【文章內(nèi)容簡介】 也可有監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)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(shí)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(hù)的專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。 （ 8）人機(jī)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(jī)和遠(yuǎn)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(jì)（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(jī)和后臺機(jī)構(gòu)成的集控式結(jié)構(gòu)，其中前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸人輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等功能，后臺機(jī)完成數(shù)數(shù)據(jù)處理、打印及遠(yuǎn)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(jī)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(jī)故障情況下，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能；另外仍不能從工程設(shè)計(jì)角度上節(jié)約開支，仍需鋪設(shè)電纜，并且擴(kuò)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(hù)、測量、控制和通信部分分類、獨(dú)立開發(fā)，沒有從整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想下進(jìn)行，隨著技術(shù)的進(jìn)步及電力系統(tǒng)自動化的要求，在進(jìn)行變電站自動化工程的設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)單功能設(shè)備 將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)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(qiáng)調(diào)的是從計(jì)算機(jī)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(kuò)展性、通用性及開放性方面都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，然而在實(shí)際的工程應(yīng)用及技術(shù)實(shí)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(yùn)行環(huán)境、抗電磁干擾、信息傳 設(shè)計(jì)（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(shí)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(yùn)行管理及控制（包括就地及遠(yuǎn)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(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，為站控系統(tǒng)提供運(yùn)行狀態(tài)及異常信息，即提供全面的運(yùn)行信息功能，如擾動記錄、站內(nèi)設(shè)備運(yùn)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(jì)（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(jìn)行狀態(tài)檢查、參數(shù)整定、調(diào) 試檢驗(yàn)等功能，也可以用便攜機(jī)進(jìn)行就地及遠(yuǎn)端的維護(hù)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(diǎn)： 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(hù)、控制功能在段級仍可繼續(xù)運(yùn)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(kuò)展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)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(hù)。 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(jì)（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(jì)算機(jī)（ 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(jì)算機(jī) 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(jìn)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(jìn)行集中監(jiān)視和操作的控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)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(jìn)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(shí)現(xiàn)實(shí)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(shí)現(xiàn)了分散輸入、輸出、運(yùn)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(jī)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(jì)（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(jì)算機(jī)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(yuǎn)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(jī)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(shí)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(diǎn) DCS 是一個一通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)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(dú)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(shí)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(jì)。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(jì)（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(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計(jì)，因此某一臺計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)管理方面的廣泛運(yùn)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(jì)將對將對變電站數(shù)據(jù)庫進(jìn)行研究。 設(shè)計(jì)（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