模擬屏與后臺通訊解決方案

模擬屏與后臺通訊解決方案北京京電國瑞電子技術有限公司動態(tài)模擬屏是電力監(jiān)控管理系統(tǒng)的重要組成部分。通過動態(tài)模擬屏可以實時地、直觀地監(jiān)視整個供電系統(tǒng)的運行狀況。在機場航站樓這樣的大型電力監(jiān)控管理系統(tǒng)中，使用動態(tài)模擬屏可以提高監(jiān)管的實時性和自動化程度，方便運行值班人員的日常監(jiān)控和事故情況下的正確判斷、即時處理，從而進一步提高了供配電系統(tǒng)的可靠性。概述機場航站樓的供電系統(tǒng)規(guī)模很大，由一個10kV開閉站、6個柴油發(fā)電機房和22個變電室組成。這些開閉站、變電室和發(fā)電機房的地理位置分散，相距較遠。電力監(jiān)控管理系統(tǒng)在每個變電室安裝有監(jiān)控計算機前端機。前端機通過現(xiàn)場控制總線連接PLC、RTU等各種終端監(jiān)控設備，實時采集每個回路的斷路器等變配電設備的運行/故障狀態(tài)、電壓電流等運行參數(shù)。在的電工總值班室，設有電力監(jiān)控管理系統(tǒng)的工程師主站。該主站配備有9m×3m的大型動態(tài)模擬顯示屏。模擬屏以配電系統(tǒng)主接線形式動態(tài)、實時顯示該工程師主站所轄各個開閉站、變電室、發(fā)電機房的主要變、配電設備的運行/故障狀態(tài)和主要運行參數(shù)。由于模擬屏需要實時顯示的信息量相當大，因此設一臺專用的模擬屏監(jiān)控計算機對其進行控制。計算機內插有多串口卡進行串口擴展。模擬屏監(jiān)控計算機一方面從前端機獲取實時信息，同時又通過這些RS-485串行通訊口和工業(yè)現(xiàn)場控制總線去控制模擬屏上的指示燈和LED數(shù)顯表，從而保證模擬屏上所顯示的狀態(tài)和參數(shù)既與實際狀況一致，又和工程師主站的電力監(jiān)控管理服務器上所顯示的狀態(tài)和參數(shù)完全相同并同步刷新。

系統(tǒng)設計與分析

2.1系統(tǒng)結構及模擬屏的控制原理航站樓電力監(jiān)控管理系統(tǒng)是建立在航站樓地面運行網(wǎng)這個統(tǒng)一的IP通訊平臺上的一個虛擬子網(wǎng)。工程師主站的電力監(jiān)控管理服務器、前端機和模擬屏監(jiān)控計算機都通過地面運行網(wǎng)進行通訊和數(shù)據(jù)交換。模擬屏監(jiān)控計算機從開閉站、變電室的前端機以及監(jiān)控柴油發(fā)電機組運行的服務器獲取各種主要配電設備的實時狀態(tài)信息和運行參數(shù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過串口和現(xiàn)場控制總線發(fā)送到模擬屏的控制器，實現(xiàn)模擬屏顯示狀況的實時同步刷新。系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1系統(tǒng)結構圖模擬屏的控制器采用工業(yè)智能遙信控制器JDGR-YX和工業(yè)智能遙測控制器JDGR-YC，控制器以MCS-51單片機為核心，具有較強的數(shù)學邏輯運算能力，及非線性校正等功能。其中，JDGR-YX結合DAP-LED雙色指示燈使用，可以顯示紅色、綠色、黃色三種狀態(tài)，分別表示設備的合閘、分閘、故障狀態(tài)；JDGR-YC結合LED數(shù)顯表使用，可以顯示工業(yè)現(xiàn)場的電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因素等各種工業(yè)參數(shù)?？刂破髋c模擬屏監(jiān)控計算機之間通過RS-485接口進行通訊，采用N81碼，即1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無校驗，通信波特率為19.2Kbps。采用Modbus-RTU通信規(guī)約，支持06/10功能碼，信息幀結構為：地址碼功能碼數(shù)據(jù)區(qū)CRC碼8位8位N×8位16位每個JDGR-YX可驅動12個共陽型DAP-LED雙色指示燈(字母編號LEDA－LEDL)；每個JDGR-YC支持5位數(shù)據(jù)顯示，顯示范圍–9999～+99999。控制器的寄存器有2個字的地址空間，分別對應的不同的內容。JDGR-YX控制器的0000H用于控制顯示故障位狀態(tài)(斷路器故障信號)，0001H用于控制顯示工作位狀態(tài)(斷路器分合信號)。寄存器地址與內容對照表為：0000H

Bit00LEDA故障位…0000H

Bit11LEDL故障位0001H

Bit00LEDA工作位…0001H

Bit11LEDL工作位JDGR-YC控制器寄存器地址與內容對照表為：0000H

遙測數(shù)據(jù)高16位0001H

遙測數(shù)據(jù)低16位

根據(jù)上述對照表和信息幀的格式，當我們要實現(xiàn)控制任務：控制器地址為01，LEDA－LEDD為紅色，LEDE－LEDL為綠色時，主機應發(fā)送的數(shù)據(jù)為：01100000000F800D擬屏控制器寄存器的地址對照表，將這些DO變量地址分別與模擬屏上對應各個LED雙色燈的地址保持一致。值得注意的是，由于MODBUS通訊規(guī)約在高低字節(jié)上是取反的，所以在設置DO變量地址位號時需要將高低字節(jié)也取反。以對應LEDA工作位的DO變量為例，需要設置單元號為1，位號為.8，而不是.0。使用相似的方法定義遙測量，AI為輸入量，AO為輸出量發(fā)送到模擬屏，AO量用取反高低字節(jié)的處理方式。最后，用變量傳送功能將要顯示的DI/AI變量對應傳送給相應的DO/AO變量，這樣就實現(xiàn)了對模擬屏的動態(tài)顯示的控制。

3結束語用模擬屏監(jiān)控計算機通過組態(tài)軟件控制模擬屏的實時動態(tài)顯示，解決了將不同前端機采集的設備狀態(tài)數(shù)據(jù)集中顯示到一個模擬屏上的通訊問題，節(jié)省了二次開發(fā)通訊控制程序的成本。同時，實現(xiàn)了模擬屏上顯示的狀