基于现场总线的变电站监测监控的设计与实现

2006-05-07 15:49:30来源: 电子技术应用


    (3)完全的分散性

    DCS是一个“半分散式”系统,它是采用一个或多个“控制单元”对多回路进行控制,其控制部分分散到一些控制板上,每个控制板上又有多个回路。现场总线采用的则是完全分散体系,它的控制单元全部分散到现场,控制回路由现场设备实现,在现场总线中又同时允许在控制室中用数字通信的方式进行操作与调整。

2 基于现场总线的变电站监测监控系统的设计

    随着技术的进步与自动化程度的不断提高以及电力系统“减人增效”要求的提出,实现变电站综合自动化从而达到无人值班,已成为电力系统发展的趋势。为满足变电站综合自动化发展的需要,我们研制了一套基于现场总线的变电站实时监测监控系统,并已在现场运行了一年多的时间,运行状况很好。该系统由前端智能单元、工控机、网络通信适配器、专用Modem及相应软件组成,其系统结构如图1所示。

2.1 关键硬件的设计

    基于现场总线的变电站实时监测监控系统的关键硬件是前端智能单元和网络通信适配器。
前端智能单元采用Intel80C196KC 16位系统架构,主要包括采集控制逻辑、模拟信号处理、开关量输入输出处理、通信处理、系统监测与保护、实时时钟及电源等部分。为了提高系统的可靠性和抗干扰能力,所有数字逻辑的处理全部集成在单片高密度、超大规模的可编程逻辑阵列中。为了使前端智能单元能在恶劣的电磁环境下可靠地工作,除了使电路设计、器件选择、布线布局、屏蔽隔离等环节尽可能完善外,本系统还可随时对前端智能单元的运行状态进行监测,以确保在意外故障发生时不误操作和丢失数据。应该特别指出的是,本系统的前端智能单元安装在户外的端子箱内(就在PT、CT下面)。

    前端智能单元的硬件框图如图2所示。

    网络通信适配器插在工控机的扩展槽上,实现前端智能单元和工控机之间的高速数据交换。网络通信适配器由16位微处理器、中央控制逻辑、影象数据区、用户读写数据区、并行接口逻辑和串行接口逻辑等部分组成,其原理框图如图3所示。

2.2 软件开发与数据管理

    对本系统的开发,笔者采用Visual Basic 5.0作为主要开发工具,利用Visual C++5.0编制动态链接库(DLL)完成底层操作。

    Visual Basic 5.0是Microsoft公司最新推出的32位Windows开发工具,它非常适合于开发监测监控系统。Visual Basic不仅是一种语言,而且是一个集应用程序开发、测试和纠错等功能于一体的集成式开发环境。在程序设计上,Visual Basic 5.0具有事件驱动的特性。另外,它还提供一种高级的出错处理技术,以防止最终毁坏应用程序。Visual Basic 5.0具有艺术性的智能化开发环境,可以帮助用户毫不费力地编写代码。其快速提示与帮助功能使用户不必记忆成千上万的属性和方法。Visual Basic 5.0采用拖放式编辑,使编程效率显著提高。它包含本地代码编译器,可以用很高速度创建基于Windows95/98和WindowsNT4.0的应用程序。它也可以生成“盘式”目录安装文件,这样便能方便地制作发行盘。

    本系统软件主要包括以下几个模块:

    (1)硬件与网络测试模块

    在工控机启动时,首先由硬件与网络测试模块检测硬件和网络的运行状态,判断相关硬件和网络是否正常。当硬件或网络不正常时给出响应的提示。

    (2)系统初始化模块

    设置变电站的一些可能变化的初始参数,如电流互感器变比、电压互感器变比等。

    (3)系统与线路运行方式设置模块

    一个变电站中往往有几个不同电压等级的母线和若干条不同电压等级的线路,它们的接线方式也不尽相同,有三相三线制接法,有三相四线制接法,也有 三相三线制和三相四线制混合使用的接法。线路的接线方式不同,其测量方法也有所不同。另外,PT和CT二次侧接入前端智能单元的组合方式也因变电站的变化而各不相同。系统与线路运行方式设置模块的作用就是根据系统和线路的运行状况进行相应的设置,以确保获得正确数据。

    (4)数据采集与输出模块

    从前端智能单元读取各种数据,同时还要完成数字量的输出以实现控制功能。

    (5)数据管理与维护模块

  

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/sensor/200605/1311.html
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