组态软件在变电站自动化控制中的应用

《工业控制计算机｝２００７年２Ｏ卷第２期　５　

一种适用于中小型变电站的监控组态软件的开发　

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　

ｔｏ　ＳｍａｌＩ　ｏｒ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎｓ　

王兆华　盂　文　王文玺　黄　敏（西南交通大学智能机械研究所，四川成都６１００３１）　

摘要　变电站监控软件是变电站综合自动化系统的重要组成部分。讨论了一种适用于中小型变电站的监控组态软件的设计和　开发。　关键词：分布式控制系统，组态软件，变电站，ＳＣＡＤＡ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃｏｍｐｎｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅ—　ｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ　ｏｒ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣＳ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ，ＳＣＡＤＡ　

变电站监控软件是变电站综合自动化系统的重要组成部　

分，集数据采集、显示、控制、通信等功能于一体，是变电站综合　

自动化系统的最终实现工具。采用大型专业监控组态软件，价格　

非常昂贵，小型变电站难以承受。采用通用组态软件，对于软件　

的开发能力很弱的中小型变电站，也不是一个很好的选择，通用　

组态软件与变电站的实际情况往往存在一定差距。因此，设计和　

开发低成本、高效率、适合中小型变电站要求的监控组态软件具　

有很强的工程意义和市场价值。　

目前，国内外绝大多数的组态软件都运行在Ｗｉｎｄｏｗｓ９ｘ／　２０００／ＸＰ操作系统下，如美国Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ公司的Ｌａｂ—　

变电站综合自动化监控结构功能

摘要:通过以下分析,可以看到变电站综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化,提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用,它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。

关键词:变电站;综合自动化;系统分析

1 概 述

我国变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中大部分中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,从而大大提高了电网的安全运行。然而,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深远的影响,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。

2 系统结构

2.1 分布式系统结构

按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。

2.2 集中式系统结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/0接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前这种结构有以下不足:

＜电气开关＞（２０１１．Ｎｏ．２）２９

文章编号：１００４—２８９Ｘ（２０１１）０２－００２９－０５

Ｉｎｔｏｕｃｈ组态软件在换流站集控系统中的应用研究

戴迪１，王丽丽２，郑华１，阎冬梅１

（１．湖北超高压输变电公司，湖北武汉４３００５０；２．三峡电力职业学院，湖北宜昌４４３００２）

摘要：以目前较常用的换流站集控系统ＭＡＣＨ２为例，全面介绍了ＭＡＣＨ２系统的网络结构及硬件构成，在此基础上介绍了对ＭＡＣＨ２系统基于Ｉｎｔｏｕｃｈ的ＨＭｌ人机接口（ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）程序及其数据交换过程做了

深入分析，并以江陵换流站ＨＭＩ程序为例对状态量及数据库列表的获取做了深入研究。关键词：ＭＡＣＨ２；ＨＭＩ；Ｉｎｔｏｕｅｈ中图分类号：ＴＭ７６９文献标识码：Ｂ

ＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＩｎｔｏｕｃｈＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＳｏｆｔｗａｒｅｓｉｎｔｈｅ

ＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｏｆａＣｏｎｖｅｒｔｅｒＳｔａｔｉｏｎ

ＤＡＩＤｉｌ，ＷＡＮＧＬｉ～ｌｉ，ＺＨＥＮＧＨｕａｌ，ＹＡＮＤｏｎｇ—ｍｅｉｌ（１．ＨｕｂｅｉＵＨＶＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ４３００５０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳａｎｘｉａＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ

Ｐｏｗｅｒ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍＭＡＣＨ２ｏｆａｃｏｎｖｅｒｓｔｏｒｓｔａｔｉｏｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｈａｒｄ—

ｗａｒｅｆｏｒｍｓｏｆＭＡＣＨ２ｓｙｓｔｅｍａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓ，ｈｕｍａｎｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｒｏｇｒａｍａｎｄｉｔｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅ

ｐｒｏｃｅｓｓｔｏＭＡＣＨ２ｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＩｎｔｏｕｃｈａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｐｔｈ．ＡｎｄｔａｋｅｔｈｅＨＭＩｐｒｏｇｒａｍｏｆＪｉａｎｇｌｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｔａ・ｔｉｏｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｍａｋｅａｄｅｅｐｓｔｕｄｙｔｏｔｈｅｓｔａｔｅｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｄａｔａｂａｎｋｌｉｓｔｉｎｇ．

电力自动化　

基于ＩｎＴｏｕｃｈ组态软件的变电站自动化监控系统　

谢亚国　，李军学　，唐去克　（１．韶关冶炼厂设计室；广州中浩控制技术有限公司）　

［摘要］　介绍了Ｉｎｖｅｎｓｙｓ旗下Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的ＨＭＩ产品ＩｎＴｏｕｃｈ在变电站监控系统中的应用。　关键词Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ　ＩｎＴｏｕｃｈ　变电站自动化监控系统　

０引言　电力变电站自动化监控系统（以下简称系统）是指　利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电　力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、　保护、控制、计量和供用电部门的工作管理有机地融合　在一起，改进供电质量，与用户建立更密切、更负责的　关系，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。随着　现代工业的发展，变电站自动化监控系统已成为一种必　然趋势和发展方向。　１　ＩｎＴｏｕｃｈ软件在变电站自动化监控系统中的　应用　１．１供电系统概况　广东韶关某大型工厂供电系统要求有非常高质量和　高可靠性的电能供应，其２路１１０ｋＶ进线从不同变电站　引来为厂区供电。厂区内有２个１０ｋＶ变电所，以１０ｋＶ　铠装可移动式户内ＫＹＮ中置柜（配备施耐德微机综合继　保装置Ｓｅｐａｍ和ＰＭ８００电力参数测量仪表等系列产　品，各３８台）为骨干，以中压电缆为枢纽，成放射状拓　扑结构。１０ｋＶ经过干式变压器（配备智能温控仪，共４　台）降压为０．４ｋＶ，供给低压配电系统。　１．２系统分析　１．２．１系统结构　系统采用分散、分层、分布式结构设计，按监控设　备单元划分、模块化设计，整个系统分为：系统管理层、　通讯管理层和现场设备层。　（１）系统管理层：由监控主机、大屏幕彩显、打印　机、以太网交换机等组成。以２台高性能的商业计算机　作为系统的监控工作站和通信服务器，选用专业组态监　控软件Ｉｎｔｏｕｃｈ９．５完成变电站监控系统人机界面监控操　作功能和数据库报表查询等管理功能，系统软件基于多　进程、多任务Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｗｉｎｄｏｗｓ中文操作系统，并配　备实时告警和报表打印机。　（２）通讯管理层：在通讯管理层，以多模光纤作为　通讯介质，以施耐德电气公司ＥＧＸ４００网关（本身带有　２个光口）作为通讯管理机，以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的Ｉ／Ｏ　收稿日期：２００７—０３—１　２　Ｓｅｒｖｅｒ为驱动完成现场设备层和系统管理层之间的网络　连接、转换和数据、命令的交换。系统为了与底层设备　进行数据交换，根据现场监控设备的配置，在每个站需　要处理ＭＯＤＢＵＳ　ＲＴＵ协议和变压器智能温控仪通讯协　议。而系统中采用ＭＯＤＢＵＳ　ＲＴＵ协议的智能设备比较　多，例如ＳｅＰａｍ和ＰＭ８００。不同协议的设备使用　ＥＧＸ４００不同的接口，在同一条ＲＳ一４８５总线中，不同　设备设定不同通讯地址以方便系统访问。考虑到数据的　实时性要求，每条总线的速率要求为１　９２００ｂｉｔ／Ｓ。　ＥＧＸ４００网关的作用就是将不同速率、不同通讯协议的　各条现场总线的信号统一转换为以太网通用的ＴＣＰ／ＩＰ　协议，以１　０Ｍ／１　００Ｍ自适应的速率在通讯管理层进行数　据交换。由于ＴＣＰ／ＩＰ协议是标准的、开放的，所以对　于监控计算机来说这部分的通讯是“透明”的。　（３）现场设备层：利用ＥＧＸ４００本身自带的２个ＲＳ一　４８５接口将变电站内智能设备的ＲＳ一４８５现场总线集中　起来，将不同协议转换成ＴＣＰ／ＩＰ协议，再与上位机进　行信息交互。所有监控设备相对独立，按一次设备对应　分散、分布式配置，就地安装在开关柜内，完成保护、控　制、监测和通信等功能。监控装置与开关柜一次设备融　为一体，构成智能化开关柜，经ＲＳ一４８５通信接口接入　现场总线。　（４）变配电信息通过现场设备层进行分散采集和就　地显示，经过通讯管理层的协议转换，最终由系统管理　层实现集中管理，实现真正意义上的现代化“透明电　力”。　１．２．２软件设计　系统软件按照功能划分为两大部分：监控部分及数　据库部分。　监控部分包括人机界面监控软件、后台控制软件、　协议转换软件。监控软件以Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＸＰ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ操作系统为软件平台，以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ　公司的ＩｎＴｏｕｃｈ及Ｉ／０　Ｓｅｒｖｅｒ为平台对人机界面软件、　后台控制软件和协议转换软件进行二次开发。本监控界　面采用图形及文字相结合的导航模式，分为实时信息监　控、实时告警及事件记录。　数据库部分包括实时／历史曲线、报表、趋势以及　告警。数据库同样以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的工业数据库　ＩＮＳＱＬ　Ｓｅｒｖｅｒ为平台进行二次开发。使用此数据库软件　可以对任何时间、任何设备进行实时或历史数据的查