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        可靠性分析背景下城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計及實現(xiàn)分析

        2015-05-22 20:18:39任覓
        中國新技術新產(chǎn)品 2015年6期
        關鍵詞:城市軌道交通可靠性

        任覓

        摘 要:城市軌道交通PSCADA系統(tǒng)是城市軌道交通電力系統(tǒng)的重要組成部分,對城市軌道交通電力系統(tǒng)的正常運行有十分重要的作用。城市軌道交通PSCADA系統(tǒng)能對城市軌道交通全線電力設備運行情況進行動態(tài)監(jiān)測,還能及時處理供電系統(tǒng)的各種異?,F(xiàn)象,確保供電系統(tǒng)的安全運行。本文從可靠性背景下,分析了城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的設計及實現(xiàn),從而為同類研究提供參考。

        關鍵詞:可靠性;城市軌道交通;PSCADA系統(tǒng)

        中圖分類號:U239 文獻標識碼:A

        電力監(jiān)控系統(tǒng)(PSCADA系統(tǒng))是城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分,PSCADA系統(tǒng)的設計方案對整個城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定有很大的影響,因此,在進行城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計時,要根據(jù)實際情況,選用合理的技術方案和組網(wǎng)方式,確保PSCADA系統(tǒng)的安全可靠。下面就可靠性分析背景下城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計及實現(xiàn)進行分析。

        1 城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的構(gòu)成

        城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)主要是一個基于城域網(wǎng)地理分散,面向系統(tǒng)集成應用的實時分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng),PSCADA系統(tǒng)是通訊技術、計算機網(wǎng)絡技術在城市軌道交通應用的重要體現(xiàn),城市軌道交通PSCADA系統(tǒng)能對全線變電設備進行監(jiān)控,并采集、分析變電設備的運行數(shù)據(jù),從而為供電系統(tǒng)的調(diào)度、維護等提供科學的依據(jù)。城市軌道交通PSCADA系統(tǒng)主要由電力調(diào)度自動系統(tǒng)、變電所綜合自動化系統(tǒng)、通信通道等三部分組成。

        電力調(diào)度自動系統(tǒng)主要由調(diào)度端硬件平臺、調(diào)度端系統(tǒng)軟件、調(diào)度端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、調(diào)度端信息收集系統(tǒng)、調(diào)度端人機聯(lián)系系統(tǒng)等部分組成;變電站綜合自動化系統(tǒng)具有一次設備監(jiān)控、運行數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄等功能,同時還能承擔整個變電所信息處理、調(diào)度通信、中央信號、保護自動化等功能;城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的通信通道有兩方面,一是站內(nèi)通信,實現(xiàn)站控層單元和間隔單元的數(shù)據(jù)交換,二是前置網(wǎng),也就是站控層單元和控制中心的前置機進行數(shù)據(jù)交換。

        2 城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的設計

        城市軌道交通是一種大容量、高速、快捷的公共交通工具,其安全性、可靠性對廣大乘客的生命安全有直接的影響,同時由于城市軌道交通是一個復雜的系統(tǒng),無論哪一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障都會對整個軌道交通的安全性、可靠性造成影響,而供電系統(tǒng)是影響城市軌道交通安全、可靠運行的關鍵環(huán)節(jié),因此,提高城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的可靠性是十分重要的。目前,在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計中,經(jīng)常會采用工業(yè)以太網(wǎng)技術,這種技術在產(chǎn)品強度、適用性、可靠性、實用性、抗干擾性、安全性等方面有很大的優(yōu)勢,下面就工業(yè)以太網(wǎng)技術在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計中的優(yōu)勢及應用進行分析。

        2.1 工業(yè)以太網(wǎng)技術的優(yōu)勢

        工業(yè)以太網(wǎng)的硬件設備是采用低功耗工業(yè)級芯片、插件、連接器等制作而成,具有良好的機械環(huán)境適應能力、氣候環(huán)境適應能力、電磁環(huán)境適應能力。工業(yè)以太網(wǎng)采用全雙工通訊技術、交換式以太網(wǎng)技術、虛擬局域網(wǎng)技術等進行高數(shù)據(jù)傳輸,極大的提高了通信的實時性和準確性。工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)卡價格比較低,聯(lián)網(wǎng)成本比較低,同時維護成本也比較少,因此, 將工業(yè)以太網(wǎng)技術應用在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)能有效地提高軌道交通的運行可靠性。

        2.2 工業(yè)以太網(wǎng)在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)中的應用形式

        目前,工業(yè)以太網(wǎng)在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)的應用主要有專用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡、混合Ethernet/Field bus網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、Web網(wǎng)絡監(jiān)控平臺等三種形式,其中專用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡是將以太網(wǎng)滲透在整個網(wǎng)絡,將整個城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)覆蓋,這樣城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)具有良好的互連性和擴展性,能實現(xiàn)真正的全開放網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu);混合Ethernet/Field bus網(wǎng)路結(jié)構(gòu)是現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的一種集成形式,控制網(wǎng)絡采用現(xiàn)場總線,信息網(wǎng)絡采用以太網(wǎng),這樣底層控制網(wǎng)絡就能通過網(wǎng)關掛接在以太網(wǎng)上,實現(xiàn)信息交換;Web網(wǎng)絡監(jiān)控平臺是通過Internet將連接網(wǎng)絡的設備聯(lián)系在一起,管理人員可以通過Web瀏覽器對城市軌道交通系統(tǒng)實時遠程監(jiān)控以及故障診斷、處理。

        2.3 城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)設計及實現(xiàn)

        在城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)中,可以采用冗余的100M以太網(wǎng)雙網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為控制中心調(diào)度主站系統(tǒng)主網(wǎng)絡,其網(wǎng)絡通信協(xié)議可以采用TCP/IP協(xié)議,這樣在正常情況下,兩個LAN網(wǎng)可以同時工作,從而傳輸不同的系統(tǒng)信息,如果某一個LAN網(wǎng)絡發(fā)生異?;蛘叱霈F(xiàn)故障后,系統(tǒng)會自動通過另一個LAN網(wǎng)絡進行信息傳輸。控制中心系統(tǒng)主網(wǎng)絡配置雙網(wǎng)關交換機,與第三網(wǎng)網(wǎng)絡互聯(lián),從而實現(xiàn)信息共享。由于變電站中的同時具有直流、交流等多種不同等級的高電壓環(huán)境,其電氣環(huán)境十分復雜,而車輛段軌道不能進行絕緣,這樣就導致瞬間高電壓很容易經(jīng)過大地傳入接地線,從而進入通信設備,對通信電纜造成干擾,因此,城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)要采用工業(yè)級光纖以太網(wǎng),來提高通信帶寬以及抗干擾能力。

        結(jié)語

        隨著信息技術的飛速發(fā)展,城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)越來越完善,PSCADA系統(tǒng)承擔著監(jiān)控城市軌道交通供電系統(tǒng)的重要任務,提高PSCADA系統(tǒng)的安全性和可靠性,對城市軌道交通供電系統(tǒng)的正常供電有十分重要的意義,因此,在進行城市軌道交通供電PSCADA系統(tǒng)設計時,必須優(yōu)化設計方案,保證PSCADA系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而為城市軌道交通的正常運行提供保障。

        參考文獻

        [1]張文澗,鄧紅軍.對地鐵車站級PSCADA系統(tǒng)技術方案的比較分析[J].自動化博覽,2009(10):64-65.

        [2]林捷.對于地鐵PSCADA軟件組態(tài)方式的應用分析[J].中國科技博覽,2014(28):141-142.

        [3]田春峰.城市軌道交通PSCADA系統(tǒng)信息點表的需求分析[J].中國科技博覽,2014(20):118-119.

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