QL6000电力监控系统

QL6000监控系统制作平台是基于Microsoft 的WindowsNT及 Window2000的综合自动化集成化开放式应用平台，适合于各级电力保护及调度部门的实时监控系统。监控系统不仅具备基本的监控和数据采集（SCADA）功能，还包括微机保护设备的监视信息采集及分析等管理功能，并且还具备了与管理信息系统（MIS）互联，构成更大规模的信息系统的功能。
监控系统是集我们在SCADA系统，综合自动化及微机保护方面的研究开发经验，并参考了国内外同类产品，建立在*新软硬件技术基础上的综合多功能的全新系统。监控在系统的整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。
监控系统的主要技术特点如下：
◆ 监控系统是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了SCADA、保护设备管理、信息管理、操作票管理等功能，并向远程网络系统开放。
◆ 监控系统的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。
◆ 监控系统的软件支撑系统采用了微软（Microsoftâ）的Windows NTâ（Window2000â）操作系统，能更好的与**的系统接轨，保证本系统的连续发展及可维护性。
◆ 监控系统数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。
◆ 监控系统的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台的，可在多种硬件平台（包括各种体系的工作站、微机及小型机），我们推荐使用工控机作为硬件平台。
◆ 监控系统的软件实行是利用建立在ActiveX基础上的32位的MS Visual C++â及MS Visual Basicâ及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保证了系统的可扩展性及可维护性
◆ 监控系统基于全图形的人机界面，各功能节点机具有统一风格的操作方式，易学易用。其人机界面机具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。
◆ 监控系统以全双工方式同各种类型的IEC 60870-5-103、POLLING和CDT规约的厂站设备通信，并可实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。
◆ 监控系统实现多机热备，自动切换，提高了硬件可靠性，软件系统具有多种安全保密措施。监控系统可满足工业界*严格的安全性要求。
◆ 监控系统还具有异地系统维护、系统调试、软件更新、故障排除等功能。
◆ 监控系统中提供了多种可供用户选择的功能，例如：
● 采用智能IC卡管理操作员的上下岗及各种操作，以提高系统的安全性
● 可采用GPS-TD卫星时钟，提高系统的定时准确性，更好的解决*SOE分辨率问题
● 画面转换为AV信息，可在电视屏幕上可见并可利用无线鼠标实现远程操作
● 提供故障录波功能
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    技术特点

    “监控”的设计思想不同于以往所见到一些电力自动化系统，并不是为哪一个或哪一类电力自动化系统设计的，它是用来开发具体应用系统的一个平台或称为制作软件包。“监控”一方面采用了微内核的设计思想，系统核心部分提供了*基本的实时监控软件的功能；另一方面采用了开放的设计思想，实现了功能有效增加及裁剪，“监控”提供了大量的功能模块，并允许用户自主开发功能模块。正是因为采用以上两项技术，才使用户可根据具体需要设计、拼装符合自我要求的自动化系统。
“监控”采用了微内核的调度机制、开放分布式的系统结构、层次化的功能实现方式、面向目标的设计方法；系统实时数据库是层次关系型结构；人机界面采用智能图形化交互方式。
 “监控”的网络基础由TCP/IP、SOFTBUS、NSM三部分组成:
1、TCP/IP是“监控”的网络传输、会话层，它与具体的操作系统、网络类型无关，可实现网络异构互连。
2、SOFTBUS负责“监控”网络消息驱动、可以挂接任意功能模块。各摸块可以进行数据交互、消息传递，同时也可截获SOFTBUS消息进行处理。SOFTBUS采用的是安全广播和组通讯机制。
3、NSM用于存放“监控”各种数据，它采用强一致的方法实现网络数据共享。
微内核是“监控”的*基本核心，负责系统的总体运行。由任务调度、消息管理、系统时钟组成。
“监控”是一个开放的系统，体现在：
1、数据通讯标准开放，“监控”网络传输、SOFTBUS，网络共享内存等机制的调用接口均以库函数的形式提供，*可以截获和发送各种数据。
2、模块调用方法开放，“监控”基本模块的调用接口以库函数的形式存在，模块可嵌入。
3、数据格式开放，“监控”无论网络数据、消息格式还是数据文件格式均公布其标准，同时提供读写调用库函数。为了方便与其它系统的配合，“监控”还支持ODBC，可以将数据转换成多种格式，如SQL SERVER、ACCESS、SYBASE、ORACLE、EXCEL等。
此外“监控”含有丰富的功能模块，用户在进行系统组态时可以根据需要自由选择或利用“监控”函数库自行开发。“监控”功能模块分为基本模块、选择模块。基本模块完成SCADA系统常备的功能，由数据处理、事件记录，历史记录、打印管理、监控界面等组成。选择模块含有“监控”的*功能，由数据统计、数据计算、事故追忆、保护设备管理、外围组件管理、操作票管理、数据转换等组成。
3
    应用事例系统
3.1
    变电站综合自动化系统:
在变电站综合自动化系统中监控系统可以非常方便的组态出后台监控系统,监控系统具有多种规约解释器,可与国内外主流生产厂家的设备相连,系统制作灵活方便,调试方便.
选用高档微机的硬件平台。采用双口CAN卡、串口(RS232)、RS485、以太网LAN网等与设备相连。
4
    系统说明
4.1
    硬件技术说明
4.1.1
    硬件平台
监控系统是一个集成化开放式应用平台，可以在各种不同体系结构不同档次的硬件平台上运行。用户可以根据实际应用环境及需求，选择不同的硬件配置，以*大限度的满足所求。
4.1.2
    网络构成
监控系统为保证系统数据通讯的高可靠性，可采用双重网络结构。在运行过程中某一网络节点出现故障时，不会影响整个系统的正常工作。
4.1.3
    打印设备
监控系统的打印设备可以选择各种打印机。喷墨打印机、激光打印机或点阵打印机都可以使用，也可以使用网络打印机直接上网工作。
4.1.4
    多倍冗余结构
监控系统采用面向对象的设计思想，并且利用了进程的“动态迁移”这一*新网络技术，可以实现同一模块在多个节点机上自动地迁移。当某节点出现故障时，监控系统可自动将其节点上运行的所有进程自动迁移到另一节点机上运行，不会影响整个系统的运行。
4.1.5
    远程联网通讯服务器
为了实现与其它计算机系统或其它人员监视有关数据，监控系统中加入了远程联网通讯服务器。
4.1.6
    多媒体工作站
监控系统中的每个工作站都可以配置声霸卡、触摸屏等设备，可以实现动画、语音提示、语音报警等多种多媒体功能
4.1.7
    智能IC卡人员管理
监控系统中加入了智能IC卡工作人员管理，操作人员每人一卡，只有有卡人员才可以进行各种操作并且可将每次操作的时间、步骤记录在卡上以便查询。
4.1.8
    时钟系统
监控系统配备全球定位系统卫星同步时钟GPS-TD，该设备可提供精确度很高的标准时间，同步主站各工作站时钟并通过软件同步*的时间，配备GPS时钟后，将能很好地解决*SOE分辨率问题。
4.1.9
    AV监视系统
监控系统还可以利用普通电视作为监视设备，利用电视的AV头并提供无线鼠标，可以使值班员在电视屏幕前操作，并且不影响正常的电视接收。
4.2
    监控系统软件模块说明
4.2.1
    SCACA功能软件模块
4.2.1.1
    数据采集功能模块
数据采集负责解释RTU报文，进行预处理，将各RTU数据汇总后发向主站端数据处理进程，同时也负责将主站端的操作和控制命令转化成RTU命令报文下发至RTU，返回执行结果等。数据采集程序位于*的前置处理设备中，一切规约参数、数据均由主站下发，因而该装置适用范围广，RTU的改变无需改变装置，只要将规约参数重新下装即可。
前置装置采用多CPU板并行处理通讯，直接上网，紧耦合方式，从根本上解决了通讯处理在整个SCADA系统中的瓶颈问题。前置装置自身又具有双电源等安全保护，可靠性很高。
4.2.1.2
    数据处理功能模块
（1）遥测处理
遥测处理可疑分子进行越限检查，产生报警（三对上下限表示不同程度），还可以进行电压正常、异常统计，电压合格率计算，电流变化率计算，功率因数计算等。所有计算均可以产生相应的报警。
死区系数用户可以设定。还可以进行代路、对端处理。
（2）遥信处理
遥信处理可以进行变位报警（正常变位和事故变位）、统计断路器的开断次数、对SOE进行处理、显示、打印等。本系统的遥信处理具有双遥处理功能，对各种保护信号也可作为遥信处理。
（3）电度脉冲处理
电度处理将脉冲量分别累计在5分钟、15分钟、1小时、天、月、年统计中，以避免误差的累积。本SCADA甚至可以在停运后部分地恢复电度累计值。电度处理对电度进行峰谷平段化分，可以分别统计。
4.2.1.3
    人机界面功能模块
系统提供了丰富的人机交互交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远地显示功能，可显示接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、随机事件控制板、报表、波形仪、分析图、信息窗、三维立体棒图等。具有母线变色、实时曲线、电压棒图、有功分布分析、潮流动态显示、报警器件闪烁、报警确认变色、图元条件变色、在线帮助等功能。还可以进行事故重演、事故推画面。
4.2.1.4
    图形系统及打印模块
图形系统既是系统人机接口，也是交互界面的制作平台。具有多窗口、多层、多字体、全矢量、三维效果、超文本、速度快等特点。有多种缩放、漫游方式，支持汉字显示、扫描图象显示和多种设备的拷贝输出，全鼠标操作。
图符可以有一种或两种以上的颜色，可任意旋转、放大、缩小。或任意组合成微拓朴构件以加快作出图速度。
图形系统提供了一系列的管理、维护工具以方便调试其间的制作工作。如：界面制作、图形打印、报表打印、报表自动生成、元件模板管理、文本编译、图形参数定义等。
4.2.1.5
    历史记录功能模块
历史记录负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。
SCADA系统对历史量的存贮可按不同频度如1分钟、5分钟、15分钟、1小时、天、月、年等，但历史量连续存贮，正如数据库一节中所述，依靠定期外介质备份保证空间的容量。
历史数据存贮中可以是直接从实时库中提取的值，也可以是经过计算后的值，甚至是历史库自身的统计值，如Max，Min，平均，累计和等。
4.2.1.6
    报警及事件记录模块
将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，激发事件记录分类别进行记录。重要报警信息，如事故报警、保护动作等*弹出显示、即时打印。为了缩小系统进程开销，用户可以对报警管理进行参数设置，对用户不关心的信息可以使系统不处理，不产生报警。
报警既可以*显示和打印，又可以列表方式显示和人工打印。
4.2.2
    操作票系统软件模块
4.2.2.1
    生成操作票功能模块
监控系统为用户提供了交互方式生成操作票或通过输入文本文件直接转换生成操作票两种方式。监控系统可对生成的操作票进行逻辑及防误检查，并给出警告，指出操作票的错误。另外，提供了模板方式，使步骤基本相同但操作对象不同的操作票可以通过模板快速生成。
所有生成的操作票都利用数据库管理，可对其进行打印、修改、记录、添加、查询等工作。
4.2.2.2
    模拟执行操作票功能模块
监控系统可在线状态下不同的运行方式中对操作票进行模拟执行，一则可以通过模拟执行检查操作票在当前运行方式下的正确与否，二则可以使操作人员熟悉操作票的整个执行过程。
4.2.2.3
    执行操作票功能模块
监控系统在执行操作票时在操作票执行控制器控制下，操作票中每一步在自动或与人交互方式下进行，这时操作票中的每一步都将经过防误及逻辑检查，并提供出相关的执行状态。
4.2.2.4
    管理及打印操作票数据功能模块
监控系统可自动记录每次使用操作票的时间、人员及结果。同时执行每一步骤的*时间都将记录，并可以召唤打印。
每一张操作票都利用密码保护，非授权使用是无法看到操作票内容的。
4.2.3
    保护设备管理模块
4.2.3.1
    保护设备库管理功能模块
监控系统可对所有的保护设备建立库，可记录该保护设备的类型、通讯方式、通讯规约方式、保护设备的各定值。
利用该库，监控系统完成与保护设备报文通讯，查询各保护设备的运行状态。
可对该库进行查询、打印报表等工作，并可将该库转换为其它格式。
4.2.3.2
    保护定值召唤及设置
利用与保护设备的通讯，可将有关该设备的定值进行上行召唤与下行设置处理。
4.2.3.3
    保护信息的处理
监控系统可对各保护设备提供的保护事件信息及保护故障信息一一记录、存档，同时利用多媒体设备进行报警处理并可在打印机上输出。
4.2.4
    其他功能模块
4.2.4.1
    故障录波器界面功能模块
监控系统可以提供故障录波分析软件。
4.2.4.2
    卫星时钟功能模块
利用GPS-TD进行对时处理。
4.2.4.3
    管理MIS系统接口功能模块
可以与局域的或广域的管理MIS系统相联接，向管理MIS系统提供有关信息。
4.2.4.4
    远程通讯接口功能模块
监控系统在远程可以利用Modem卡实现远程自动联网，从而可以完成各种操作。
5
    系统功能及技术指标
5.1
    数据处理速度
从数据采集到主站显示≤3秒
间隔层设备全部扫描一次≤6秒
遥调下发≤4秒
遥控下发≤3秒
5.2
    画面显示速度
画面调入≤3秒
数据刷新≤3秒
5.3
    进程切换或恢复
进程切换≤20秒
进程恢复≤30秒
5.4
    系统可用率99.8%
5.5
    平均无故障运行
无故障运行时间≥10000小时
5.6
    遥调、遥控超时
超时后取消该动作，时间为2秒
5.7
    数据容量
32站，每站256个遥测，1024个遥信，256个遥控，64个电度。

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