S900綜合自動化系統

S900綜合自動化系統

系統向用戶提供標準的套用資料庫訪問接口API,以便用戶自行開發新的套用軟體。 事件發生時,系統及時顯示、報警和列印。 時標由系統根據遙信屬性生成變化事項,如開關的合、分,刀閘的合、分,保護的動作、復歸等。

系統概述

S900綜合自動化系統
S900-PMS電力監控系統用於實現對各行業的中低壓供配電系統電氣運行參數、狀態等實時數據進行監控和操作、管理。
系統集數據採集、保護、測量、控制、故障錄波、諧波分析、電能質量分析、用電管理、負荷控制、運行管理等功能於一體,通過微機保護、智慧型測控裝置等智慧型化設備採集前端實時數據,經通訊網路與計算機系統連線,運行S900-PMS電力監控軟體,從而實現對電氣設備的實時監控和操作、管理,提高供電系統監控的自動化水平。
S900-PMS電力監控系統可處理各種通信規約的數據,可與其它智慧型設備(例如直流屏、電度表、PLC、樓宇自動化系統、消防控制系統等)實現通訊連線,實現自動化系統的信息共享,業已廣泛套用於各行業變電站,如電力、冶金、煤炭、石油化工、建材、供水、市政等。

系統功能

★電氣運行狀態實時監控
★電氣運行狀態歷史數據管理
★遠程控制
★事件管理
★報表編輯、管理
★安全管理
★通信及網路管理
★電能質量分析
★故障錄波
★諧波分析
★負荷控制
★運行管理

系統特點

特點綜述

技術先進:採用當前的主流技術,符合開放、分布分散分層的標準。
運行可靠:分散式實時資料庫管理系統,最大限度地利用硬體資源構成多重冗餘結構,系統各模組穩定協調地工作,最大限度保證系統運行的可靠性。
功能實用:基本功能、日常操作所需的功能完備、簡明。
操作方便:用戶界面標準化,易學、易用、易維護。
維護升級方便快捷:遠程維護、遠程升級,實現維護升級實時進行。

特點描述

先進的軟體平台
S900-PMS系統為windowsNT作業系統環境下的客戶/伺服器(Client/Server)結構。充分利用了作業系統提供的多任務/多執行緒、搶占式調度等諸多特點,運行穩定、高效。
分散式的體系結構
S900-PMS系統各節點物理層以10M/100M網纜通過10M/100M集線器(HUB)/交換器(SWITCH)星形乙太網方式互聯;全微軟軟體環境,易維護、易擴充、易升級,DCOM遠程過程訪問、ActiveXcontrols(formerlyOLEcontrols)等高級技術的套用,充分體現了系統的高可靠性和極強的實時回響性。
系統配置靈活
模組化、結構化的設計保證了系統組態的靈活性,系統軟體除基本運行模組外,其他套用軟體模組均可根據需求選配;對硬體組網的支持靈活,整套系統既可以在一台PC機上獨立運行,又可以分布運行在符合TCP/IP協定的WindowsNT網路環境,有效地保證了用戶投資的合理性。
統一的界面風格
S900-PMS系統提供靈活的組態軟體,以人機對話為目標設計的用戶界面簡潔大方、風格統一,易學易用,同時藉助線上幫助系統,無需專門培訓即可很快掌握系統的使用方法。
通用的數據接口
S900-PMS系統採用SQLSERVER2000管理歷史數據,提供ODBC存取接口,可與當今流行的所有商用關係型資料庫如ORACLE,SYBASE,DB2,INFOMIX等交換數據。
系統採用最先進的遠程公用過程訪問接口(DCOM)進行實時資料庫的存取訪問,便於與狀態估計、網路拓撲、AGC/EDC等EMS高級套用軟體及DMS等套用融合。
系統向用戶提供標準的套用資料庫訪問接口API,以便用戶自行開發新的套用軟體。
豐富的計算表達式
S900-PMS系統除了提供了功率因數、視在功率等常規計算以外,專門提供了用戶自定義表達式進行加、減、乘、除、乘方、開方、以及與、或等邏輯運算公式,可以完成任意特殊計算。
多規約處理
S900-PMS系統可解釋部頒CDT及其各種變種,SC180v6.0,DNPv3.0,m4F,IEC870-5-101及用戶定製的任何特殊規約。
支持多媒體技術的報警處理
S900-PMS系統可以不同的多媒體音響區分遙測一級越限、遙測二級越限、遙信變位、事故報警;自動語音合成技術無須用戶錄音,即可直接播出站、事件、事故性質。
遠程維護升級
S900-PMS系統數據通訊採用DCOM遠程訪問,從真正意義上實現了遠程維護和升級。

系統結構

S900-PMS系統採用基於Client/Server(客戶/伺服器)模式的分散、分層、分散式網路結構。
整個系統可分為三層:子站層、通訊層和主站層。
子站層:由微機保護裝置、智慧型測控儀表、智慧型電度表、高頻開關電源(直流屏)等智慧型設備構成子站層。所有保護測控裝置、智慧型監測儀表按一次設備對應分散式配置,獨立完成各進出線迴路的保護、控制、監測和通訊等功能,同時具有實時動態顯示開關設備工作狀態、運行參數、故障信息和事件記錄、保護定值等功能,各裝置和儀表通過RS485通訊口接入相應的底層RS485子網,通過RS485網將有關信息傳送至站級通訊管理層,同時,各間隔保護測控裝置相互獨立,互不影響,功能上不依賴於站級控制層,整個系統具有高可靠性和安全性。
通訊層:介於子站層和主站層之間的、用於連線智慧型設備和主站設備的通訊介質和通訊設備的總稱,包括通訊管理機、乙太網交換機、光纖收發器、乙太網集線器等通訊設備和光纖、通訊電纜等通訊介質。通訊層設備和通訊介質的配置需要根據工程實際情況進行選擇。
主站層:由計算機硬體設備(伺服器、工作站、印表機、UPS等)和S900-PMS電力監控軟體構成。
主站設備通過乙太網可實現電力監控系統與DCS系統、電力調度系統、樓宇自動化系統、消防控制系統、辦公自動化系統等其它系統的數據傳送。

主站硬體設備

計算機:一般選用高檔PC機或工控機,記憶體≥128M,硬碟容量≥80G,1024×768×256顯示解析度,19″及以上大螢幕LCD。
音效卡和音箱調度機配備音效卡和音箱,用於語音報警提示。
網路器件:每台機器可配置網卡通過網路線纜與集線器相連。
印表機:可配備多台印表機,分別用於定時報表印表機和隨機事故列印。
模擬屏:系統支持對模擬屏的通訊。
數據機:系統支持遠程診斷等。

軟體結構

系統軟體

作業系統:採用MicrosoftWindowsNT、Windows2000作業系統。
資料庫管理系統:MicrosoftSQLServer2000關係資料庫。
辦公自動化系統:MicrosoftOffice2000SCADA主要套用軟體:

S900-PMS主要套用軟體:

ScadaControl.exe主控處理進程
ScadaDataScan.exe數采及數據預處理進程
ScadaDefine.exe系統集成處理進程
ScadaInterface.exe調度工作檯進程
ScadaProcess.exe數據處理進程
SCommSvr.exe通訊服務管理進程
SRtdbSvr.exe實時庫服務管理進程
ScadaAttendance.exe系統維護管理進程
ScadaTicket.exe操作票管理集模擬預演進程
ScadaProtect.exe保護信息監控進程
ScadaCommCtrl.dll通訊接口動態連線庫
ScadaRtdbCtrl.dll實時庫訪問接口動態連線庫
ScadaSqlCtrl.dll歷史庫訪問接口動態連線庫

主要功能

軟體功能模組

S900-PMS電力監控系統的軟體設計採用面向對象的設計思想和軟體工作的管理方法,各軟體模組按功能對象劃分,自成一體,接口簡捷明了。主要包括以下功能模組:
系統實時資料庫
自主開發的基於Client/Server模式的實時資料庫管理系統,保證系統優越的性能價格比;
分散式的實時資料庫管理系統,可在任何節點啟動運行,最大限度的保證系統可靠運行;
DCOM數據訪問機制,可方便的實現遠程數據瀏覽;
可向用戶開放60多條訪問實時資料庫的API函式,滿足系統的二次開發和套用系統的擴展。
系統歷史資料庫
採用符合國際標準的SQLServerforWindowsNT關係型商用資料庫滿足SCADA功能需要,容量、功能可擴充,可與不同系統接口,交換數據,同時具備高級套用軟體數據接口。
支持開發式資料庫ODBC接口技術,滿足用戶二次開發的需要,且保證數據的快速存取。
圖形圖像系統及畫面生成與編輯
系統提供豐富實用的繪圖工具,可以繪製各種所需要的圖形。支持WINDOWS所有字型,繪圖系統與資料庫關聯,方便的動態屬性定義;
利用該系統可繪製以下圖形:各種形式直線、折線、斜線、矩形、多邊形、圓、橢圓、手工曲線等基本圖形;各種形式的電力設備符,包括斷路器、刀閘、小車位置、變壓器、電感、電抗器等;各種字型的實時量顯示;
可直接嵌入點陣圖、動畫,使系統具有更強的表現能力,也更方便用戶的使用,點陣圖及動畫均可連結動態屬性;可直接嵌入圖表,棒圖、曲線及餅圖等圖表作為圖形元素可任意混排,隨意拖動大;方便地對圖形進行拷貝、移動、改變大小、更換顏色、刪除等操作。
報表系統
報表系統利用MicrosoftOffice2000,由用戶通過Excel隨意定製各種報表模板,系統通過COM接口操作Excel進行報表生成列印;
Excel功能強大,能夠進行自動計算、數據分析與檢索、公式創建、圖形導入、數據共享、自動篩選等操作,具有拖放式編輯、記憶式輸入、數字地圖等功能,除能滿足電力調度自動化的需要外,還能滿足電力生產管理、計畫統計、財務/物資管理等方面的需求。
系統由於採用COM接口,避免了VBA方式定製報表所引起的不安全因素。
通信及網路管理
在任何一節點機上,可以監視其他節點機運行情況,具備網管功能。
網路支持TCP/IP協定,可根據需要增加其他協定,實現與異種網的連線。
通過遠程訪問伺服器,遠程工作站可經由撥號電話訪問方式建立遠程網,監視電站運行情況。遠程工作站具有和區域網路本地工作站相同的功能。
預留與遠距離巡檢站、省、地調等遠程調度自動化系統聯網的接口。
安全管理
由系統管理員給每個用戶分配一個用戶名和口令,每個操作員均可選擇分配18種操作許可權的其中若干種;
用戶要求進行操作時,要輸入用戶名和口令才能進行相應的具有賦權的操作,用戶輸入口令時,在口令的有效時間內有效,防止別人非法使用。
事件管理
事件管理由事件描述語言、事件檢測機構、事件回響機構組成,對系統中所有的事件進行定義、描述、檢測、記錄、報警處理。能按預定義的回響方式進行報警信息條顯示、彈出有關畫面、啟動報警音響、列印事件信息等。

功能描述

數據通訊
數據採集系統來自RTU和下級計算機系統送來的模擬量(電壓、電流、有功無功功率、溫度等)、狀態量(開關、刀閘、變壓器分接頭位置、保護信號等)、數字量(頻率、電能量等)、脈衝量等。
支持1/2/4/8/16/32/64/128路串列全雙工多規約通道。每個通道可分別設定通信速率,可以300、600、1200、9600BPS的速率與RTU、模擬屏及其它智慧型設備、系統通信。通信接口技術指標符合RS232C、RS485、CAN-bus等標準,可與RTU通過直接數字通道進行通信,也可通過接入MODEM通信。系統提供通信隔離、防雷技術措施,減少干擾和防止雷擊。
具備多種常用CDT、polling(sc1801)、4F、DNP3.0、TCP/IP、MODBUS等通信規約,能與現有廠站RTU通信,並能方便地增加其他通信規約。
系統接收GPS標準時鐘信息,以此為基準,統一全系統時間,並對各RTU進行時間校準。
具有向上、下級調度自動化系統轉發和接受遙測、遙信、電度等遠動信息數據的功能。
前置通信子系統實現無擾動主輔切換,不丟失原始數據。
資料庫功能
包括實時資料庫、歷史資料庫。實時資料庫保存的是從各個裝置採集上來的實時數據,其數據在每次系統掃描周期之後被刷新一次,在實時資料庫中可以保存模擬量、數字量、脈衝累計量、控制量、計算量、設定點控制輸出等多種類型的量。
對運行數據和開關狀態進行實時監視和記錄保存。
資料庫生成:系統管理人員可以方便地在工作站和伺服器線上生成實時庫和歷史庫。
資料庫查詢:利用資料庫查詢程式,對實時數據分類檢索,通過人機聯繫系統及相應的圖表直觀地反映,並根據需要隨時存在外設內。
實時數據的備份:實時資料庫具有備份,一旦有實時資料庫被破壞,可及時恢復運行。
對每個遙信、遙測均有人工禁止或設定功能,一旦經禁止設定後,不能接收實時信息,直到解除禁止或設定。
在雙主機運行時,實時資料庫保持一致。
歷史資料庫的採樣周期可任意定義和修改。數據歸檔的定義和修改可以通過界面線上進行,不影響系統的運行。
歷史資料庫至少可保存三年。
處理功能
遙測處理:
工程量變換:可線上修改工程轉換係數和偏移量,用於將原始數值轉換成工程數值。
越限報警:每個遙測量都有可以線上修改的值域上下限、合格值上下限、報警值上下限、上限、下下限、下限和報警死區,用於檢查數據的合理性,給出報警,避免限值附近振盪報警。
模擬量人工置數。
極值的計算:對遙測值(功率、電壓、電流等)在定義的時間段內出現的最大值、最小值及其出現的時間和日期一同存入資料庫,時間段可定義。
零漂處理:可線上設定遙測量的殘差值範圍,在此範圍內用零代替。
數據濾波:規定數據的最大最小合法值,當數據超出範圍時,視為不合格數據被濾掉。
完成連續模擬量輸出記錄:遙測類曲線可設定採樣密度
狀態量的處理:
狀態量定義:可在狀態量定義視窗中線上定義其取反、變位報警、復位報警、報警類型、變位列印輸出、變位記錄存檔、變位統計等。
事故判斷:根據事故總信號是否動作等判據,區分事故跳閘或人工拉閘,並給出報警提示。
統計功能:自動累計斷路器跳合閘次數、事故跳閘次數,但到達設定次數時給出告警信息。
人工置值:對於非實時採集的狀態量,由人工處理,在MMI界面上用不同的顏色區分表示,系統自動記錄操作事件。
旁路轉代:旁路開關替代運行時,所有與旁路開關有關的量一次對應到位。系統自動記錄旁路替代操作事件。
電量處理:接收並處理RTU傳送的實測脈衝計數值;對有關有功、無功功率進行積分生成電度量;包括送電、受電累計;調度員人工設定電度量值;能按峰、谷、平時段處理電度量。
控制
支持下述控制方式:選擇―返校―執行、直接執行、批次控制和順序控制。
控制輸出(遙控)主要有:對斷路器分、合的操作、對補償電容器投、切的操作、對有載調壓變壓器分接頭的調節操作。
遙控操作可在操作對象畫面上進行,也可通過控制選單或圖示選擇遙控點進行,系統具有包括“五防防誤”多種校核功能,保證遙控操作的安全和正確性。
許可權限制:操作者輸入口令,以確認是否具備操作許可權,操作許可權有效時間可人工設定。
執行結果返回:RTU執行遙控命令,引起開關變位及事件發生。
操作記錄:操作人員姓名、操作時間、操作內容結果(狀態量狀態改變)等記錄下來,存檔於遙控遙調操作記錄中,可分類檢索顯示、列印等。
事件記錄處理
包括遙測類事項、遙信類事項、遙控類事項、周波類事項、通道類事項、操作類事項等。
電網運行變化和調度操作等事件連同時標信息被系統記錄下來,保存到歷史資料庫中(一年以上)。記錄信息可以按日、月、廠站等檢索顯示、列印。事件發生時,系統及時顯示、報警和列印。
遙測類事項:遙測越限、恢復。時標由系統根據遙信屬性生成變化事項,如開關的合、分,刀閘的合、分,保護的動作、復歸等。時標由系統提供。
系統還能接收由RTU送來的的SOE信息。
遙控類事項:對象的選擇、命令的返校信息、操作執行。事項中包含有操作人員的姓名等信息。時標由系統提供。
周波類事項:周波的越限、恢復。周波限值應可靈活調整,並可設定兩重限值(如±0.2越限)。時標由系統提供。
通道類事項:通道數據中斷、誤碼、僅有同步字、傳送錯誤以及其狀態的恢復等事項。
操作類事項:人工置值、解除;旁母替代、解除。時標由系統提供。
事故追憶處理(PDR)
系統具有事故追憶能力;啟動信號可以是實時採集的模擬量或狀態量,也可以是計算模擬量或計算狀態量。
全網時鐘統一對時,以毫秒級精度記錄斷路器和保護信號的動作順序及動作時間,形成表格顯示於CRT上,並可列印或存入存貯介質中長期保存,幫助調度員判明事故的起因和斷路器跳閘順序。
對重要的遙測量記錄事故前後若干周期的量值,形成事故追憶表及顯示畫面,供分析事故使用。
可對追憶數據進行事故畫面重演,即在事故開關對應的一次接線圖上將追憶數據按一定的時間間隔或人工參與的方式顯示出來,便於調度員觀察事故過程中相關設備的運行情況。
報警處理
報警包含聲音報警、語音報警、列印報警、推畫面報警等幾種方式,可單獨使用,也可組合使用,可在調度工作站實現,也可在其他工作站實現,並可根據工作站的職責範圍有選擇性地報警。
事故時可自動調圖,事項列印,聲光或語音報警等。
報警在專門開闢的視窗位置;且能實時列印事件順序記錄;當越限告警時,可通過報警視窗顯示,並可根據需要列印記錄。
報警類型包括以下:
變位告警(含SOE);系統發生遙信正常變位時,給出變位畫面和文字提示,根據設定進行語音告警或列印記錄。
越限告警:數據量越限時,數據變色,根據設定給出語音提示或列印記錄。
事故告警:系統發生事故時,給出強烈告警,推出光字牌或相關畫面,給出文字提示,變位閃爍,語音提示,列印事故信息,啟動事故追憶。
工況告警:站內間隔級設備、數據通道、系統中伺服器或工作站故障時,系統給出告警信息。
事故追憶:當系統出現事故變位時,自動記錄與其有關的遙測事故前後的值。
人機會話功能
具有圖形無級縮放,畫面導航,漫遊和熱點選擇功能。畫面調出時間及動態數據刷新時間符合電力部部頒標準。
既有全景又有細節顯示,在對圖形放大、縮小時,自動按比例選擇合適的平面顯示,曲線可局部放大、可用滑鼠選中曲線族上的任意曲線,可拉開並使其上下移動。
畫面的更新周期可由用戶自己定義。
畫面顯示類型:
各種類型的中文表格包括:索引目錄表、電力系統實時數據表、越限工況顯示錶、事項順序記錄表、報警一覽表、常用數據表、廠站設備參數表、靜態信息表、備忘錄等。
系統支持1280×1024解析度和256色顯示,全圖形方式。
顯示內容:實時採集、計算、系統估計和人工置入的各種電網動態及靜態運行參數。如P、Q、I、V、電度量、開關和刀閘位、變壓器檔位、繼電保護信息、時間、周波、模擬時鐘、設備編號和漢字提示、控制和操作提示,異常和事故報警提示等。
顯示直觀,操作方便。可一鍵調出主要畫面,通過鍵盤或滑鼠操作可調出任何畫面。
曲線圖有人工置入的計畫值曲線,當日的實時曲線、趨勢曲線和歷史曲線。任何遙測量和計算數值量都可以曲線的方式顯示。能顯示實時用電負荷、計畫用電負荷及超欠值。
能以棒圖的方式顯示任何實時遙測量。顯示坐標可採用實際坐標或標么值,監視點站名、遙測值和上下限值可靈活設定顯示方式,圖形方式有多種填充方式的平面圖和三維立體圖。
遙信變位可以自動推出相應的畫面,變位遙信閃爍,越限量值用醒目的顏色表示。
系統提供線上圖表編輯工具,可對全部圖表進行離線或線上編輯維護。
列印功能
包括圖形、報表及事項列印。
圖形列印:人機會話工作站螢幕顯示的任何畫面都能列印。
報表列印:系統生成的任何報表均可列印,設定特定的自動列印時間,並能召喚列印遙測量和電度量報表。
事項列印:事故和越限發生時可自動列印相應的事項,也可事後列印歷史事項,並能按廠站,時段等分類檢索列印。
系統安全措施
系統提供必要的安全措施,防止非法用戶登錄和未授權的操作。
安全性:系統根據用戶類型(如調度員、遙控操作員、系統維護員、一般觀看者等)限制其操作許可權範圍。
所有的系統操作員根據需要被賦予某些特性,用以規定各級操作員對系統及各種業務活動的使用範圍,如用戶姓名、口令字、操作許可權及操作範圍等特性。
操作員只有輸入正確的特性,才能進入系統,保證系統的安全性。對每個操作員都有口令字控制,以限定各個不同操作員的操作許可權和範圍,在執行操作、修改、保存時進行口令字檢查,防止無關人員誤操作。
根據需要各類用戶分配相應的用戶許可權,由系統管理員負責增刪用戶和用戶許可權分配以及用戶最初的口令設定。
運行監視
系統對站內設備進行自動監視,判斷設備運行狀況,並可統計列印以上狀態的累計時間和次數;故障時能自動報警。
主站系統能進行診斷,並具有遠方診斷和維護功能。
模擬屏功能
該模組主要實現模擬屏數據轉發、模擬屏測試、處理及其數據監視功能。
通過開關切換箱,實現串口的自動切換,從而達到模擬盤驅動雙機冗餘熱備用的目的。系統可接入多種模擬屏。
將實時資料庫里的模擬屏實時數據按規約組幀處理後,通過串列口傳送到模擬屏上。
微機繼電保護信息監控
本系統提供變電站微機繼電保護信息監控功能,實現對變電站微機繼電保護裝置運行狀態的監視,繼電保護裝置動作的報警、記錄與查看;提供繼保人員遠方查看、整定保護定值及參數,保護裝置遠方投退,保護裝置遠方信號復歸等手段。
故障錄波和諧波分析功能
本系統支持具有故障錄波和波形採集的智慧型裝置,通過付里葉算法可計算高達63次諧波分量,在監控視窗可直接觀察故障錄波的波形、諧波分量圖表及諧波分量列表值等內容。
智慧型操作票功能
該模組綜合電站運行和操作人員的運行經驗,完全能起到代替運行和操作人員手工開票的作用,系統提供了智慧型生成倒閘工作票、圖形化單步生成操作票、操作票模擬演示、操作票培訓練習、典型操作票自定義維護、操作票自動化傳輸和操作票管理等功能。

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