吳弘

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

CMADA（Circuit Monitoring and Data Acquisition）電氣數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，即電氣領(lǐng)域的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)。應(yīng)用范圍很廣，主要用于電力系統(tǒng)、石油、化工等生產(chǎn)裝置電氣數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)視控制等領(lǐng)域[1]。

CMADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電氣監(jiān)控系統(tǒng)。它可以對(duì)變電所及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備的電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

1 CMADA在石化系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于石油化工生產(chǎn)過(guò)程具有易燃、易爆、有毒、有害的特點(diǎn)。為了確保企業(yè)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期生產(chǎn)，必須加強(qiáng)電氣監(jiān)控，保障生產(chǎn)設(shè)備安全運(yùn)行。CMADA作為電氣控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)和通訊技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，既具有強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控功能，又具有極強(qiáng)的組網(wǎng)通訊能力。隨著石化裝置生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提高，電氣設(shè)備綜合管理的重要性與日俱增，所以近年來(lái)，在石化裝置中大量采用CMADA系統(tǒng)作為生產(chǎn)管理電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

2 CMADA體系結(jié)構(gòu)

CMADA系統(tǒng)主要包括三部分組成，主站端，通訊系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端單元[2]。

2.1 主站系統(tǒng)

主站一般采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，有著良好的圖形界面支持，主要用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的挖掘工作，比如潮流分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、事故追憶、電網(wǎng)穩(wěn)定性分析，能量管理等。作為CMADA主站系統(tǒng)，大的系統(tǒng)可能有幾十個(gè)工作站，多個(gè)服務(wù)器。為了保證系統(tǒng)的可靠性，采用雙前置，多服務(wù)器系統(tǒng)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。但是對(duì)于簡(jiǎn)單的CMADA主站系統(tǒng)可能就只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，運(yùn)行一套軟件[2]。

通常主站系統(tǒng)分為兩個(gè)層面，即客戶(hù)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)器與硬件設(shè)備通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算。而客戶(hù)端用于人機(jī)交互，如用文字、動(dòng)畫(huà)顯示現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)，并可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。

由服務(wù)器，客戶(hù)端構(gòu)成的CMADA C/S結(jié)構(gòu)中，可以有多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器可帶有多個(gè)I/O設(shè)備?？蛻?hù)端可以訪(fǎng)問(wèn)一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器。服務(wù)器可配置在不同的機(jī)器上，甚至不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)上，彼此分工協(xié)作，形成統(tǒng)一整體，構(gòu)成了CMADA的分布式體系結(jié)構(gòu)。

為了增加系統(tǒng)的可靠性，服務(wù)器端允許雙機(jī)熱備，重要場(chǎng)合可以一機(jī)多備。服務(wù)器雙機(jī)熱備一般是將兩臺(tái)機(jī)器配置相同，一臺(tái)作為主站，另一臺(tái)機(jī)器作為副站，主站完成服務(wù)器的正常工作，另一臺(tái)與其同步。當(dāng)主站故障時(shí)，副站接替主站的工作。主站與副站是相對(duì)的，可互換的。雙機(jī)熱備包含I/O通道的熱備。由于多個(gè)客戶(hù)可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)服務(wù)器端，所以客戶(hù)端本來(lái)就是多重的。

CMADA系統(tǒng)硬件設(shè)備一般可以通過(guò)串口(RS232)點(diǎn)到點(diǎn)方式連接，也可以用RS485，以太網(wǎng)等總線(xiàn)方式連接到服務(wù)器上?？偩€(xiàn)方式與點(diǎn)到點(diǎn)方式區(qū)別主要在于：點(diǎn)到點(diǎn)是一對(duì)一，而總線(xiàn)方式是一對(duì)多，或多對(duì)多。

2.2 通訊系統(tǒng)

目前CMADA系統(tǒng)的通訊方式主要有兩種：有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)[2]。無(wú)線(xiàn)方式主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)構(gòu)成專(zhuān)用通信網(wǎng)，但存在著電臺(tái)設(shè)備的更新和傳輸協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力等問(wèn)題，其可靠性和有效性有待提高。有線(xiàn)方式比較多：架空明線(xiàn)，同軸電纜，光纖等。在有線(xiàn)上傳輸大體分為基帶傳輸和調(diào)制傳輸，基帶傳輸在介質(zhì)上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)傳輸是要經(jīng)過(guò)模擬數(shù)字變換的傳輸。目前有線(xiàn)網(wǎng)通訊技術(shù)的可利用率更高，發(fā)展前景較好。

2.3 遠(yuǎn)程終端單元

遠(yuǎn)程終端單元RTU一般包括通訊處理單元、開(kāi)關(guān)量采集、輸出單元，模擬量采集、輸出單元、和脈沖量采集、輸出單元等構(gòu)成。CMADA系統(tǒng)能夠掃描遠(yuǎn)程終端單元RTU，對(duì)各種所需的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使操作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)工況。

2.4 支撐硬件

2.4.1 CMADA系統(tǒng)要求連續(xù)工作，不得中斷，所以對(duì)電源系統(tǒng)要求比較苛刻，除了雙回供電，還要求有保證系統(tǒng)供電的UPS系統(tǒng)。

2.4.2 監(jiān)視器：可通過(guò)圖形用戶(hù)界面GUI訪(fǎng)問(wèn)CMADA數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的數(shù)據(jù)，并可通過(guò)報(bào)表方式顯示時(shí)間信息和報(bào)警信息，使用歷史數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)顯示歷史和趨勢(shì)數(shù)據(jù)。

2.4.3 用于系統(tǒng)輸出的打印機(jī)系統(tǒng)，所有發(fā)生的報(bào)警事件均能通過(guò)A3網(wǎng)絡(luò)激光打印機(jī)在線(xiàn)自動(dòng)打印，并帶有時(shí)間標(biāo)簽和報(bào)警原因。

3 系統(tǒng)重要功能

3.1 設(shè)備各種參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和控制信息的發(fā)送

這部分涉及兩個(gè)含義：一是怎樣采集電氣設(shè)備參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)？它通常由智能綜保生產(chǎn)廠(chǎng)家解決，并提供可編程的通訊協(xié)議和協(xié)議處理芯片；二是設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)如何傳遞到主機(jī)系統(tǒng)處理？目前主機(jī)通常通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口或I/O卡運(yùn)行專(zhuān)用的上層采集模塊，從智能綜保中實(shí)時(shí)地采集設(shè)備各種參數(shù)的數(shù)據(jù)和發(fā)送控制信息；解決問(wèn)題效率的高低表現(xiàn)在采集周期的長(zhǎng)短上，這也是衡量一個(gè)系統(tǒng)是否適合于某個(gè)行業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo)。目前主機(jī)系統(tǒng)可以達(dá)到平均毫秒級(jí)的采集周期。

3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

先進(jìn)的監(jiān)控組態(tài)軟件都有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫地集成了數(shù)據(jù)庫(kù)與定時(shí)性，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以完成以下應(yīng)用：

（1）記錄實(shí)時(shí)過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)，用于過(guò)程存檔、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、事故分析、系統(tǒng)建模等。

（2）連接各種類(lèi)型的監(jiān)控設(shè)備（如：智能綜保、馬達(dá)控制器、變頻器等），配以監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。

（3）通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)通訊功能構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)。

3.3 人機(jī)界面

人機(jī)界面由很多窗口組成，窗口包含圖形和文字。文字和圖形可動(dòng)態(tài)變化。如文字可顯示現(xiàn)場(chǎng)I/O量的大小，圖形的顏色變化表示現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)量的改變等。

人機(jī)界面開(kāi)發(fā)環(huán)境中提供了各種繪畫(huà)工具，如：畫(huà)矩形、橢圓、文字、位圖等工具。將采集的數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)展示給用戶(hù)。同時(shí)提供了動(dòng)畫(huà)連接手段，使圖形、文字等與現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)變化則畫(huà)面上圖形顏色、位置等也相應(yīng)改變，通過(guò)觀(guān)察畫(huà)面上的圖形文字就可以知曉現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)。比如在圖上存在一個(gè)指示燈，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的一個(gè)離散變量X進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接，那么當(dāng)X=0時(shí)指示燈為綠色，X=1時(shí)指示燈為紅色。

CMADA系統(tǒng)還需提供可以開(kāi)發(fā)復(fù)雜圖元和對(duì)象圖元的工具，讓用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要開(kāi)發(fā)圖元。這是因?yàn)橐粋€(gè)軟件即使功能再?gòu)?qiáng)大，提供的圖元再多也有可能滿(mǎn)足不了用戶(hù)的所有需求。

趨勢(shì)圖是人機(jī)界面不可缺少的組成部分。趨勢(shì)圖以曲線(xiàn)的形式顯示過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)。一般實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分別在不同的趨勢(shì)圖中顯示。一幅趨勢(shì)圖中通?？梢燥@示多條曲線(xiàn)，曲線(xiàn)可以放大、滾動(dòng)。

報(bào)表是人機(jī)界面的重要組成部分。開(kāi)發(fā)環(huán)境提供專(zhuān)門(mén)的報(bào)表生成工具，方便的形成各種報(bào)表。報(bào)表中的數(shù)據(jù)可以有瞬時(shí)值、歷史值、統(tǒng)計(jì)值。還可以讓報(bào)表定時(shí)打印。另外，還可以利用CMADA的Excel插件，用MsExcel生成報(bào)表。

此外，在人機(jī)界面中還有許多其它種類(lèi)的組件，如：XY曲線(xiàn)、報(bào)警瀏覽、總貌等。另外，人機(jī)界面幾乎都是OLE容器，可以嵌入OLE對(duì)象，或ActiveX控件。

3.4 報(bào)警與事件

報(bào)警是過(guò)程狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)發(fā)出的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。當(dāng)一過(guò)程值超出用戶(hù)自定義的極限時(shí)，譬如模擬量超出了上限值，報(bào)警即被觸發(fā)。報(bào)警模塊主要包括如下類(lèi)型的報(bào)警信息。

開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)變化報(bào)警，指開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生改變，如斷路器的位置從合變?yōu)榉帧＿@種狀態(tài)變化可能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行有嚴(yán)重的影響。

模擬量超限報(bào)警，指模擬量超過(guò)或者低于設(shè)定的限值，比如電機(jī)繞組或軸承溫度高于設(shè)定值，這種狀態(tài)的可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備安全事故。模擬量報(bào)警一般包括上上限、上限、下限、下下限等，有時(shí)用顏色加以區(qū)分。

其他報(bào)警包括變化率報(bào)警、偏差報(bào)警、異常報(bào)警等。更復(fù)雜的報(bào)警可以通過(guò)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，然后對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行報(bào)警檢查而產(chǎn)生。發(fā)生報(bào)警后，操作員可以通過(guò)報(bào)警畫(huà)面對(duì)報(bào)警進(jìn)行“確認(rèn)”，“確認(rèn)”就是告訴系統(tǒng)我知道了發(fā)生的事，以免系統(tǒng)再次提醒。報(bào)警信息，報(bào)警確認(rèn)信息，報(bào)警恢復(fù)（報(bào)警消除）等信息都可以被系統(tǒng)自動(dòng)記錄下來(lái)。報(bào)警按照重要程度可分為多個(gè)優(yōu)先級(jí)，如：低級(jí)、高級(jí)、緊急。

報(bào)警發(fā)生時(shí)系統(tǒng)可以通過(guò)多種方式通知用戶(hù)，如：彈出報(bào)警窗、發(fā)出聲響，甚至可以發(fā)送短信或電子郵件。報(bào)警事件會(huì)被寫(xiě)入歷史報(bào)警記錄，如有需要，可將它打印出來(lái)。

事件表示了系統(tǒng)正常狀態(tài)時(shí)的消息，當(dāng)某一系統(tǒng)條件滿(mǎn)足時(shí)，事件即被觸發(fā)，它不要求操作人員響應(yīng)，其查詢(xún)和記錄方法與報(bào)警相同。

3.5 事故追憶和趨勢(shì)分析

監(jiān)控的另外一個(gè)目的是評(píng)價(jià)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和預(yù)測(cè)系統(tǒng)可能發(fā)生的事故。在發(fā)生事故時(shí)能快速地找到事故的原因，并找到恢復(fù)生產(chǎn)的最佳方法。

為了分析系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)，便于找出事故原因，需要知道各個(gè)重要點(diǎn)數(shù)據(jù)和時(shí)間。這就需要事故追憶(SOE)。SOE事件記錄的實(shí)質(zhì)是具有時(shí)標(biāo)的信息（也就是在信息上打上時(shí)間標(biāo)簽），主站端需要把這些數(shù)據(jù)讀出來(lái)并顯示，存入歷史報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)中。從這個(gè)意義出發(fā)，實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)的保留和系統(tǒng)操作情況記錄變得非常重要。因而評(píng)價(jià)一個(gè)CMADA系統(tǒng)，其功能強(qiáng)弱最為重要的指標(biāo)之一就在對(duì)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)記錄和查詢(xún)的準(zhǔn)確和高效上面。

SOE系統(tǒng)需要整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步，而且要求同步精度很高（1mS），所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)要求很高。過(guò)去很難有一種辦法解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步和GPS可以很好的解決。

3.6 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

歷史數(shù)據(jù)是整個(gè)CMADA系統(tǒng)的財(cái)富。歷史數(shù)據(jù)是按照時(shí)間或者其它規(guī)則把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成歷史記錄。歷史數(shù)據(jù)對(duì)于生產(chǎn)狀況分析、實(shí)現(xiàn)先進(jìn)/優(yōu)化控制、以及生產(chǎn)事故分析非常重要，所有重要的電氣數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)期歷史保存。

歷史數(shù)據(jù)的記錄很龐大，一年的記錄數(shù)據(jù)可能就有幾個(gè)GB甚至幾十個(gè)GB。所以對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的內(nèi)存和存儲(chǔ)以及CPU的速度要求比較高。因?yàn)樵跀?shù)據(jù)挖掘的時(shí)候，需要大量的訪(fǎng)問(wèn)歷史數(shù)據(jù)。為了節(jié)省存儲(chǔ)介質(zhì)空間，對(duì)保存的數(shù)據(jù)使用壓縮保存。常用的保存方式有周期性保存和變化保存（數(shù)據(jù)只有變化到一定程度才保存）。

4 CMADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

在CMADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)選用的軟、硬件，要求可靠性高、開(kāi)放性好、適應(yīng)性強(qiáng)，既能保持向下兼容，又能適應(yīng)未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)充的需要。要選擇有實(shí)力，有經(jīng)驗(yàn)的CMADA產(chǎn)品供應(yīng)商。設(shè)計(jì)原則第一要采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化的計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)品。第二要采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的成熟可靠的軟件產(chǎn)品。軟件要具有良好的模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)接口，便于組成各種規(guī)模的系統(tǒng)及產(chǎn)品和技術(shù)的更新?lián)Q代。第三要采用智能化自控設(shè)備，保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞的快速、準(zhǔn)確、有效、完整。

5 聚烯烴項(xiàng)目中的CMADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)

聚烯烴項(xiàng)目包括三個(gè)大型生產(chǎn)裝置：LLDPE、PP、PHU；每個(gè)生產(chǎn)裝置均有自己獨(dú)立的變電所和控制室。CMADA系統(tǒng)監(jiān)控范圍包括34.5/13.8/4.16/0.48 kV變壓器，13.8kV、4.16kV中壓開(kāi)關(guān)柜、0.48kV低壓配電柜和MCC柜，以及UPS和直流電源柜、報(bào)警盤(pán)等變配電設(shè)備。

CMADA系統(tǒng)及中、低開(kāi)關(guān)柜的供貨商是SCHNEIDER集團(tuán)美國(guó)分公司SQUARED公司，CMADA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采用的是GE公司750、745、469等系列綜合保護(hù)裝置、智能型馬達(dá)控制器等智能變配電監(jiān)控/保護(hù)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品適應(yīng)各種電壓等級(jí)，按設(shè)備對(duì)應(yīng)分布式安裝在各個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，與開(kāi)關(guān)、變壓器、機(jī)泵馬達(dá)等設(shè)備直接聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)模擬信息、數(shù)字信息的采集、傳輸及控制等功能。智能設(shè)備間采用Belden 9481雙絞線(xiàn)串接起來(lái)，將有關(guān)信息輸送至網(wǎng)絡(luò)通訊層的通訊控制器。同時(shí)這些產(chǎn)品不依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)而獨(dú)立完成對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。實(shí)時(shí)顯示電氣設(shè)備工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、故障信息和事件記錄、保護(hù)定值等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層產(chǎn)品采用施耐德公司的EGX400網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊控制器，使用Modbus，Ethernet TCP/IP協(xié)議。用于完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層和主站監(jiān)控管理層之間通訊數(shù)據(jù)的上行和下達(dá)；控制器安裝在各組開(kāi)關(guān)柜的進(jìn)線(xiàn)柜或電容器柜內(nèi)，具有多種下行口配置可選，每個(gè)下行口最多可帶32個(gè)智能通訊單元。其具有獨(dú)立的前置機(jī)功能，可不依賴(lài)于主站監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，完成通訊數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)組態(tài)、總線(xiàn)轉(zhuǎn)換、同時(shí)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)與上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)信息資源共享。網(wǎng)絡(luò)通訊層作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與監(jiān)控管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息交換的橋梁通道，處理解決配電系統(tǒng)監(jiān)控回路多、信息量大、實(shí)時(shí)性差、設(shè)備通訊協(xié)議不統(tǒng)一、總線(xiàn)不兼容的通訊問(wèn)題。

圖1、圖2、圖3分別是中壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜和MCC柜的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊圖。

CMADA系統(tǒng)需要整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步，而且要求同步精度很高，所以系統(tǒng)采用GPS時(shí)間信號(hào)來(lái)同步所有的數(shù)據(jù)收集設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘。GPS信號(hào)通過(guò)BELDEN 8760電纜在設(shè)備間串聯(lián)，見(jiàn)圖4。

主站監(jiān)控管理層是CMADA系統(tǒng)最上層部分，分兩級(jí)管理。即控制室的CMADA工作站及下屬各自變電所的CMADA工作站，工作站由計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件等組成，用于監(jiān)控各自區(qū)域配電系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和智能保護(hù)繼電器的參數(shù)數(shù)據(jù)。另外，通過(guò)硬接線(xiàn)直接接受來(lái)自進(jìn)線(xiàn)及母聯(lián)斷路器的各種狀態(tài)信號(hào)。

變電所的CMADA工作站負(fù)責(zé)對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)計(jì)算處理，同時(shí)通過(guò)光纖以太網(wǎng)向控制室的CMADA工作站提供數(shù)據(jù)。控制室的CMADA工作站通過(guò)通訊接口與DCS（Distributed Control System）系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。

在控制室的CMADA工作站是人機(jī)交互的直接窗口，可利用監(jiān)控管理軟件和豐富友好的圖形界面，顯示整個(gè)配電系統(tǒng)電的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、異常報(bào)警信號(hào)等，提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的報(bào)表、運(yùn)行狀態(tài)圖、參數(shù)圖和電能數(shù)據(jù)分析等畫(huà)面。不同操作級(jí)別人員可根據(jù)不同的權(quán)限方便的進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)修改、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、時(shí)間報(bào)警記錄查詢(xún)和報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理工作。實(shí)現(xiàn)整個(gè)變配電系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)、遙控、管理等功能。

圖1 中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊圖

圖2 低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊圖

圖3 MCC柜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊圖

圖5、圖6分別是變電站內(nèi)CMADA網(wǎng)絡(luò)通訊圖和變電站與控制室之間的CMADA網(wǎng)絡(luò)通訊圖。

圖5 變電站內(nèi)CMADA網(wǎng)絡(luò)通訊圖

圖6 控制室之間的 CMADA網(wǎng)絡(luò)通訊圖

6 結(jié)論

以前，大多數(shù)石化裝置配電系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)智能化控制。但隨著具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的智能斷路控制器、馬達(dá)控制器、綜合電量測(cè)控等儀表在配電柜上的應(yīng)用，使得通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)智能化成為可能。這樣配電柜的電參量信息、馬達(dá)，斷路器狀態(tài)信息，通過(guò)CMADA系統(tǒng)或主控室DCS電氣界面，呈現(xiàn)給裝置工藝人員，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種用電設(shè)備的正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、電力計(jì)量[3]。這就是以“四遙”監(jiān)控、數(shù)字式保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基本要求的CMADA智能配電監(jiān)控管理系統(tǒng)，作為技術(shù)成熟的一種標(biāo)準(zhǔn)化的配置在石化裝置中的應(yīng)用。

[1] YPC-E15-S01_1 Electrical Power CMADA System [S].

[2] 王鐵鋼.SCADA系統(tǒng)[M/OL]. 北京易控微網(wǎng)科技有限公司.hppt://www.docin.com/p-598283620.html/2014-06-08.

[3] 吳澤生,吳艷萍.數(shù)字化電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的探討[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2004,24(1):94-97.