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正文內(nèi)容

基于dcs的變電站綜合自動化設(shè)備管理系統(tǒng)(昆工)(編輯修改稿)

2025-06-18 18:32 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 也可有監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護裝置測量的電壓、無功和變壓器抽頭信號通過專門的軟件實現(xiàn)。 ( 7)數(shù)據(jù)處理和記錄。你是數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容,它包括上一級調(diào)度中心,變電管理和保護的專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。 ( 8)人機聯(lián)系。 ( 9)系統(tǒng)的自診斷。系統(tǒng)各內(nèi)插件應(yīng)具有自診斷功能,子很短信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心。 ( 10)與控制中心通信。 防火、保安系統(tǒng)。 設(shè)計(論文)專用紙 第 6 頁 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu) 目前從國內(nèi)外變電站 綜合自動化的開展情況而言,大概存在以下幾種 ( 1)集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的硬件裝置、數(shù)據(jù)處理均集中配置,采用由前置機和后臺機構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu),其中前置機完成數(shù)據(jù)輸人輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能,后臺機完成數(shù)數(shù)據(jù)處理、打印及遠方通信等功能 ,目前國內(nèi)許多廠家仍屬于集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ,這種結(jié)構(gòu)有以下不足:前置管理機任務(wù)繁重、引線多,是一個信息“瓶頸”,降低了整個系統(tǒng)的可靠性,即作前置機故障情況下,將失去當(dāng)?shù)丶斑h方的所有信息及功能;另外仍不能從工程設(shè)計角度上節(jié)約開支,仍需鋪設(shè)電纜,并且擴展一些自動化需求的功能較難。在此值 得一提的是這種結(jié)構(gòu)形成的緣由,變電站二次產(chǎn)品早期開發(fā)過程是按保護、測量、控制和通信部分分類、獨立開發(fā),沒有從整個系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想下進行,隨著技術(shù)的進步及電力系統(tǒng)自動化的要求,在進行變電站自動化工程的設(shè)計時 .大多采用的是按功能 “拼湊”的方式開展,從而導(dǎo)致了系統(tǒng)的性能指標(biāo)下降以及出現(xiàn)了許多無法解決的工程問題。 ( 2)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備 將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。這里所談的 “ 分布”是按變電站資源物理上的分布,強調(diào)的是從計算機的角度來研究分 布問題的。這是一種較為理想的結(jié)構(gòu),要做到完全分布式結(jié)構(gòu),在可擴展性、通用性及開放性方面都具有較強的優(yōu)勢,然而在實際的工程應(yīng)用及技術(shù)實現(xiàn)上就會遇到許多目前難以解決的問題,如在分散安裝布置時,惡劣運行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳 設(shè)計(論文)專用紙 第 7 頁 圖 1.. 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 輸途徑及可靠性保證上存在的問題等,就目前技術(shù)而言還不夠十分成熟,一味地追求完全分布式結(jié)構(gòu),忽略工程實用性是不必要的。 按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級(站級)和就地單元控制級(段級)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。站級系統(tǒng)大致包括站控系統(tǒng)( SCS)、站 監(jiān)視系統(tǒng)( SMS)、站工程師工作臺( EWS)及同調(diào)度中心的通信系統(tǒng)( RTU)。 (1)站控系統(tǒng)( SCS)應(yīng)具有快速的信息響應(yīng)能力及相應(yīng)的信息處理分析功能,完成站內(nèi)的運行管理及控制(包括就地及遠方控制管理兩種方式),例如事件記錄、開關(guān)控制及數(shù)據(jù)收集功能。 (2)站監(jiān)視系統(tǒng)( SMS)應(yīng)對站內(nèi)所有運行設(shè)備進行監(jiān)測,為站控系統(tǒng)提供運行狀態(tài)及異常信息,即提供全面的運行信息功能,如擾動記錄、站內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)、二次設(shè)備投入 /退出狀態(tài)及設(shè)備的額定參數(shù)等。 設(shè)計(論文)專用紙 第 8 頁 (3)站工程師工作臺( EWS)可對站內(nèi)設(shè)備進行狀態(tài)檢查、參數(shù)整定、調(diào) 試檢驗等功能,也可以用便攜機進行就地及遠端的維護工作。 圖 1.. 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點: 1)可靠性提高,任一部分設(shè)備故障只影響局部,即將危險分散,當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障,只影響到監(jiān)控部分,而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行;段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷,比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。 2)可擴展性和開放性較高,利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。 3)站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少,節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。 基于以上優(yōu)勢,分布式系統(tǒng)在變電站綜 合自動化中得到了廣泛采用。 設(shè)計(論文)專用紙 第 9 頁 DCS 技術(shù)簡介 DCS 技術(shù)概述 DCS 又稱為集散控制系統(tǒng), DCS 為 4C 技術(shù)相融合的產(chǎn)物。 4C 技術(shù)是指控制( Control)技術(shù)、計算機( Computer)技術(shù)、通信( Communication)技術(shù)、 CRT( Cathode Ray Tube)顯示技術(shù)相融合的產(chǎn)物。 DCS 系統(tǒng)式 由多臺 計算機 分別控制生產(chǎn)過程中多個控制回路,同時又可集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的 自動控制 系統(tǒng) 。 是由多個微處理器為核心的過程控制采集站,分別分散地對各部分工藝流程進行數(shù)據(jù)采集和控制,并通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與中央控制各監(jiān)控操作站聯(lián)網(wǎng),對于生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視和操作的控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展, DCS 正向著多元化、網(wǎng)絡(luò)化、開放化、集成管理方向發(fā)展,使得不同型號的 DCS 可以互連,進行數(shù)據(jù)交換,并可通過以太網(wǎng)將 DCS 系統(tǒng)和工廠管理網(wǎng)相連,實現(xiàn)實時數(shù) 據(jù)上網(wǎng),成為過程工業(yè)自動控制的主流。 DCS 技術(shù)發(fā)展 從 DCS 的發(fā)展歷程看, 20 年來 DCS 經(jīng)歷了四代的變遷和發(fā)展。 ( 1)第一代 DCS。 20 世紀(jì) 70 年代, DCS 的控制站采用 8 位 CPU,操作員站和工程師站采用 16 位CPU。該系統(tǒng)具有多個微處理器,實現(xiàn)了分散輸入、輸出、運算和控制,以及集中操作監(jiān)視和管理。 ( 2)第二代 DCS 20 世紀(jì) 80 年代,大規(guī)模集成電路的發(fā)展, 16 位、 32 位微處理機技術(shù)的成熟,特別是局域網(wǎng) LAN 技術(shù)用于 DCS,形成了第二代 DCS。為了提高可靠性,采用冗余 設(shè)計(論文)專用紙 第 10 頁 CPU,冗余電源及在線 熱備份。工程師站既可用作離線組態(tài),與可用作在線組態(tài)。 80年代為 DCS 成熟期。 ( 3)第三代 DCS 20 世紀(jì) 90 年代,由于計算機技術(shù)的快速發(fā)展,使得 DCS 的硬件和軟件都采用了一系列高新技術(shù),是 DCS 向更高層次發(fā)展,出現(xiàn)了第三代 DCS??刂普静捎?32位 CPU,遠程 I/O 單元通過 IObus 分散安裝。操作員站有多媒體功能,采用國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,系統(tǒng)具有開放式。位 DCS 的發(fā)展期。 ( 4)第四代 DCS 前三代的 DCS 在生產(chǎn)現(xiàn)場依然采用了常規(guī)模擬檢測儀表和執(zhí)行機構(gòu),第四代DCS 改用數(shù)字儀表,并用現(xiàn)場總線互連,帶來了 DCS 控制站的變革,將控制站內(nèi)的功能分散地分布在各臺現(xiàn)場數(shù)字一邊重,并可統(tǒng)一組態(tài)構(gòu)成控制回路,實現(xiàn)徹底的分散控制。也就是說,由多臺現(xiàn)場數(shù)字儀表在生產(chǎn)現(xiàn)場構(gòu)成了控制站。 DCS 技術(shù)特點 DCS 是一個一通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的計算機控制系統(tǒng),其主要特點可以概括如下: ( 1)自治性。 DCS 自治性是指 DCS 的組成部分均可獨立地工作,各控制站地理地完成分配給自己的規(guī)定任務(wù)。 ( 2)協(xié)調(diào)性。 DCS 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息并協(xié)調(diào)工作,以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。采用實時性的、安全可靠的工業(yè)控制局部 網(wǎng)絡(luò),提高了信息的暢通性,使整個系統(tǒng)信息共享。 ( 3)靈活性。 DCS 硬件和軟件采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計。系統(tǒng)為積木式結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶的的需要靈活配置系統(tǒng)。當(dāng)需要改變生產(chǎn)工藝集控制流程時,通過組態(tài)軟件及操作可以改變系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(論文)專用紙 第 11 頁 ( 4)分散性。 DCS 的分散含義是廣義的,不單是分散控制,還有地域分散、設(shè)備分散、功能分散、電源分散和危險分散等含義。 ( 5)便捷性。 DCS 操作方便、顯示直觀。 ( 6)高可靠性。由于 DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計,因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo) 致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機,從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。 變電站綜合自動化系統(tǒng)從本質(zhì)上來說就是一個針對變電站設(shè)計的小型 DCS 系統(tǒng) ,而變電站綜合自動化系統(tǒng)控制所依據(jù)的工具是數(shù)據(jù)庫 , 計算機技術(shù)在數(shù)據(jù)管理方面的廣泛運用,對數(shù)據(jù)共享的要求也越來越高,而數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)管理中具有良好的數(shù)據(jù)共享性,因而基于數(shù)據(jù)庫得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫管理相對于傳統(tǒng)管理而言更加方便、準(zhǔn)確、可靠。在變電站綜合自動化的相關(guān)技術(shù)里 ,數(shù)據(jù)庫技術(shù)是必不可少的,本次設(shè)計將對將對變電站數(shù)據(jù)庫進行研究。 設(shè)計(論文)專用紙 第 12 頁 第二章 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫的概念 數(shù)據(jù)庫是存儲數(shù)據(jù)的倉庫,是長期
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