牵引供电SCADA系统(调度端及通信)

变配电所
箱 变
区间负 荷
…
箱 变
…
Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ
车 站
区间负荷
铁路通讯网络 通讯设备 调度中心局域网 调 度 中 心 通讯设备
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牵引供电SCADA系统
1.2 远动系统的基本组成
• 远动系统由调度端（控制中心、主站、控制 端）、执行端（被控站、远方终端）及信道等 组成。 • 调度端：设在控制中心内,完成远动对象的监 控、数据统计及管理功能等； • 执行端:设在牵引变电所、开闭所、分区所,AT 所及V停控制站内,执行端完成远动系统的数据 采集、预处理，发送、接收及输出执行功能， 常规远动系统被控端为远方终端设备（Remote Terminal Unit,即RTU）； • 信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道， 可分为有线信道及无线信道。
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牵引供电SCADA系统
1.7 根据TB 10117-98铁路电力牵引供电远动系统技 术规范,远动系统主要功能包括： 1.基本功能
遥控：分单控和程控 实现对牵引供电系统供电设备运行状态的实时监视和故障 报警 实现对牵引供电系统中主要参数的遥测； 实现故障点参数的传送、计算和故障地点的标定 实现汉话屏幕画面显示、模拟屏显示及运行的故障记录信 息打印 实现电度统计等的日报月报制表打印； 实现系统自检功能； 以友好的人机界面实现系统维护功能； 实现远动信道切换
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牵引供电SCADA系统
三、实时性
“响应时间”：从发送端事件发生到接收端正确接收到 该信息的时间间隔。
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牵引供电SCADA系统
1.9 根据TB 10117-98铁路电力牵引供电远
动系统技术规范,远动系统主要技术指标
遥控命令传输时间 《3s 遥信命令传送时间 《3s 遥信分辩率（被控站）《10ms 遥测综合误差 《1.5% 双机自动切换到监控功能基本恢复时间 画面调用响应时间 《3s 控制站系统可用率 《99.8%
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牵引供电SCADA系统
4. SCADA系统 (Supervisory Control and Data
Acquisition System) 能够完成常规“四遥”功能的监视控制和数据采集系
统。简称远动监控系统或远动系统（Telecontrol
System）
5. 调度自动化系统
System)
(Dispatching Automation
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牵引供电SCADA系统
GPS
GPS DAT A GPS POWER MAIN POWER CLOCK POWER AC. POWER
调度端
大屏幕投影 服务器 系统维护工作站 磁盘阵列
GPS T IME INT ERFACE
WILLOWGLEN SYST EMS INC..
服务器
系统维护打印机
远程维护 MODEM
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牵引供电SCADA系统
2.选配功能
遥测量的图形显示功能 各种带条件的自动控制功能 实现与其它系统接口和数据转发； 实现供电设备运行状态的查询及运行参数的统计 模拟培训功能，实现对调度管理人员的操作培训 牵引供电系统运行故障的智能处理功能
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牵引供电SCADA系统
1.8远动系统性能指标
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牵引供电SCADA系统
3.被控端或远方 终端 （RTU, Remote Terminal Unit)
RTU主要配置有: 主控单元; 电源单元; 通信单元; 各类I/O单元
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牵引供电SCADA系统
1.3 远动系统工作方式
远动系统的工作方式有多种，可分为1：1 工作方式，1：N工作方式及M：N工作方式 1：N工作方式：指1个调度端端对应各N个被控 站的集中监控方式
《30s
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牵引供电SCADA系统
第二节
远动系统调度主站系统
2.1 远动系统调度端硬件结构 2.2 远动系统调度端软件结构 2.3 远动系统监控系统的发展
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牵引供电SCADA系统
2.1远动系统调度端硬件结构
远动（SCADA）系统调度端: • 能完成远方操作及监视，能正确和及时地掌握 每时每刻都在变化着的牵引供电系统设备运行 情况，处理影响整个牵引供电系统正常运行的 事故和异常情况； • 对所有数据进行分析，处理，存储及打印，以 友好人机界面向调度员显示，转发其它系统共 享。 调度端是SCADA系统的指挥中心，是远动系统 的重要组成部分之一。
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牵引供电SCADA系统
分布式调度端结构图
GPS
人机界面 客户方
信息处理
服务器方
G PS DAT A
G PS PO WER
M AIN PO WER
CLO CK PO WER
AC. PO WER
GPS T IME INT ERFACE
WILLO WG LEN SYST EMS INC..
大屏幕投影
系统可用率 运行时间 100% 运行时间+停用时间
5.传输可靠性：用信息的差错率表示
信息出现差错的数量 差错率＝ 传输信息的总数量
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牵引供电SCADA系统
二、容量 容量：遥控、遥调、遥测和遥信等对象的数量。 对电铁牵引远动系统，通常要求： 遥控：> 64路 遥测：> 32路 遥信：>128路
M：N工作方式：指M个调度端对应着N个被控站 . 一机双调:对位于分界处(如路局)的被控站应分别 实现与两个远动系统调度端的数据通信,
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牵引供电SCADA系统
1.4 远动信息内容
遥测信息：各种运行参数，分为电量和非电量两类。 遥信信息：断路器、隔离开关等的状态信号。
遥调信息：改变运行设备状态的命令。必须进行返送
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牵引供电SCADA系统
铁路牵引供电、电力供电远动系统结构示意图
分区所 接 牵引变电所 AT所
铁 路 牵 引 供 电
触 网 AT所
分区所
牵引变电所 AT所 AT所
A
地方电源
A
地方电源
A
A
开闭所 地方电源
变配电所 铁 路 电 力 供 电
箱 变
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ车 站
区间负 荷
贯通线
变配电所
箱 变 车 站
区间负 荷
贯通线
第一节 概述
1.1基本概念
1.远动
利用远程通信技术进行信息传输，实现对远方设备的监视 和控制。
2.远动技术
监控系统调度端（控制站）与执行端（被控站）之间实现
遥控、遥信、遥测、遥调、遥视技术的总称。
3.牵引供电远动系统
由控制站(调度端)与被控站的远动装置及连接于两者之间 的信道设备组成的调度牵引供电设备的远距离监控系统.
1.5 远动信息的传输模式
循环传输模式CDT（Cyclic Data Transmission）方式： 以被控端为主，被控站的远动信息按规约规定组成帧，再编 排帧的顺序，周期性地以循环向调度端传送。信息传送是周 期性的、发端不顾及收端的需要，也不需收端给以回答。 问答传输模式Polling（查询）方式：调度端必须主动向被 控端发送查询报文，被控端按调度端的查询要求发送回答报 文。要保证调度端发问后收到正确的回答，必须保证有上下 行信道。
以太网交换机 磁带机
实时打印机 通信前置机 切换装置
报表打印机 画面拷贝机
通信前置机 Web服务器
信道
执行端RTU
星型通道 UPS
执行端
供电段复示终端
复示终端
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牵引供电SCADA系统
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牵引供电SCADA系统
分布式配置特点: • 把各项功能进一步分散到多台计算机中去，由 局域网络（local area network，LAN）将各台 计算机连接起来 • 计算机之间通过LAN交换数据。备用机也同样 连接在局域网络上， 并可随时承担同类故障机 或预定的其他故障机的任务，信息共享，设备 共享。 • 在硬件接口和软件接口中都遵循一定的国际标 准或工业 标准， 使不同厂家的产品容易互连， 容易扩充，形成开放系统（open system）。
一、可靠性
1.定义
设备在技术要求规定的工作条件下，能保证所规定的技术指标 的能力。
2.可靠性包括两个方面
装置本身可靠性，信息传输的可靠性。
3.每个设备可靠性
平均无故障时间(MTBF)：
两次偶然故障的平均间隔时间
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牵引供电SCADA系统
4.系统可靠性：系统可用率
影响系统可用率因素：设备质量、维护检修情 况、环境条件。电源供电可靠性及其备用的程度等
第一节 概述 第二节 远动系统调度主站系统 2.1 远动系统调度端硬件结构 2.2 远动系统调度端软件结构 2.3 远动系统监控系统的发展 第三节 远动系统通道 3.1 远动系统通信网络概述
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牵引供电SCADA系统
第一节 概述
发电—输电－配电－用电
电力调度中心（控制中心）
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电力变电所
牵引供电SCADA系统
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牵引供电SCADA系统
1. 调度端
包括服务器 冗余服务器 调度员工作 站、模拟盘 、通信前置 机、网络等 设备。
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牵引供电SCADA系统
2.通信通道（信道）
传输介质包括音频实回线 （电话线）、光纤、电力 载波、无线电等。 对大型远动系统,远动信息 的通路应分群,以保证响应 速度,
远动通道示意图
校核。无误才能发送执行命令。 遥控信息：传送改变运行设备参数的命令，必须进行 返送校核。无误才能发送执行命令。 上行信息：遥测和遥信信息。事件顺序记录，返送时
钟报文和遥控返送校核信息等。
下行信息：遥调信息遥控信息。对时功能中设置时钟 召唤时钟命令，装置复归，广播命令等。