士
国电南瑞
OPEN-3000 能量管理系统
系统使用手册 之 前置
国电南瑞科技股份有限公司 二零零八年十二月
前言
本手册是 OPEN-3000 系统前置工具使用说明，结合工程化工作将各类编辑工 具的使用操作进行了较为详细的说明。该手册主要适用于初次使用 OPEN-3000 前 置系统的人员以及系统工程化人员，同时也可以作为前置工具使用的速查手册， 希望对使用 OPEN-3000 系统者有所帮助。 鉴于系统相应软件功能在不断更新，所以本手册也会随之做定期相应更新和 完善。
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OPEN-3000 系统使用手册——前置
目
录
第一章 FES 子系统概述 .......................................................... 1 1.1 结构与运行方式........................................................... 1 1.2 控制策略 ................................................................ 3 1.2.1 人工控制 ............................................................ 3 1.2.2 通道分配原则......................................................... 3 1.2.3 负荷均分原则......................................................... 4 1.2.4 通道、厂站投退判断................................................... 4 1.2.5 值班、备用原则....................................................... 4 1.3 配置方案 ................................................................ 5 1.3.1 前置服务器配置....................................................... 5 1.3.2 终端服务器配置....................................................... 5 1.4 主要模块进程 ............................................................ 5 1.5 主要进程分布 ............................................................ 7 1.6 厂站通道定义 ........................................................... 10 第二章 FES 子系统硬件配置 ..................................................... 11 2.1 机柜布置 ............................................................... 11 2.2 数据采集终端服务器...................................................... 12 2.2.1 初步选择试验型号.................................................... 12 2.2.2 输出端子 ........................................................... 12 2.3 通道箱及通道板.......................................................... 13 2.3.1 通道箱 ............................................................. 13 2.3.2 通道板 ............................................................. 13 2.4 端子排 ................................................................. 14 第三章 FES 子系统规约设置 ..................................................... 16 3.1 CDT 规约 ................................................................ 16 3.2 IEC101/IEC104 规约 ...................................................... 17 3.3 μ4F 规约 ................................................................ 18 3.4 SC1801 规约 ............................................................. 19 3.5 DL476-92 规约 ........................................................... 20 3.6 TASE2 规约 .............................................................. 22 第四章 FES 子系统图形操作 ..................................................... 25 4.1 通用操作 ............................................................... 25
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4.2 图元操作 ............................................................... 28 4.3 WEB 侧图形操作 .......................................................... 34 第五章 FES 子系统操作界面 ..................................................... 35 5.1 通道原码显示界面 (FES_CDISP) ............................................ 35 5.2 通道报文显示界面 (FES_RDISP) ............................................ 36 5.3 实时数据显示界面 (FES_REAL) ............................................. 37 5.4 事件显示界面 (FES_EVENT) ................................................ 38 5.5 网络交换报文显示界面 (FES_NETDISP) ...................................... 39 5.6 TASE2 远方读取变量界面(FES_READ_VAR) .................................... 40 5.7 运行监视界面(FES_TABLE)................................................. 44 5.8 统计查询界面（FES_QUERY）............................................... 48 5.9 模拟器界面（FES_SIM）................................................... 52 第六章 FES 远程维护工具 ....................................................... 54 6.1 人工控制、切换工具...................................................... 54 6.2 人工模拟遥信变位........................................................ 54 6.3 人工模拟变化遥测........................................................ 55 6.4 人工模拟 SOE ............................................................ 56 6.5 实时数据查询 ........................................................... 58 6.6 通道报文监视 ........................................................... 59 6.7 通道原码监视 ........................................................... 60 6.8 网络报文监视 ........................................................... 61 6.9 共享内存监视 ........................................................... 62 第七章 HMD1 智能 MODEM 使用说明 ................................................ 64 7.1 概述 ................................................................... 64 7.2 功能 ................................................................... 64 7.3 参数 ................................................................... 64 7.4 指示灯定义 ............................................................. 65 7.5 运行状态设置 ........................................................... 65 第八章 HMD2 智能数字隔离板使用说明 ............................................ 73 8.1 概述 ................................................................... 73 8.2 功能 ................................................................... 73 8.3 参数 ................................................................... 73 8.4 指示灯定义 ............................................................. 74 8.5 运行状态设置 ........................................................... 74
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第九章 前置数据库表说明....................................................... 80 9.1 设备类 .................................................................. 80 9.1.1 通讯厂站表.......................................................... 80 9.1.2 通道表 ............................................................. 80 9.1.3 前置配置表.......................................................... 82 9.1.4 前置网络设备表...................................................... 82 9.2 定义表类 ............................................................... 82 9.2.1 前置遥测定义表...................................................... 82 9.2.2 前置遥信定义表...................................................... 83 9.2.3 前置遥脉定义表...................................................... 83 9.2.4 前置遥信转发表...................................................... 84 9.2.5 前置遥测转发表...................................................... 84 9.3 规约类 ................................................................. 85 9.3.1 CDT 规约表 .......................................................... 85 9.3.2 IEC101 规约表 ....................................................... 85 9.3.3 IEC104 规约表 ....................................................... 85 9.4 其他类 ................................................................. 85 9.4.1 DL476 分组定义表 .................................................... 85 9.4.2 DL476 分组转发表 .................................................... 86 9.4.3 规约映射表.......................................................... 86
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第一章 FES 子系统概述
前置子系统（Front End System）作为 OPEN-3000 系统中实时数据输入、 输出的中心，主要承担了调度中心与各所属厂站之间、与各个上下级调度中心 之间、与其它系统之间以及与调度中心内的后台系统之间的实时数据通信处理 任务，也是这些不同系统之间实时信息沟通的桥梁。信息交换、命令传递、规 约的组织和解释、通道的编码与解码、卫星对时、采集资源的合理分配都是前 置子系统的基本任务，其它还包括报文监视与保存、站多源数据处理、为站端 设备对时、设备或进程异常告警、维护界面管理等任务。
1.1
结构与运行方式
FES 子系统采集的远方数据信号通过专线通道或网络通道输送到终端服务
器或路由器，此时的数据信号没有经过处理，称为生数据。由 3＃、4＃网段组 成绿色通道，将生数据送入数据采集服务器，处理后成为熟数据，再通过 1＃、 2＃网段，将熟数据送入 SCADA 服务器，成为系统数据。 FES 子系统结构具有如下特点： 网段分明 数据采集网段与当地局域网网段分开，确保生、熟数据分开，使得网 络畅通；减少网络干扰数据，使得网络使用效率提高；对 3#、4#网络的管理及 使用是完全透明的，并可监视且给出报告；要求 3#、4#网络至少是 10M/100M 自适应网络；3#、4#网络硬件至少有一条通路正常，绝无 FES 服务器双主机之 忧。 配置灵活 提供给用户的配置方式不再是单一的，也不会将某种配置强加给用 户，而是让有能力的用户“点菜吃饭” ，根据实际需求可以选配部分设备。最大 配置全部是双冗余的，不仅能解决所有单点故障、双点交叉故障而且能解决部 分的三点交叉故障。 通讯管理 通过网络通讯的厂站和通过专线通讯的厂站都进入前置系统并统一 处理，分工更明确，一个口子对外，数据发布具有一致性和权威性，方便运行 管理。
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FES 子系统结构如图 1-1
图 1-1
FES 子系统结构框图
FES 子系统采用“按口值班”运行方式，具有负载均衡、系统资源充分利 用、设备无扰动切换等优点。 “按口值班”工作模式下，值班设备或备用设备不 是成组完成的，而是将原来成组的设备细化到一个个具体的端口，一个设备上 可以有某些端口是值班的，同时该设备上的另一些端口又可能是备用的。运行 方式如图 1-2。
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前置 A 机 ★ ☆ ☆
前置 B 机 ☆ ★ ★ 交换机 A 交换机 B
终端服务器 A 组 ★ ☆
终端服务器 B 组 ☆ ★
☆
路由器 ★
站1 主通道
站2 主通道
站1 备通道
站2 备通道
站3 备通道
站3 网络通道
图 1-2 按口值班运行方式示意图 Sketch map of duty by port ★ 值班端口 ☆备用端口
1.2
控制策略
1.2.1 人工控制 人工控制分为 FES 服务器和通道两类 FES 服务器控制： FES 服务器的人工控制包括人工闭锁在线、人工闭锁离线、未闭锁三种，人 工控制优先级最高，FES 服务器的状态由人工控制标志决定，只有人工控制是 未闭锁时，系统才自动判别。 通道控制： 通道的人工控制包括通道人工闭锁连接 FES 服务器、通道人工闭锁值班备 用、通道人工闭锁/投入/退出三类。 人工闭锁连接 FES 服务器：表示将某一通道人工闭锁在一台固定 FES 服务 器上； 人工闭锁值班备用：表示人为将一个通道闭锁为值班、备用状态； 人工闭锁投入退出：表示人为设置通道闭锁/投入/退出。 1.2.2 通道分配原则 单机配置时所有通道都在一台 FES 服务器上；
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双机配置时通道将在两台 FES 服务器上进行动态分配； 常规串口通道根据串口物理位置分配 FES 服务器， 一般第一组连 A 机， 第二 组连 B 机； 网络通道根据同一厂站的串口通道位置决定连接 FES 服务器； 三机、四机配置时，可根据用户需求将前置机分组运行，如将常规串口分配 在 A、B 机运行，网络通道分配在 C、D 机运行等模式； 共线通道分为主共线和从共线两类， 同一组共线通道有一个主共线通道和若 干从共线通道组成； 从共线通道位置由主共线通道位置决定； 转发虚通道位置根据转发总厂位置决定。 1.2.3 负荷均分原则 前置系统在多机运行时，从系统安全性和降低负荷角度出发，进行任务负荷的 动态均分，主要分为常规通道和 Tase2 通道两类； 常规通道：遵循以下几条原则： 同一厂站的多个通道不要接在同一个终端服务器上； 同一厂站的多个通道分配在不同 FES 服务器上运行； 在几个通道运行质量相同情况下， 选择值班通道数量少的 FES 服务器上的通 道作为值班通道； Tase2 通道管理及负荷均分： 一个 Tase2 厂站有主备两条通道，由于 Tase2 通道是闭锁在一个固定 FES 服务器上的， 不能进行通道的转移， 因此前置系统采取了另一类方法进行管理， 即不进行通道转移，而是发消息进行通道重联进而改变值班通道所在 FES 服务 器的方式进行。 1.2.4 通道、厂站投退判断 通道、厂站投退状态分为投入、故障、退出三种； 通道的投退状态根据误码率等因素综合判断； 厂站的投退状态根据通道的状态判断。 1.2.5 值班、备用原则 判断同一厂站的不同通道的状态（值班、备用）时，将根据其闭锁状态、投退 状态、误码率、通道优先级、通道类型、同一 FES 服务器上值班的数目等因素
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综合判断。
1.3
配置方案
1.3.1 前置服务器配置 系统中可以允许有多台前置服务器，具体讲可能有一台/二台/三台/四台前 置服务器，下面分别就各种配置情况介绍系统运行方式： 1)一台前置服务器 可以看成二台 FES 服务器中的一台故障。 此时， 具有接收所有通道的能力。 而且当另一台恢复时，能自动均分负荷。 2)二台前置服务器 这个作为最佳推荐方案，每个厂站最多允许接收 4 个通道，不采用硬件切 换，全部通过软件切换。每个厂站必须选出一个值班通道。每个厂站的通道可 以在一台 FES 服务器也可以在两台 FES 服务器上。但须考虑负载均衡。 3)三台前置服务器 可以理解为四台前置服务器中的某一台服务器故障方式。 4)四台前置服务器 为了适应有些设计方案将前置服务器两两分组的运行模式，如将网络通讯 与串行通道采集 FES 服务器分开，其中两台服务器作为网络通讯服务器，另两 台服务器作为串行通道采集服务器。这样四台服务器两两作为主备。不再做功 能交叉转移。 1.3.2 终端服务器配置 1) 应选用带有双独立网口的终端服务器。 2) 终端服务器最好是冗余配置。 3) 主备通道最好接入不同的终端服务器。 4) 可以用带有串口模块的路由器作为终端服务器使用。
1.4
主要模块进程
人机界面 FES 子系统的人机界面突出个性化及通用化的特点， 对系统的生成、 维护、
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监视都提供友好的界面。通道报文显示界面具有显示、查询、解释、存储、报 文导入及导出的功能；通道原码显示界面真实地反映通讯报文的原码；统生成 及维护界面方便、明了、易操作。 规约处理 规约处理模块由若干个不同的规约进程独立运行。优点是各个规约间互不 干扰，容易查找故障。方便添加新的规约模块。 FES 服务器多机之间通讯管理 负责多台 FES 服务器之间的状态传递；通道数据的横向同步；系统命令的 传达等任务。 通讯任务分配管理 多台 FES 服务器之间协调管理所有的通信值班任务，总体原则是对于同一 个厂站的多个通道会被分配在不同的 FES 服务器上处理；对于全部的通信值班 任务按照负荷均分的原则。 共享内存管理 为了加快实时数据的处理速度，FES 服务器的实时库、重要的标志、中间 结果以及不同进程间结果传递等都通过共享内存来实现。按需申请，高效使用 并及时释放。 进程间通讯管理 对于规约处理、通信管理等都是通过一个父进程管理若干个子进程，每一 个子进程就决定了一种通信规约的处理或一个通信接口的通讯。平时要确保这 些进程的正常工作。 前后台通讯管理 专门负责 FES 服务器与 SCADA 主机之间的双向通信以及 FES 服务器向后 台的广播信息等。 系统工况判断 厂站工况、设备工况、通道工况、关键进程工况等判断统计。 通道切换 有人工和自动方式，可以改变通道与 FES 服务器间的连接关系。 终端服务器的输入、输出
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专门负责基于串口通信的数据收发。 报警信息管理 厂站工况、通道工况、设备工况、SOE、值班或备用改变、通道连接改变 都有报警信息。 运行日志 TASE 2 底层通信管理 系统应用工具
1.5
主要进程分布
FES 子系统的进程运行在/users/ems/open2000e/fes_bin 目录下。 主要进程之间的联系和 FES 实时数据库以及 SCADA 应用的关系见图 1-3。
1-3
FES 主要进程 7
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FES 子系统主要进程的名称以及功能见表 1-1。
进程名 功能简述
通道分配工况判断值班通道选择 fes_assign 厂站状态判断 fes_ping fes_status fes_exchange fes_start_com fes_init_ts fes_statistics ts_cisco ts_moxa tcp_client tcp_server init_ts_cisco init_ts_moxa fes_cdisp fes_rdisp fes_real fes_netdisp fes_event fes_rreal fes_rrdisp fes_rcdisp fes_rndisp fes_channel_control fes_table 结点终端服务器网络 rtu 状态监视 各前置节点状态的判断 各前置节点间的通讯数据库状态的同步 动态起停终端服务器网络 rtu 的通讯程序 动态维护终端服务器的通讯参数 统计通道厂站的误码率运行率等参数 cisco 终端服务器通讯程序 moxa 终端服务器通讯程序 网络 rtu 客户端通讯程序 网络 rtu 服务器端通讯程序 cisco 终端服务器初始化程序 moxa 终端服务器初始化程序 串口及网络通道原码显示 串口及网络通道报文显示 FES 实时数据显示 FES 与平台网络交互报文显示 FES 最新变化事件显示 FES 远方实时数据显示 远方串口及网络通道报文显示 远方串口及网络通道原码显示 远方 FES 与平台网络交互报文显示 FES 控制工具 FES 工况监视
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fes_myc fes_myx fes_msoe fes_mgk fes_sim fes_prot fes_prot_cdt fes_prot_iec101 fes_prot_iec104 fes_prot_cdc8890 fes_prot_u4f fes_prot_dl476 fes_net fes_lockfast fes_smmg fes_iccp_smmg fes_sync_shm fes_warn fes_update_zf fes_mannual_op
表 1-1
FES 模拟遥测 FES 模拟遥信 FES 模拟 SOE FES 模拟工况 FES 变化数据模拟工具 规约类型管理 CDT 规约处理 IEC870-5-101 规约处理 IEC870-5-104 规约处理 CDC8890 规约处理 U4f 规约处理 DL476 规约处理 前后台网络通讯 前置遥信变位和 SOE 数据处理 FES 内存管理 TASE2 内存管理 FES 同步服务 FES 告警服务 动态更新转发库 人工切换
FES 主要进程以及功能
进程特殊属性： fes_timer （超级用户使用） A）＃chown root fes_timer B）＃chmod +s fes_timer
fes_ping
（超级用户使用）
A）＃chown root fes_ping
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B）＃chmod +s fes_ping
1.6
厂站通道定义
OPEN-3000 系统中有一个公共的厂站表，每个应用都可以共享这张表。
而对于有通信接口或通信数据的厂站我们把它选择成 FES 应用，系统会根 据厂站表的 FES 应用厂站触发生成通信厂站表。前置机系统使用的都是厂 站通信表。 对于通信厂站定义更加细化， 改变传统以通信厂站为定义单位的 方式，而是精确到以通道为定义单位；以往通信介质单一，主备通道一般都 是相同的参数，而现在通信介质的多元化，要想充分发挥各自的最大优势， 就只能根据不同通信介质选取不同的通信参数才能满足要求。 厂站类型包括： 1． 火电厂：接收火电厂的数据。 2． 水电厂：接收水电厂的数据。 3． 变电站：接收 RTU 或变电站综合自动化的数据。 4． 转发厂：接收其它控制中心转发过来的数据或转发到其它控制中心。 5． 配网子站：接收配网子站的数据。 6． TASE2 控制中心：采用 TASE2 规约通讯的控制中心。 7． 天文钟：将天文钟定义为一种特殊类型的厂站。 8． 配网单元：接收 FTU 或 TTU 等。 通道类型包括： 1． 串口：用于终端服务器。 2． 网络：用于采用网络通讯方式。 3． 虚拟：用于不是直收数据而是由其它通道转发过来的情况。 4． 天文钟：一种采用中断方式接收天文钟数据的特殊通道。 5． 网络天文钟：一种采用网络方式接收天文钟数据的特殊通道。 6．电话拨号：用于采用电话拨号的通讯方式。
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第二章 FES 子系统硬件配置
2.1
机柜布置
每个机柜配置一层风扇，4 个数据采集终端服务器（16*4 RS232 PORT） ，4
层通道箱（16*4 MODEM） ，每层主辅分别供电。一个机柜配置 64 个独立的串 行通讯接口。可以组合或独立使用。最多可以配置 64 个机柜，多个机柜机柜之 间无任何级联线，只有终端服务器接到相应的交换机。
前视图 图 2-1 FES 服务器柜布置图
后视图
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2.2
数据采集终端服务器
2.2.1 初步选择试验型号
1)CISCO 系列 2)MOXA 系列 3)BTS 系列 共性：16 个 RS232 Ports 2 个 100M Ethernet
2.2.2 输出端子
1）CISCO & BTS 的定义方式是 RJ45 RJ45 1 2 3 4 5 6 7 8 2）MOXA(2610) 1 2 3 4 5 6 7 8 DSR RTS GND TXD RXD DCD CTS DTR Description RTS DTR TXD GND GND RXD CD/DSR CTS Direction
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2.3
通道箱及通道板
2.3.1 通道箱 在通道箱的上、下方各装一个走线槽，上槽走的是 MODEM 输出到数据采 集服务器的 16 根线，下槽走的是端子排到通道箱的 16 根线。对于主备通道或 数字或模拟通道都没有固定的位置，可以混合使用。
RS232 口的 RJ45 定义参考终端服务器的定义。 FSK 信号的 RJ11 定义如下： 引脚 1 2 3 4 5 FSK 信号 OUT OUT IN IN RS232 信号 TXD RXD GND
详细定义见《通道箱背板定义》 。
2.3.2 通道板 通道板的面板材料选用高强度铝合金，采用拉丝化表面处理，并有标签框 及拉手。具体设置请参见
PORT 2 PORT 1 POWER A
图 2-2 通道箱图
PORT 13 16 个 RS232 接口（RJ45） 16 个 FSK OR RS232 接口（RJ11）
图 2-3 前示图
PORT 15 PORT 14
POWER B PORT 16
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RUN
RUN 闪烁表示该通道板工作正常
TXD
TXD 闪烁表示主机向该通道板发送数据 RXD 闪烁表示该通道板接收到来自通道的数据 ALARM 灯亮表示是低电平告警，通道电平低于 －40db 或通信参数设置不对
RXD
ALARM
关心的参数 MARK 数字、模拟、中心频率、频偏、波特率、同步、 异步、发送电平、接收电平、逻辑、接口方式
图 2-4 面板图
2.4
端子排
取消目前的靠螺丝连接通道电缆的方式，而改用压线方式连接。选用凤凰
模块端子，每组 4 个通道，20 个端子，输入用压线，输出用 RJ11 接头，通过 走线槽到通道箱的 FSK OR RS232 输入。并在每个模块上留有标记的地方。每 一个模块的结构如下：
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