牽引供電遠動教程ppt課件.ppt

1、牽引供電遠動系統(tǒng),教 程,1,牽引供電遠動系統(tǒng),一、遠動系統(tǒng)概述： 1.1名詞解釋 1遠動（Telecontrol）： 應(yīng)用通信技術(shù)，完成遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等功能的總稱。 2、遠動系統(tǒng)（Telecontrol System or Remote-Control System）： 對廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，它包括對生產(chǎn)過程信息的采集、處理、傳輸和顯示等全部功能與設(shè)備。,2,1.1遠動系統(tǒng)概述,3、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（supervisory control and data acquisition（SCADA）： 對廣闊地區(qū)的生產(chǎn)過程進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。 4、遠動網(wǎng)絡(luò)

2、（network in telecontrol）： 若干遠動站通過傳輸鏈路，彼此進行通信聯(lián)系的整體。,3,1.1遠動系統(tǒng)概述,5、通道（channel） 在數(shù)據(jù)傳輸中，傳輸信號的單一通路或其一段頻帶。 6、調(diào)度中心，控制中心（dispatching centre，load dispatching centre,，control centre） 監(jiān)視控制發(fā)電、輸電或配電網(wǎng)運行的所在地。 7、主站，控制站（master station，controlling station） 對子站實現(xiàn)遠程監(jiān)控的站。,4,1.1遠動系統(tǒng)概述,8、子站，被控站（slave station，controlled st

3、ation，remote station，outstation） 受主站監(jiān)視和控制的站。 9、規(guī)約（protocol） 在遠動系統(tǒng)中，為了正確地傳送信息，必須有一套關(guān)于信息傳輸順序、信息格式和信息內(nèi)容等的約定。這一套約定，稱為規(guī)約。一般有問答式和循環(huán)式,5,1.1遠動系統(tǒng)概述,10、前置機（front-end processor） 對進站或出站的數(shù)據(jù)，完成緩沖處理和通信控制功能的處理機。 11、遠動終端（remote terminal unit(RTU)） 由主站監(jiān)控的子站，按規(guī)約完成遠動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設(shè)備。（變電所站綜合自動化系統(tǒng)）,6,1.1遠動系統(tǒng)概述,1

4、2、遙測（遠程測量telemetering） 應(yīng)用通信技術(shù)，傳輸被測變量的測量值。包括有功、無功、電流、電壓、電度等。 13、遙信（遠程信號teleindication，telesignalization） 應(yīng)用通信技術(shù)，完成對設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)視，如告警狀態(tài)或開關(guān)位置、閥門位置等。,7,1.1遠動系統(tǒng)概述,14、遙控（遠程命令telecommand） 應(yīng)用通信技術(shù)，完成改變運行設(shè)備狀態(tài)的命令。如開關(guān)、刀閘閉合、斷開等。 15、遙調(diào)（遠程調(diào)節(jié)teleadjusting） 應(yīng)用通信技術(shù)，完成對具有兩個以上狀態(tài)的運行設(shè)備的控制。如變壓器檔位調(diào)節(jié)。,8,1.2遠動技術(shù)發(fā)展過程,1.2遠動技術(shù)發(fā)展過程

5、遠動技術(shù)的發(fā)展與計算機技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，計算機硬件的發(fā)展經(jīng)歷了繼電器、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路幾個階段，遠動裝置的發(fā)展也從繼電器為主的有節(jié)點式裝置，發(fā)展到晶體管式為主的無節(jié)點式裝置，隨之而來是由集成元件構(gòu)成的全集成電路裝置的誕生，這三種都屬于布線式邏輯裝置，它們按照預(yù)定的要求進行設(shè)計，使構(gòu)成裝置的各部分邏輯電路按固定的時間順序工作，以完成預(yù)定的功能。這些裝置屬于硬,9,1.2遠動技術(shù)發(fā)展過程,件式的，不能隨意進行功能上的擴展。再后來就是微機遠動裝置，即目前廣泛使用的計算機遠動裝置，整個裝置的功能交給輸入的軟件進行控制，所以又稱為軟件化遠動裝置，與硬件式遠動裝置相比，軟件化的遠動裝置

6、具有了更高的靈活性和可擴展性。 相應(yīng)遠動裝置發(fā)展而言，遠動系統(tǒng)的發(fā)展可劃分為第一代、第二代、第三代、第四代。第一代、第二代、第三代遠動系統(tǒng)成為布線式邏輯遠動系統(tǒng)，第四代即微機遠動系統(tǒng)。,10,1.3遠動系統(tǒng)主要功能,1.3遠動系統(tǒng)主要功能 總體上說，遠動系統(tǒng)的主要任務(wù)有兩個，一是集中監(jiān)視，提供安全經(jīng)濟運行水平。正常情況下實現(xiàn)合理的系統(tǒng)運行方式。事故時，及時了解事故的發(fā)生和范圍，加快事故處理；二是集中控制，提高勞動生產(chǎn)率。調(diào)度人員可以借助遠動裝置進行遙控或者遙調(diào)，實現(xiàn)無人化或者少人化，并提高運行操作質(zhì)量，改善運行人員的勞動條件。,11,1.3遠動系統(tǒng)主要功能,具體來說，傳統(tǒng)遠動系統(tǒng)(SCADA)

7、提供了遙控、遙調(diào)、遙測、遙信，現(xiàn)代遠動系統(tǒng)提供了更多的功能，如計算多個站的功率總和、計算輸電線線損、誤碼率統(tǒng)計、各種圖形報表制作、顯示、打印，提供復(fù)示終端，與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等等，所以現(xiàn)代遠動系統(tǒng)常常稱為微機調(diào)度自動化系統(tǒng)（Dispatching Automation System），簡稱為微機監(jiān)控系統(tǒng)（Supervisory Control System），注：下文所說的電氣化鐵道遠動系統(tǒng)通常指微機監(jiān)控系統(tǒng)。,12,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點 1牽引網(wǎng)上諧波成分對遠動系統(tǒng)通道構(gòu)成嚴重干擾，必須采取強有力措施克服這種通訊干擾（包括硬件抗干擾措施和軟件抗干擾措施）。

8、諧波引起的原因是牽引供電系統(tǒng)的負荷-電力機車，大多采用整流型的交-直流傳動，晶體管整流的過程中不可避免會產(chǎn)生大量諧波成分。,13,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點,2電氣化鐵道遠動系統(tǒng)調(diào)度所與各變電所、分區(qū)所、開閉所呈星形輻射分布，所以，通訊線路也呈星形分布，電氣化鐵道遠動通道為適應(yīng)這種特點，大多采用鏈型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)，有時也包含星型結(jié)構(gòu)。電力系統(tǒng)布局多為輻射狀分散布局。,14,環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖,15,點對點網(wǎng)絡(luò)圖,16,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點,3系統(tǒng)功能和容量上，電氣化鐵道遠動系統(tǒng)也區(qū)別于電力遠動系統(tǒng)。電力遠動系統(tǒng)中，側(cè)重遙測量的采集和監(jiān)視，要求遙測數(shù)量大、采集精度高而對遙控開關(guān)

9、的控制數(shù)量少、操作頻率低。電氣化鐵道遠動系統(tǒng)中，因為每天都需要對接觸網(wǎng)進行停電檢修，因此對變電所開關(guān)的操作頻繁，開關(guān)數(shù)量多，且可靠性要求極高，以確保行車安全及檢修人員安全。,17,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點,4通訊媒介上看，電氣化鐵道遠動系統(tǒng)多采用音頻實回線、載波電纜或光纖作為遠動通道，這是因為諧波的存在，使用上述通訊媒介可以最大限度的降低諧波對通道的影響，獲得較高的通訊質(zhì)量。電力遠動系統(tǒng)通常采用電力線載波作為遠動通道。,18,1.4電氣化鐵道遠動系統(tǒng)特點,5牽引供電系統(tǒng)負荷-電力機車是一個移動沖擊 性負荷，與電力系統(tǒng)的靜止負荷相比，電氣量變化幅度大，更容易造成牽引供電網(wǎng)故障，這就要求電氣化

10、鐵道遠動系統(tǒng)具有更高的可靠性和實時性，以便及時準確地將故障信息傳送到控制中心進行處理，縮短事故的影響時間。,19,1.5電氣化鐵道遠動系統(tǒng)的性能指標,1.5電氣化鐵道遠動系統(tǒng)的性能指標 1可靠性 包括裝置本身的可靠性及信息傳輸?shù)目煽啃浴?2容量及功能 遙控、遙調(diào)、遙測、遙信等對象的數(shù)量，稱為裝置的容量。功能上應(yīng)滿足用戶要求，并能擴充,20,1.5電氣化鐵道遠動系統(tǒng)的性能指標,3實時性 4抗干擾能力 包括硬件抗干擾和軟件抗干擾。,21,遠動系統(tǒng)功能及組成,二、遠動系統(tǒng)功能及組成： 2.1控制站組成及功能 控制站設(shè)備主要由服務(wù)器，磁盤擴容設(shè)備（磁盤陣列、磁帶機），冗余配置的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，調(diào)度員操作

11、工作站，通訊前置處理機，系統(tǒng)維護工作站，大幅模擬屏（或大屏幕投影顯示系統(tǒng)），實時打印設(shè)備，報表打印設(shè)備，畫面拷貝設(shè)備，電源系統(tǒng)，連接電纜等組成。,22,2.1控制站組成及功能,1、主機系統(tǒng) 主機系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及定時任務(wù)管理，進行數(shù)據(jù)的后臺處理，管理實時數(shù)據(jù)和部分歷史數(shù)據(jù)，負責網(wǎng)上節(jié)點資源的分配、管理和網(wǎng)絡(luò)信息交換，進行網(wǎng)絡(luò)信息匯總、組織和派發(fā)，為數(shù)據(jù)工作站、操作工作站提供初加工數(shù)據(jù)。,23,2.1控制站組成及功能,主機執(zhí)行主要程序時需要具備的功能模塊： a、網(wǎng)絡(luò)服務(wù) b、數(shù)據(jù)處理（進程間通訊，下行命令及上行信息處理） c、數(shù)據(jù)服務(wù)（向操作工作站提供實時及近期數(shù)據(jù)服務(wù)，向數(shù)據(jù)工作站提

12、供數(shù)據(jù)源，向備機提供原始數(shù)據(jù)） d、設(shè)備監(jiān)管 e、定時服務(wù)（定時遙測、遙信、對鐘，報表定時處理、打印，定時檢測設(shè)備） f、進程監(jiān)管（進程狀態(tài)檢測，雙機切換）,24,2.1控制站組成及功能,備機執(zhí)行備用程序時需具備的模塊： a、網(wǎng)絡(luò)通訊（與主機交換信息） b、數(shù)據(jù)處理（與主機數(shù)據(jù)處理相似，但不向外輸出信息） c、監(jiān)視主機工作狀態(tài) d、雙機切換,25,2.1控制站組成及功能,2數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是遠動系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（靜態(tài)數(shù)據(jù)庫）的人機接口。一般安裝了大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫（oracle、sybase、DB2、mysql等），負責整個系統(tǒng)參數(shù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫的建立、管理，并提供數(shù)據(jù)庫表創(chuàng)建、增、刪、改

13、、查等操作功能。 每臺服務(wù)器都有獨立數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫接口軟件進行的各種操作對兩個獨立數(shù)據(jù)庫都有效，專門的軟件管理雙機數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)二者完全相同，單個數(shù)據(jù)庫故障不影響系統(tǒng)運行。,26,2.1控制站組成及功能,3通信前置處理機 通信前置處理機及遠動通道線路和設(shè)備是連接監(jiān)控主站及被控站的橋梁。 通信前置處理機通訊應(yīng)用軟件具備如下功能模塊： a、網(wǎng)絡(luò)通訊（與主機交換主站的下行命令信息及RTU上行信息及通訊設(shè)備信息） b、查詢RTU c、上下行信息轉(zhuǎn)發(fā) d、信道監(jiān)視,27,2.1控制站組成及功能,4操作員工作站 操作員工作站是實施調(diào)度作業(yè)的人機界面，并集中反映調(diào)度意圖效果，監(jiān)視牽引供電設(shè)備運行狀態(tài)。 操

14、作員工作站監(jiān)控應(yīng)用軟件具有如下功能模塊： a、網(wǎng)絡(luò)通訊,28,2.1控制站組成及功能,b、操作管理（遠動操作、本地操作、命令管理） 遠動操作包括單控、程控、遙信、遙測、遙調(diào)、故障錄波數(shù)據(jù)、故障信號復(fù)歸等操作。,29,2.1控制站組成及功能,本地操作包括各種畫面調(diào)出與切換（調(diào)度員操作界面使用），統(tǒng)計報表的調(diào)出與切換，電量曲線的選擇顯示（歷史曲線顯示），記錄的調(diào)出顯示（歷史事項查詢），對模擬屏的一些操作（驗燈，驗警），報警信息確認（息音、停閃），手動開關(guān)位置設(shè)定（人工置入、遙信置反），打印設(shè)備狀態(tài)標志設(shè)置，隨機打印報表，記錄命令操作，控制權(quán)切換，畫面拷貝打印等操作。,30,2.1控制站組成及功能,

15、c、上行信息處理（后臺進行，獲取需要的數(shù)據(jù)）,31,2.1控制站組成及功能,5系統(tǒng)維護工作站 a、數(shù)據(jù)編輯器 b、畫面編輯器 c、系統(tǒng)監(jiān)控器 d、報表編輯 e、系統(tǒng)功能配置,32,2.1控制站組成及功能,6其它設(shè)備 a、電源系統(tǒng) b、實時打印機 c、報表打印機 d、畫面拷貝機 e、大幅模擬屏（大屏幕顯示系統(tǒng)） f、連接電纜,33,2.2被控站組成及功能,2.2被控站組成及功能 1硬件組成 a、控制處理子系統(tǒng) b、遙控輸出子系統(tǒng) c、遙信輸入子系統(tǒng) d、模擬置輸入接口 e、電度量輸入接口 f、故障點參數(shù)接口 g、通訊接口子系統(tǒng) h、電源子系統(tǒng),34,2.2被控站組成及功能,2軟件組成 a、中斷服

16、務(wù)程序 b、主模塊 c、初始化模塊 d、遙測采集模塊 e、下行任務(wù)模塊 f、上行任務(wù)模塊 g、檢查模塊 h、鍵盤與顯示 i、遙控選擇,35,被控站功能結(jié)構(gòu)圖,36,被控站設(shè)備結(jié)構(gòu)圖(凱發(fā)),37,被控站裝置系統(tǒng)局域網(wǎng)圖(許繼),38,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能 1主要硬件設(shè)備及功能 a、路由器(Router )： 用來完成在相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點移動到目標地點的活動設(shè)備。當數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器來完成 ；路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址、選擇路徑和網(wǎng)絡(luò)流量控制的功能。是不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐。,39,cisco路由器圖,40,2.3遠動網(wǎng)

17、絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,b、網(wǎng)絡(luò)交換機(switch)： 就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。 路由和交換之間的主要區(qū)別就是交換發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層,41,網(wǎng)絡(luò)交換機圖,42,網(wǎng)絡(luò)交換機圖,43,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,c、協(xié)議轉(zhuǎn)換器和網(wǎng)橋 協(xié)議轉(zhuǎn)換器簡稱協(xié)轉(zhuǎn),也叫接口轉(zhuǎn)換器,用于構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)連接，將一種協(xié)議轉(zhuǎn)換為另一種協(xié)議。它能使處于通信網(wǎng)上采用不同高層協(xié)議的主機仍然互相合作，完成各種分布式應(yīng)用。 網(wǎng)橋?qū)蓚€相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來，并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進行管理；不但能擴展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和 安全性,44,協(xié)議轉(zhuǎn)換

18、器圖,45,網(wǎng)橋圖,46,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,d、光電轉(zhuǎn)換器 ： 俗稱光貓,是為了將光纖介質(zhì)轉(zhuǎn)換成銅線接入。光電轉(zhuǎn)換器是一種類似于基帶MODEM（數(shù)字調(diào)制解調(diào)器）的設(shè)備，和基帶MODEM不同的是接入的是光纖專線，是光信號,47,光電轉(zhuǎn)換器圖,48,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,e、調(diào)制解調(diào)器(Modem): 所謂調(diào)制，就是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電話線上傳輸?shù)哪M信號；解調(diào)，即把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。合稱調(diào)制解調(diào)器。它的作用是利用模擬信號傳輸線路傳輸數(shù)字信號,49,調(diào)制解調(diào)器圖,50,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,2主要遠動通訊方式： a、光纖通信： 光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作

19、為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常?。还獠ㄔ诠饫w中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。,51,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為： (1)信號的發(fā)射； (2)信號的合波； (3)信號的傳輸和放大； (4)信號的分離； (5)信

20、號的接收。,52,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,光纖通信技術(shù)的特點 ： (1) 頻帶極寬，通信容量大。 (2) 損耗低，中繼距離長。 (3) 抗電磁干擾能力強。 (4)無串音干擾，保密性好。 除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行監(jiān)測、控制。,53,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,b、串口通信(RS232 )： 串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根

21、線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信，長度可達1200米。通信使用3根線完成：（2針）發(fā)送，（3針）接收，（5針）地線。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。RS-232只限于通信設(shè)備(貓)間點對點的通信。RS-232串口通信最遠距離是50英尺。,54,RS232串口接頭圖,55,2.3遠動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成及功能,b、RJ45以太網(wǎng)通信： 即采用統(tǒng)一的網(wǎng)線，統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議進行局域網(wǎng)無縫連接進行的通信。 常用的接線方式為交叉式接線T568B : 白橙，橙，白綠，藍，白藍，綠，白棕，棕。其中使用的是1、2、3、6芯，1和2芯用于發(fā)送；3和6芯用于接收。,56,網(wǎng)線(RJ45)圖,57,2