【正文】 5) 智能保護(hù)測控單元可嵌入一次設(shè)備，子工廠完成大部分安裝調(diào)試工作，現(xiàn)場施工周期可顯著縮短，建安費用也隨之減少；(6) 高速可靠的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和完備的安全監(jiān)控系統(tǒng)為無人值守創(chuàng)造了條件，值班人員的大幅減少可帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益；(7) 借助于保護(hù)測控單元的透明化設(shè)計和一次設(shè)備的駐所檢測技術(shù)，可實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷，從而推行檢修體制改革，取消傳統(tǒng)春檢；(8) 保護(hù)與控制單元集保護(hù)、測量、控制、通信于一體，高度集成的模塊化設(shè)計，功能強(qiáng)大，設(shè)備靈活，穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便；(9) 間隔層通信網(wǎng)絡(luò)采用具有良好的開放性、互操作性和完整網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的以太網(wǎng)、Longwords等；也可采用CAN網(wǎng)、PROFIBUS等實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能；(10) 通信方式及接口靈活，保護(hù)、測量與控制單元采用國際標(biāo)準(zhǔn)的IEC608705103等通信規(guī)約，當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控單元與調(diào)度端的通信采用IEC608705101等通信規(guī)約；(11) 采用GPS衛(wèi)星同步時鐘保證全系統(tǒng)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時鐘。圖12 牽引所綜合自動化系統(tǒng)圖牽引變電所內(nèi)有保護(hù)測控和單元、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元、現(xiàn)場總線、視頻監(jiān)控單元等組成。調(diào)度中心與保護(hù)測控單元通信，實現(xiàn)“四遙”功能，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元也可以就地完成調(diào)度中心的操作。為保證圖像傳輸?shù)膶崟r性，要求為視頻提供單獨的寬帶光纖口[3]。各單元模塊上高精度的硬件器件、合理的布線以及高標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容性能，大大地提高了硬件系統(tǒng)工作的可靠性，適合環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場運行。保護(hù)測控單元包括饋線測控保護(hù)單元、并步測保護(hù)單元、主變主保護(hù)單元、主變后備保護(hù)單元、主變測控保護(hù)單元、備用自投控制單元等。當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及通信處理單元作為牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的一部分，負(fù)責(zé)采集與顯示牽引變電所內(nèi)的測控、保護(hù)單元的各種測量、保護(hù)信息，實現(xiàn)對牽引變電所內(nèi)的各測量、保護(hù)信息，實現(xiàn)對牽引變電所各種開關(guān)的分/合控制、信號復(fù)歸與定值整定與存儲，完成相應(yīng)的報表處理、曲線顯示、流水打印等信息處理功能，對故障錄波、負(fù)荷錄波及諧波分析的顯示與存儲?？蛇M(jìn)行靈活配置，對不同的用戶可設(shè)置不同的管理權(quán)限，以確保系統(tǒng)的安全性，當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及通信處理單元互相獨立，在正常情況下，調(diào)度端控制命令不需要通過當(dāng)?shù)乇O(jiān)控單元即可執(zhí)行，這時，可通過當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的顯示器監(jiān)視變電所運行情況，查看各種報表及曲線。 牽引變電所綜合自動化系統(tǒng)的功能目前，我國電力系統(tǒng)中，低壓變電所普遍采用了綜合自動化技術(shù)，部分變電所還實現(xiàn)了無人值班。鐵道牽引變電所目前存在著以下問題：建設(shè)時往往存在選址困難的問題、運營時存在運行維護(hù)費用高的問題、事故時故障不易判別的問題。目前國內(nèi)已經(jīng)有好人那多家公司的牽引變電所綜合自動化產(chǎn)品通過了鑒定，部分鐵路局一開始使用這些產(chǎn)品，但至今還沒有頒布一個牽引變電所綜合自動化產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)用來取代常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代指針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報警、中央信號、光字牌等；取代常規(guī)的遠(yuǎn)動裝置。斷路器操作喲應(yīng)有閉鎖功能，包括如下內(nèi)容：斷路器操作時，應(yīng)閉鎖自動重合閘；當(dāng)?shù)夭僮骱瓦h(yuǎn)方控制操作要互相閉鎖，保證只有一處操作；根據(jù)實時信息，自動實現(xiàn)斷路器和隔離開關(guān)之間的閉鎖操作；無論當(dāng)?shù)夭僮鬟€是遠(yuǎn)方控制操作，都應(yīng)有防誤動作的閉鎖措施，既要收到反校信號后，才能執(zhí)行下一項，必須有對象校核、操作性質(zhì)校核和命令執(zhí)行三步，以保證操作的正確性；(5) 安全監(jiān)視功能：監(jiān)控系統(tǒng)在運行工程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等量，要不斷地進(jìn)行越限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)越限，立即發(fā)出告警，同時記錄和顯示越限時間和越限值，另外還要監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電、自動裝置工作是否正常等。CRT顯示畫面內(nèi)容：顯示采集和計算的實時運行參數(shù)，包括U、I、P、COSΦ、有功電度、無功電度、主變溫度、系統(tǒng)頻率等；顯示主接線圖，主接線圖上的斷路器和隔離開關(guān)的位置要與實際狀態(tài)相對應(yīng)，進(jìn)行對斷路器和隔離開關(guān)操作時，對所操作的對象應(yīng)有明顯的標(biāo)記，各項操作都有漢字提示；時間順序(SOE)顯示，包括所發(fā)生的事件內(nèi)容即發(fā)生的事件的時間；值班記錄顯示；歷史趨勢顯示，如變壓器負(fù)荷曲線、母線電壓曲線等；保護(hù)定值和自動裝置的設(shè)定值顯示等[6]。數(shù)據(jù)處理和記錄功能指的是歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲，及為滿足變電站管理需要的數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。 微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)應(yīng)包括變電所的全套保護(hù)，具體有：主變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)；并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的保護(hù)；饋線的保護(hù)等。微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)中的保護(hù)單元，除了具有獨立、完整的保護(hù)功能外，還必須滿足以下要求，也就是具備以下附加功能：(1) 滿足保護(hù)裝置快速性、選擇性、靈敏性和可靠性要求，它的工作不受監(jiān)控系統(tǒng)和其他子系統(tǒng)的影響；(2) 具有故障記錄功能；(3) 具有統(tǒng)一時鐘對時功能；(4) 能存儲多種保護(hù)整定值；(5) 能實現(xiàn)當(dāng)?shù)仫@示與多處觀察保護(hù)整定值、能授權(quán)修改保護(hù)整定值；(6) 設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)，負(fù)責(zé)對保護(hù)單元的管理；(7) 通信功能；(8) 故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能。牽引變電所的備用電源和備用電源的自動投入裝置按規(guī)定裝設(shè)：牽引變電所的兩回電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)備用電源自動投入裝置；當(dāng)牽引變電所的牽引變壓器采用固定備用方式時，兩臺牽引變壓器應(yīng)裝設(shè)自動投入裝置[8]。通信介質(zhì)可采用雙絞線、同軸光纜或是光纖等，通信規(guī)約可采用IEC608705103；另一方面，綜合自動化系統(tǒng)必須兼有RTU的全部功能，應(yīng)該能夠?qū)⑺胁杉哪M量和開關(guān)狀態(tài)信息，以及時間順序記錄等遠(yuǎn)傳至調(diào)度端，同時應(yīng)該能夠接收調(diào)度端下達(dá)的各種操作、控制、修改定值等命令，即完成新型RTU等全部四遙功能。2. 組態(tài)軟件 組態(tài)軟件概述組態(tài)王是運行于Microsoft widows XP/NT/2000中文平臺的全中文界面的人機(jī)界面軟件(HMI)，窗口框架直觀易學(xué)易用。組態(tài)王軟件包由工程管理器ProjManager、工程瀏覽器TouchExplorer、畫面開發(fā)系統(tǒng)TouchMak(內(nèi)嵌與工程瀏覽器)和運行系統(tǒng)TouchExplorer 和運行系統(tǒng)TouchVew四部分組成。工程管理器：ProjManager是計算機(jī)內(nèi)所有應(yīng)用工程的統(tǒng)一管理環(huán)境。工程瀏覽器：TouchExplorer是應(yīng)用工程的設(shè)計管理配置環(huán)境，進(jìn)行應(yīng)用工程的程序語言的設(shè)計、變量的定義管理、連接設(shè)備的配置、開放式接口的配置、系統(tǒng)參數(shù)的配置、WEB發(fā)布管理、第三方數(shù)據(jù)庫的管理等。您需要在這個環(huán)境中完成畫面的設(shè)計、動畫連接、程序編寫等工作。運行系統(tǒng)：TouchVew是組態(tài)王軟件的的實時運行環(huán)境，在應(yīng)用工程的開發(fā)環(huán)境中建立的圖形畫面只有在TouchVew中運行才能實時反應(yīng)現(xiàn)場的運行情況。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以動畫的方式形象地表示出來，同時已完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視、存儲功能，并按實際需要記錄到歷史數(shù)據(jù)庫中。遵循工控行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，采用開放接口提供第三方軟件的連接(DDE/OPC/ACTIVE X等)。組態(tài)王把每一臺與之通信的設(shè)備(硬件或是軟件)看作外部設(shè)備，為實現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的通信，組態(tài)王內(nèi)置了大量的設(shè)備驅(qū)動作為組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊接口，在開發(fā)工程中只需要根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А贝翱谕瓿蛇B接過程，即可實現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動的連接。每一個驅(qū)動都是一個COM對象，這種方式使驅(qū)動和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，既保證了運行系統(tǒng)的高效率，又使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。圖21 組態(tài)王通信流程圖 組態(tài)軟件的功能組態(tài)王的主要功能如下:(1) 基本人機(jī)界面功能。(2) 強(qiáng)大通訊功能。在運行期間，組態(tài)王就可通過驅(qū)動接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)指令。這種方式使驅(qū)動和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，即保證了運行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點方式、人機(jī)接口卡方式。I/O通訊冗余、I/O設(shè)備冗余、計算機(jī)冗余、系統(tǒng)冗余和網(wǎng)絡(luò)冗余。在單通道系統(tǒng)中，外部設(shè)備與主機(jī)之間的通訊線路一旦出現(xiàn)故障，將中斷數(shù)據(jù)采集，采用I/O通訊冗余后，系統(tǒng)中主機(jī)與外部設(shè)備之間有兩條物理通道，通訊時，若主通道出現(xiàn)故障，從通道將連通，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。當(dāng)主通道通訊出現(xiàn)中斷時，組態(tài)王會自動切換到從通道工作，當(dāng)主通道恢復(fù)通訊時，組態(tài)王又自動切換到主通道，從通道將自動停止通訊，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)；I/O設(shè)備冗余是指控制系統(tǒng)中有兩臺冗余的外部設(shè)備，在單設(shè)備系統(tǒng)中，外部設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，將中斷數(shù)據(jù)采集。通訊時，若主設(shè)備出現(xiàn)故障，從設(shè)備將繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和完整性。在單一主機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)主機(jī)需要檢修或出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)都將停止運行。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，主從機(jī)都啟動，但從機(jī)并不采集實時數(shù)據(jù)，而是通過網(wǎng)絡(luò)從土機(jī)獲取實時數(shù)據(jù)，同時負(fù)責(zé)對主機(jī)的監(jiān)聽。主機(jī)恢復(fù)運行后，從機(jī)停止數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)恢復(fù)正常狀況；系統(tǒng)冗余是在雙機(jī)冗余的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，不需要更改任何硬件設(shè)置，是指控制系統(tǒng)中客戶端與監(jiān)控主機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)的冗余。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，客戶端從主機(jī)上獲取數(shù)據(jù)，在主機(jī)停機(jī)后，客戶端將從主機(jī)獲取數(shù)據(jù)。為了避免這一情形，用戶可以采用雙網(wǎng)絡(luò)冗余的方法事配置網(wǎng)絡(luò)。過去在開發(fā)控制系統(tǒng)軟件時，開發(fā)者要選擇一種程序設(shè)計語言來實現(xiàn)上述功能，往往軟件的編程量很大，軟件開發(fā)成本很高，開發(fā)周期長，軟件維護(hù)量大，組態(tài)軟件就是在這種需求下產(chǎn)生。組態(tài)軟件正在代替各種計算機(jī)語言的軟件開發(fā)，其優(yōu)點有：提高系統(tǒng)的功率和可靠性；縮短項目開發(fā)周期；減少開發(fā)費用。組態(tài)軟件采用全新中文Explorer界面并擁有豐富的繪圖工具、龐大的圖形庫(包括大量工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元件)、支持多媒體、支持ODBC數(shù)據(jù)庫、提供功能強(qiáng)大的控件和控制語言、操作導(dǎo)向，使用靈活、方便，尤其提供給用戶以方便的集成開發(fā)環(huán)境，它可使開發(fā)者快速構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)，通過共享可瀏覽器查看工程的各個部分，完全能滿足用戶所需要的測控要求。組態(tài)王的驅(qū)動程序采用ActiveX技術(shù)，是通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，保證運行系統(tǒng)的高效率。在系統(tǒng)運行的過程中，組態(tài)王通過內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序負(fù)責(zé)與I/O設(shè)備在工程瀏覽器的設(shè)備節(jié)點中分類列出，用戶可以隨時查詢和修改。組態(tài)王軟件是真正的32位程序，支持多任務(wù)、多流程，運用Windows 98/Windows NT ，充分利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和控件動態(tài)連接[9]。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺為目標(biāo)，集成了對北京亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫(KingHistorian)的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效的獲取信息，及時的做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。并根據(jù)國內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。：可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫、動畫連接；無與倫比的動力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能；可以對畫面中的一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打??；變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到Excel表格中，方便的對變量名稱等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時間；強(qiáng)大的分布式報警、事件處理，支持實時、歷史數(shù)據(jù)的分布式保存；強(qiáng)大的腳本語言處理，能夠幫助你實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理；全新的Web Server架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)布、實時數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的發(fā)布；方便的配方處理功能；豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的PLC設(shè)備、智能儀表、智能模塊；有硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。KingHistorian是亞控新近推出的獨立開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫。能夠更好的滿足高端客戶對存儲速度和存儲容量的要求，完全滿足了客戶實時查看和檢索歷史運行數(shù)據(jù)的要求。支持設(shè)備之多之廣可與國外優(yōu)秀同類軟件相媲美。目前，：串口通訊方式、以太網(wǎng)方式、GPRS通訊方式、Lonworks現(xiàn)場總線方式以及BacNet現(xiàn)場總線方式。其支持的通訊接口主要包括：、DDE、通過OCX控件的方式開放實時數(shù)據(jù)、通過Excel表格訪問歷史數(shù)據(jù)等等。數(shù)據(jù)詞典導(dǎo)入導(dǎo)出顯示如圖22所示。可以更方便為用戶運行組態(tài)王工程；通用歷史趨勢曲線的每條曲線都可以定義自己Y軸單位和范圍， 并且Y軸坐標(biāo)能夠根據(jù)曲線區(qū)域數(shù)據(jù)的最大值，最小值進(jìn)行自動調(diào)整；增加了對關(guān)機(jī)時刻和通訊失敗時歷史數(shù)據(jù)的處理；增加對I/O變量可按照每次采集進(jìn)行存儲的功能；當(dāng)磁盤的空間小于設(shè)定值時會有相應(yīng)的提示；改進(jìn)了歷史數(shù)據(jù)的存儲算法，存儲速度更快；、集成的報表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報表函數(shù)，例如：日期和時間函數(shù)、邏輯函數(shù)、統(tǒng)計函數(shù)等，用戶可創(chuàng)建多樣的報表。報表能夠進(jìn)行組態(tài)，例如有日報表、月報表、年報表、實時報表的組態(tài)，操作簡單，功能齊全。另外，提供報表模板，方便用戶調(diào)入其它的表格。變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。I/O變量是指可與外部數(shù)據(jù)采集程序直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的變量，如下位機(jī)數(shù)據(jù)采集設(shè)備(如PLC、儀表等)或其它應(yīng)用程序(如DDE、OPC服務(wù)器等)。所以，那些從下位機(jī)采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的指令，比如“糧倉溫度”、“電源開關(guān)”等變量，都需要設(shè)置成“I/O變量”；內(nèi)存變量是指那些不需要和其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)、也不需要從下位機(jī)得到數(shù)據(jù)、只在組態(tài)王內(nèi)需要的變量，比如計算過程的中間變量，就可以設(shè)置成內(nèi)存變量。特殊變量類型有報警窗口變量、歷史趨勢曲線變量、系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量三種。 系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量預(yù)設(shè)變量中有8個時間變量是系統(tǒng)已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中定義的，用戶可以直接使用：$年：返回系統(tǒng)當(dāng)前日期的年份。$日：返回1到31之間的整數(shù)，表示一月之中的某一天。$分：返回0到59之間的整數(shù)，表示一小時之中的某分鐘。$日期：返回系統(tǒng)當(dāng)前日期。以上變量由系統(tǒng)自動更新，工程人員只能讀取時間變量，而不能改變它們的值。$訪問權(quán)限：在程序運行時記錄當(dāng)前登錄的用戶的訪問權(quán)限。(1=啟動；0=未啟動)工程人員在開發(fā)程序時，可通過按鈕彈起命令預(yù)先設(shè)置該變量為1，在程序運行時可由用戶控制，按下按鈕啟動歷史記錄。(1=啟動；0=未啟動)工程人員在開發(fā)程序時，可通過按鈕彈