变电站微机监控系统2011

远动系统组成的基本模式：
调度端
通信信道
被控端1
信号转换装置1
被控端2
信号转换装置2
被控端3
信号转换装置3
被控端4
信号转换装置4
…
…
被控端N
信号转换装置N
SouthWest Jiaotong University Emei
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SCADA系统结构
1：1工作方式远动系统 (每个被控端对应一台调度端)
1：N工作方式远动系统 (调度端一台装置对应N台被控
端)
M：N工作方式远动系统 (调度端M台装置对应N台被控
端)
5.按遥控、遥测系统传输指令和信息是利用无线信道
还是有线信道分：
无线信道远动系统，常用的无线传输手段有无线电、
红外线、激光、微波等。
有线信道远动系统，常用的有线传输手段有邮电载
波、有线载波、同轴电缆、电力线、电话线载波、光
纤等。
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6.按被控对象是分散还是集中分：
分散式远动系统
集中型远动系统
此外还可根据被控对象是固定还是活动，是链式分
布还是辐射分布分为固定目标或活动目标远动系统；链
式或辐射式远动系统。
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主用通道
主用通道
备用通道
备用通道
备用通道
SCADA系统
通讯输出端
主用通道
主用通道
主用通道
WAN
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
触摸屏
RS485
触摸屏
智能监控终端
智能监控终端
智能监控终端
中山门
Modbus-NET屏蔽双绞线
Modbus-NET屏蔽双绞线
Modbus-NET屏蔽双绞线
触摸屏
有功和无功功率、电度、电压、电流等电气参数，及接
触网故障点等非电气参数。又如在国民经济、科学研究
和国防的许多部门，由于一些特殊原因，人们无法接近
被测对象，就需要通过遥测来了解和监控被测对象的情
况。采用遥测技术，可以提高各部门折自动化程度，改
善劳动条件，提高劳动生产率和管理调度质量。
4.遥信即远程指示(Teleindication;Telesignalization):
备用通道
主用通道
备用通道
备用通道
主用通道
备用通道
备用通道
主用通道
主用通道
主用通道
备用通道
备用通道
SCADA系统
通讯输出端
主用通道
主用通道
主用通道
LAN
SCADA系统
通讯输出端
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
RS485
控制中心降压所
了解系统各部分在生产过程中的实际情况，并要此基础
上作出对生产过程进行指挥的策略。为了使调试工作既
满足实时性好，又保证可靠性高，于是便产生了远动，
并要综合了自动控制理论、计算机技术和现代通信技术
之后迅速发展起来。
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多媒体技术
通信及接口技术
工业测控系统通常是由包括传感器、过程输入／
输出设备、计算机以及执行机构等部分组成的。由
系统对客观世界的各种工作状态进行实时数据采集、
处理并对其实施控制，从而完成自动测控任务。
航空、航天、核能、电力、煤炭、石油、化工、
冶金、机械、电子、交通、轻工、纺织等，都在努
力实现这种测控自动化。
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微型计算机技术
微机远动技术
检测与转换技术
智能控制技术
and more …
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1.1 远动技术的概念
远动技术是近年来提出的概念，目前对远动技术还
没有一个完整的定义，但它包括传统的遥控、遥信、遥
测、遥调等技术，所以可以给远动技术下一个粗略的定
也可向全部子站同时传输全局性报文。
4.多点共线配置(Multi-partyline Configuration)：主站
通过一公共链路与多个子站相连的一种配置。任何时刻
只许一个子站传输数据到主站；主站可以选择一个或多
个子站传输数据，也可向全部子站同时传输全局性报文。
5.多点环型配置(Multipoint-ring Configuration)：所有
遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它具
有分级升降功能的场合。
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3.遥测即远程测量(Telemetering):对被测对象的某些
参数进行远距离测量，应用远程通信技术传输被测变量
的值。如可以遥测牵引供电系统中变电所、分区亭中的
行机构，生产过程的控制无需人工干预。
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对于任何生产活动都应给以科学的管理，为此，
首先必须及时掌握生产的实际情况，然后才能作出
正确的判断，使生产过程尽可能维持在最佳状态。
采集生产过程的实时数据进行监视和控制是科学管
理生产的基础。
初级阶段：人工进行；
集中控制
实现无人化或少人化，提高运行
操作质量，改善劳动条件
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监视控制和数据采集系统，简称为微机远动系统，
即SCDAS系统(Supervisory Control and Data
Acquisition System)。被控端称为远方终端，即RTU
1．1 微机监控系统概述
1．1．1 工业自动化与计算机
微型计算机的出现，加速了信息社会的进程，
并由此而产生了种种令人神往的预测。
微电子技术影响较大的领域之一，是自动化技
术工具的进步和完善。自动化技术工具的进步和完
善促进了自动化技术的进一步发展，工厂（工业生
产）自动化、农业自动化、办公室自动化、家庭自
(Remote Terminal Unit)
SCDAS除了完成常规的“四遥”功能外，还可以
完成数据处理和管理功能，编制各种不同的图形、报
表，提供复示终端，与其它系统联网等功能，提供操
作人员的在线培训、防误操作以及辅助决策等功能。
牵引供电SCADA系统是远动系统的一个典型应用
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RS485
RS485
RS485
SCADA系统
通讯输出端
一号桥
东海路
广域连接可选用：光纤通道
音频通道
数字通道
专线通道
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主要任务：
集中监视
正常状态下实现合理的系统远行
方式；
事故时，及时了解事故的发生和
范围，加快事故处理，提高安全
经济运行水平
动化，即所谓“4A”，已成为国际上的热门话题。
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Fra Baidu bibliotek
工业过程控制是计算机的一个很重要的应用领域。
工业控制机正是为满足这一特定的工业应用领域而
发展起来的。它是现代化工业实现自动化不可缺少
的工具。工业控制机是以电子计算机为核心的测量
与控制系统。
义：
对物体或各种过程进行远距离测量和控制的综合技
术，称为远动(Telecontrol)技术，它具有在人和机器
或机器与机器之间远距离交换信息的功能。
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传统远动装置的主要功能为“四遥”—遥控、遥调、
遥测、遥信。
一、“四遥”功能的定义
1.遥控即远程命令(Telecommand):对被控对象进行远
1．1．2 计算机与微机监控系统
凡有微型计算机参与生产过程的监视、监测和
控制管理的系统都可叫做微机监控系统。
计算机参与生产过程控制有开环控制和闭环控
制两类方式。
开环控制（离线控制）：计算机的计算结果仅作为
指导生产的参考，生产过程的控制尚须由人工干预
实施。
闭环控制（在线控制）：系统的输出量对控制作用
有直接影响，计算机的计算结果，直接用来控制执
报表打印机
调度员工作站
WEB工作站
维护工作站
实时打印机
远程维护
MODEM
远程维护
GPS系统
拷贝机
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通道双切
大屏系统
UPS
网络服务器
通信系统
变电所的监控
变电所的监控
变电所的监控
变电所的监控
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高级阶段：机器承担，按照人的意志自动完成。
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现代生活中有许多的大型工业生产系统，比如电
力系统、铁路系统等，组成大型工业生产系统的生产设
备及生产部门多，且分散在相距甚远的广阔地区。为了
保证系统的正常工作，构成系统的各部分必须在一个调
度机构的统一指挥下协调工作。为此，调度机构要随时
为第一代、第二代、第三代和第四代远动系统。前三
代称为布线逻辑远动系统，第四代即为微机远动系统。
目前，广泛应用的电铁远动系统均为微机远动系统。
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1.3计算机远动的基本组成
计算机远动系统的主要任务是对物体和各种过程实
时进行远距离监控与调度，因此可以给出一个计算机
1.4远动系统的分类
1.按远动功能的实现方式分：
布线逻辑式远动系统
计算机远动系统
2.按远动装置采用的元件是否有接点分：
有接点远动系统
无接点远动系统
3.按远动技术的信息传输方式分：
循环式远动系统
问答式远动系统
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4.按远动装置的工作方式分：
链路与多个子站相连的一种配置，主站与各子站可同时
交换数据。
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3.多点星形配置(Multipoint-star Configuration)：主站
与多个子站相连的一种配置。任何时刻只许一个子站向
主站传输数据；主站可以选择一个或多个子站传输数据，
站之间的通信链路形成环状，主站可以通过两条不同的
路径与每一子站通信。
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1.6 对计算机远动系统的要求(性能指标)
对任何一种远动系统而言，可以用远动系统的性能
将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端，即对诸
如告警信号、开关位置这样的状态信号的远程监视。
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网络打印机
IP地址
IP地址
车辆段维修中心电力工区
备用通道
备用通道
SCADA系统
通讯输出端
主用通道
SCADA系统
通讯输出端
WAN
主用通道
备用通道
§1.2 远动技术的发展
20世纪30年代用于铁路远输系统
40年代用于电力系统。
我国的远动技术从20世纪50年代起步，50年代
末在电力系统中使用。
60年代电气化铁道远动系统在我国开始研制，80
年代才得到广泛应用。
远动系统经历了继电器、晶体管(分立元件)、集成
电路和微机远动系统几个阶段，相应的远动系统也称
智能监控终端
智能监控终端
智能监控终端
智能监控终端
Modbus-NET屏蔽双绞线
Modbus-NET屏蔽双绞线
Modbus-NET屏蔽双绞线
Modbus-NET屏蔽双绞线
监测主机
监测主机
监测主机
监测主机
车辆段混合变电所
车辆段独立降压所
停车场降压所
主用通道
备用通道
备用通道
备用通道
SCADA系统
通讯输出端
距离控制，即应用远和通信技术，使运行设备的运行状
态产生变化。被控对象可以是固定的也可以是运动的。
这种命令只取有限个离散值，通常只取两种状态命令，
例如开关的“分”、“合”指令。
2.遥调即远程调节(Teleadjusting):对被控站某些设备
的工作状态和参数的远距离调节，即对具有两个以上状
态的运行设备进行控制的远程命令。例如在供电系统中
1.5 远动系统配置的基本模式
远动配置(Telecontrol configuration)是指主站与若
干子站以及连接这些站的传输链路的组合体。
1.点对点配置(Point-to-Point Configuration)：主站与子
站之间通过专用的传输链路相连接的一种配置。
2.多路点对点配置
(Multiple Point-to-Point Configuration)：主站通过各自
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孟军
Mengjun_em@163.com
Department of Electrical Engineering
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2011
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1
SCADA 系统概述
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