江龙电厂110kV升压站自动化系统
1 系统概况
江龙电厂110kV升压站的监控系统选用GE-Harris公司的D20 RTU作为数据采集、处理的核心，选用国内的ISA-1型成套微机保护作为主变和线路的保护，微机保护装置通过SBC-5860一体化工控计算机与D20 RTU通信。站内设有当地监控台，其实时监控软件采用美国Intellution公司的FIX工业控制软件。由于分布式RTU以及FIX工业控制软件的采用，使得本系统具有分布式系统的一些优点，如组态灵活、扩展、维护方便。整个系统的平均无故障间隔时间（MTBF）>500,000h，系统可以根据电网运行方式的要求，实现各种闭环控制功能，如备用电源自投等功能。
2 变电站自动化系统的结构和特点
2.1 系统的结构
系统是分层分布式结构，根据结构特点及功能划分，从上到下依次为主站层、通信总控层和子站层。主站层的当地监控主站是一台PC机，置于控制室工作台上，承担着人机接口、监视、管理、控制等重要任务。通信总控层包括D20 RTU主模块D20M和通信规约转换器，它们担任着规约解释工作，是采集和控制装置与上层机之间交换数据的桥梁。子站层的设备则是D20 RTU的各智能I/O模块（数字量采集模块D20S、模拟量交流采样模块D20AC、控制输出模块D20K）和微机保护装置，承担着采集数据、执行控制命令、设备和线路保护、故障录波、事件记录等任务。设备集中组屏安装在主控制室内。
2.2 系统的技术特点
2.2.1 监控系统的核心——D20 RTU
D20 RTU以性能优越的、内置MC68020 32位微处理器的D20M主模块为核心。D20M可处理采集的数据，与主站通信，运行就地自动控制，维护RTU数据库中I/O点的数据，有两个高速串行口（HDLC口）与外围I/O模块通信，并且可使用一台PC和相应的软件（Configpro）在现场或远方通过专用RS-232维护口对D20 RTU进行结构组态和维护。
D20 RTU的各种智能I/O模块都自带功能强大的微处理器，若要扩充功能时，只需简单地扩充模块，增加应用软件，而不需要替换已有的D20设备。
D20 RTU不仅可以构成独立的分散式SCADA系统，也可构成分站控制器，因为它可内部集成D20的可编程逻辑控制（PLC）——Prologic，从而使D20集RTU与PLC的功能于一身。使用Prologic可以监视站内关键设备的运行状态，并根据测量到的数据，实时或周期性地对这些设备进行维护、控制。
2.2.2 当地监控主站
当地监控系统选用一台工控PC机构成当地监控计算机，监控软件的平台采用美国Intellution公司的工业控制组态软件包FIX32 DMACS，工作于Windows NT系统下，采用多线程结构，可提供、灵活多样的组态方式、良好的用户界面、简捷的使用方法及高效的图形制作方式，可完成数据采集、实时数据库、历史数据库、人机界面、通信驱动、报表打印、实时报警及安全保护等功能。
FIX软件系统运行时，过程数据传送过程如图1所示，图中AI与AO为模拟量的输入、输出控制块，DI和DO为数字量的输入、输出控制块。从该图可对数据传送过程作如下概括：
图1 FIX软件的数据传送
a、I/O驱动程序软件（也称为轮询任务）从RTU与PLC等控制器读取数据，并把数据传送到驱动程序映像表（DIT）的相应地址。
b、扫描、告警和控制（SAC）程序从驱动程序映像表中读取数据并进行处理，传送给过程数据库。
c、内部数据库访问函数从本地或远方数据库读取数据并把它们传送给发出请求的应用程序，在此传输过程中不需要操作员的干预。
2.3 系统通信网络的不足
由于本系统中采用了多个厂家的设备，所以系统存在通信规约不统一的问题。通信规约种类繁多给用户的设备选型、系统集成、运行维护等带来诸多不便，通信规约转换装置则成了必不可少的设备。而规约转换易使通信过程形成瓶颈效应，使系统的稳定性降低。解决这些问题的方法只能是将通信规约标准化。而几种主流现场总线的通信规约已成为厂站内部的现场通信标准。
我国工业控制领域由于生产技术水平的落后，需要大量地从国外进口设备，进而导致对外国控制标准、控制思想的依赖。所以应尽快制订出与国际标准一致且符合我国国情的SCADA行业标准通信规约，以保护我国生产企业和用户的投资利益，带动科学技术水平的提高。
对于正在国内逐步升温的现场总线技术，由于其国际标准化工作进展缓慢，国内许多单位抱着静观其变的想法。历史经验表明，国际标准都是采用一个或几个市场上最成功的技术为基础，例如IEC60870-6系列（计算机数据通信规约体系）就包含有IEC TASE1和IEC TASE2两个国际标准，SCADA行业也有IEC 60870-5系列和DNP3.0两个国际标准。我们可以制订一个在统一标准框架下（该标准框架可以基于FF或PROFIBUS规约）包含多种其它现场总线（如Lon Works，CAN等）接口的标准。
3 结束语
本文介绍的D20变电站自动化系统结构较简单，由于使用了分布式RTU，FIX工业控制软件等较为先进的技术，从而在满足客户经济、技术要求的基础上有较好的性能价格比，并且能方便地实现系统扩展。对于通信规约方面，只有在符合中国国情并与国际标准一致的国家标准规范下，研究开发出符合国内市场需要的、采用了国内外先进技术的产品，才能促进我国电力事业的发展。
产品配置:
D20 RTU
适用领域及情况:
变电站
江龙电厂110kV升压站的监控系统选用GE-Harris公司的D20 RTU作为数据采集、处理的核心，选用国内的ISA-1型成套微机保护作为主变和线路的保护，微机保护装置通过SBC-5860一体化工控计算机与D20 RTU通信。站内设有当地监控台，其实时监控软件采用美国Intellution公司的FIX工业控制软件。由于分布式RTU以及FIX工业控制软件的采用，使得本系统具有分布式系统的一些优点，如组态灵活、扩展、维护方便。整个系统的平均无故障间隔时间（MTBF）>500,000h，系统可以根据电网运行方式的要求，实现各种闭环控制功能，如备用电源自投等功能。
2 变电站自动化系统的结构和特点
2.1 系统的结构
系统是分层分布式结构，根据结构特点及功能划分，从上到下依次为主站层、通信总控层和子站层。主站层的当地监控主站是一台PC机，置于控制室工作台上，承担着人机接口、监视、管理、控制等重要任务。通信总控层包括D20 RTU主模块D20M和通信规约转换器，它们担任着规约解释工作，是采集和控制装置与上层机之间交换数据的桥梁。子站层的设备则是D20 RTU的各智能I/O模块（数字量采集模块D20S、模拟量交流采样模块D20AC、控制输出模块D20K）和微机保护装置，承担着采集数据、执行控制命令、设备和线路保护、故障录波、事件记录等任务。设备集中组屏安装在主控制室内。
2.2 系统的技术特点
2.2.1 监控系统的核心——D20 RTU
D20 RTU以性能优越的、内置MC68020 32位微处理器的D20M主模块为核心。D20M可处理采集的数据，与主站通信，运行就地自动控制，维护RTU数据库中I/O点的数据，有两个高速串行口（HDLC口）与外围I/O模块通信，并且可使用一台PC和相应的软件（Configpro）在现场或远方通过专用RS-232维护口对D20 RTU进行结构组态和维护。
D20 RTU的各种智能I/O模块都自带功能强大的微处理器，若要扩充功能时，只需简单地扩充模块，增加应用软件，而不需要替换已有的D20设备。
D20 RTU不仅可以构成独立的分散式SCADA系统，也可构成分站控制器，因为它可内部集成D20的可编程逻辑控制（PLC）——Prologic，从而使D20集RTU与PLC的功能于一身。使用Prologic可以监视站内关键设备的运行状态，并根据测量到的数据，实时或周期性地对这些设备进行维护、控制。
2.2.2 当地监控主站
当地监控系统选用一台工控PC机构成当地监控计算机，监控软件的平台采用美国Intellution公司的工业控制组态软件包FIX32 DMACS，工作于Windows NT系统下，采用多线程结构，可提供、灵活多样的组态方式、良好的用户界面、简捷的使用方法及高效的图形制作方式，可完成数据采集、实时数据库、历史数据库、人机界面、通信驱动、报表打印、实时报警及安全保护等功能。
FIX软件系统运行时，过程数据传送过程如图1所示，图中AI与AO为模拟量的输入、输出控制块，DI和DO为数字量的输入、输出控制块。从该图可对数据传送过程作如下概括：
图1 FIX软件的数据传送
a、I/O驱动程序软件（也称为轮询任务）从RTU与PLC等控制器读取数据，并把数据传送到驱动程序映像表（DIT）的相应地址。
b、扫描、告警和控制（SAC）程序从驱动程序映像表中读取数据并进行处理，传送给过程数据库。
c、内部数据库访问函数从本地或远方数据库读取数据并把它们传送给发出请求的应用程序，在此传输过程中不需要操作员的干预。
2.3 系统通信网络的不足
由于本系统中采用了多个厂家的设备，所以系统存在通信规约不统一的问题。通信规约种类繁多给用户的设备选型、系统集成、运行维护等带来诸多不便，通信规约转换装置则成了必不可少的设备。而规约转换易使通信过程形成瓶颈效应，使系统的稳定性降低。解决这些问题的方法只能是将通信规约标准化。而几种主流现场总线的通信规约已成为厂站内部的现场通信标准。
我国工业控制领域由于生产技术水平的落后，需要大量地从国外进口设备，进而导致对外国控制标准、控制思想的依赖。所以应尽快制订出与国际标准一致且符合我国国情的SCADA行业标准通信规约，以保护我国生产企业和用户的投资利益，带动科学技术水平的提高。
对于正在国内逐步升温的现场总线技术，由于其国际标准化工作进展缓慢，国内许多单位抱着静观其变的想法。历史经验表明，国际标准都是采用一个或几个市场上最成功的技术为基础，例如IEC60870-6系列（计算机数据通信规约体系）就包含有IEC TASE1和IEC TASE2两个国际标准，SCADA行业也有IEC 60870-5系列和DNP3.0两个国际标准。我们可以制订一个在统一标准框架下（该标准框架可以基于FF或PROFIBUS规约）包含多种其它现场总线（如Lon Works，CAN等）接口的标准。
3 结束语
本文介绍的D20变电站自动化系统结构较简单，由于使用了分布式RTU，FIX工业控制软件等较为先进的技术，从而在满足客户经济、技术要求的基础上有较好的性能价格比，并且能方便地实现系统扩展。对于通信规约方面，只有在符合中国国情并与国际标准一致的国家标准规范下，研究开发出符合国内市场需要的、采用了国内外先进技术的产品，才能促进我国电力事业的发展。
产品配置:
D20 RTU
适用领域及情况:
变电站
责任编辑：
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