閥，當(dāng)接中間繼電器線圈時(shí)，中間繼電器的常開 /常閉觸點(diǎn)信號(hào)可直接連入電器控制電路中，非常方便。 產(chǎn)品信息 ： 8 個(gè)數(shù)字輸入 共地隔離通道 支持?jǐn)?shù)字輸入電平倒置 干接點(diǎn)數(shù)字輸入電平 邏輯低電平 :開放 邏輯高電平 :接地 濕接點(diǎn)數(shù)字輸入電平 邏輯低電平 :0~3V 邏輯高電平 :10~50V 隔離電壓 :2500VDC 過電壓保護(hù) :70VDC LED 指示 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 8 個(gè)數(shù)字輸出 (Sink) 集電極開路 40V， 200mA（最大負(fù)載 ) 圖 32 4055 電源、網(wǎng)絡(luò)電氣接線圖 圖 33 4055 干接點(diǎn)數(shù)字量輸入接線 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 圖 34 4055 濕接點(diǎn)數(shù)字量輸入接線 圖 35 4055 數(shù)字量輸出接線圖 ADAM4000 系列智能模塊介紹 遠(yuǎn)程 DAamp。C（ Data Acquisition and Control）模塊 ADAM4000系列是通用便攜式接口模塊，專為惡劣環(huán)境下的可靠操作而設(shè)計(jì)。該系列產(chǎn)品具有內(nèi)置的微處理器，堅(jiān)固的工業(yè)級(jí)塑料外殼，可以獨(dú)立提供智能信號(hào)調(diào)理、模擬量 I/O、數(shù)字量 I/O、數(shù)據(jù)顯示和 RS485 通訊等功能 。 4000 模塊類型主要有以下幾種 ①模擬量輸入模塊 : ADAM4017+模塊 (8 通道模擬量輸入模塊 ,可用于電壓和電流輸入。當(dāng)用作電壓輸入時(shí)，只要直接將電壓兩端接到相應(yīng)端子，可選擇電壓范圍為177。 150mV、177。500mV、177。 1V、177。 5V、177。 10V，用作電流輸入時(shí)，測(cè)量范圍為177。 020mA、 420mA)、ADAM4018+（ 8 通道熱電偶輸入模塊，可用于熱電偶和電流輸入。熱電偶測(cè)溫范圍根據(jù)不同類型可在 100℃ ~1800℃之間選擇，用作電流輸入時(shí)，測(cè)量范圍為420mA）、 ADAM4015（ 6通道差分熱電阻輸入模塊，輸入類型支持 Pt100 RTD、 Pt1000 RTD等，以常用的 Pt100 RTD 為例，測(cè)溫范圍可在 200℃ ~400℃之間選擇）等。 ②模擬量輸出模塊 : ADAM4024（ 4路模擬量輸出模塊，分辨率為 12位， 輸出范圍 020mA、 420mA、177。 10V，支持 Modbus 協(xié)議，同時(shí)附帶有 4路開關(guān)量輸入功能）等。 ③開關(guān)量輸入 /輸出模塊： ADAM4055（ 8路開關(guān)量輸入 /8 路開關(guān)量輸出模塊，輸入輸出各有 8個(gè)指示燈指示輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。支持 Modbus 協(xié)議。輸入電壓 1050V，支持干接點(diǎn)、濕接點(diǎn)二種接法，輸出 540V 集電極開路輸出）、 ADAM4068（ 8 路繼電器開關(guān)量輸出模塊，提供 8個(gè)繼電器通道， 4個(gè) A型， 4 個(gè) C型。有 8個(gè)指示燈指示輸出信號(hào)的狀態(tài)。 ADAM4068 支持 Modbus 協(xié)議）等。 ④計(jì)數(shù) /頻率 輸入模塊： ADAM40