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        總線下的多功能電力儀表組網(wǎng)技術(shù)分析

        2015-05-30 04:23:35董迅
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年35期
        關(guān)鍵詞:總線

        董迅

        摘 要:組網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的集成技術(shù),它將電力儀表、工程師站、主控單元以及保護(hù)測(cè)控設(shè)備等電力設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),形成一個(gè)完善的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。組網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電氣的各種參數(shù),并將多功能儀表與組網(wǎng)系統(tǒng)的通信接口進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的控制管理。因此,文章對(duì)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究,旨在提高電氣系統(tǒng)的管理水平。

        關(guān)鍵詞:總線;電力儀表;組網(wǎng)技術(shù)

        目前,組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)初步應(yīng)用于電氣系統(tǒng)的控制管理,并取得一定的效果。因此,文章對(duì)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究,結(jié)合電氣系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn),將組網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、間隔層以及管理層相隔部分的組網(wǎng)形式、接口和規(guī)約以及系統(tǒng)軟件作為切入點(diǎn),從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及運(yùn)行效果兩方面闡述組網(wǎng)技術(shù)的可行性,并通過模擬試驗(yàn),對(duì)組網(wǎng)系統(tǒng)的遙測(cè)入庫功能以及報(bào)警功能等使用性能進(jìn)行檢測(cè),進(jìn)一步探討組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景。

        1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        組網(wǎng)系統(tǒng)主要由電力儀表、保護(hù)測(cè)控設(shè)備、主控單元、工程師站、交換機(jī)以及系統(tǒng)軟件等設(shè)備組成。

        2 組網(wǎng)技術(shù)研究

        2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

        在組網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用中,通常依照典型的分布式結(jié)構(gòu),將組網(wǎng)系統(tǒng)分為三部分,分別為間隔層、站控層以及管理層。其中,間隔層主要由智能設(shè)備以及多功能儀表所構(gòu)成。間隔層的主要作用是保護(hù)電氣裝置,并且對(duì)電氣裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量以及控制。此外,間隔層主要依靠竄口以及總線等通信設(shè)備與管理層進(jìn)行連接;管理層是組網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位,具有承上啟下的作用。管理層的主要作用是將站控層的實(shí)時(shí)信息和間隔層的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行互換,使組網(wǎng)系統(tǒng)能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;站控層是組網(wǎng)系統(tǒng)的管理中心,能夠?qū)M網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、信息處理以及數(shù)據(jù)收集,實(shí)現(xiàn)對(duì)多功能儀表以及智能設(shè)備的控制。

        在組網(wǎng)系統(tǒng)中,間隔層、站控層以及管理層的分布形式是由上至下。因此,電力儀表以及保護(hù)測(cè)控設(shè)備主要安裝在間隔層;主控單元主要安裝在管理層;數(shù)據(jù)服務(wù)器以及工程師站均安裝在站控層。此外,管理層設(shè)備以及間隔層設(shè)備均選用分散配置的形式,便于設(shè)備保養(yǎng)以及系統(tǒng)拓展。

        2.2 接口和規(guī)約

        就主控單位而言,通常選用以太網(wǎng)以及竄口和間隔層進(jìn)行組網(wǎng),并接入多功能儀表以及相關(guān)電氣設(shè)備。結(jié)合組網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn),在選擇站控層網(wǎng)絡(luò)時(shí),通常選用以太網(wǎng);再選擇間隔層網(wǎng)絡(luò)時(shí),通常選用RS總線。此外,將間隔層與主控單元進(jìn)行連接,將間隔層的通信規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以統(tǒng)一的規(guī)約形式輸出。

        2.3 間隔層以及管理層相隔部分的組網(wǎng)形式

        就間隔層以及管理層相隔部分的組網(wǎng)形式而言,通常分為兩種:第一、面向電氣。這種組網(wǎng)形式主要依照主接線進(jìn)行分段,并遵循就近原則,對(duì)儀表進(jìn)行組網(wǎng);第二,面向過程。這種組網(wǎng)形式主要依照發(fā)電流程,將電動(dòng)機(jī)的開關(guān)監(jiān)控裝置以及保護(hù)監(jiān)控裝置組成一組,再將其他設(shè)備的相應(yīng)裝置組成另一組,并與管理機(jī)進(jìn)行連接。

        2.4 系統(tǒng)軟件

        就組網(wǎng)系統(tǒng)而言,通常選用組態(tài)軟件對(duì)組網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。在站控層中,組態(tài)軟件可以提供靈活的組態(tài)形式,為系統(tǒng)構(gòu)建最優(yōu)的開發(fā)界面。同時(shí),組態(tài)軟件預(yù)設(shè)的軟件模塊能夠便于實(shí)現(xiàn)站控層的多種功能。因此,組態(tài)軟件具有以下功能:第一、用圖形的形式展示組網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第二、收集電氣量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),通過多種形式將電氣量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給統(tǒng)計(jì)人員,其中包括歷史曲線、畫面監(jiān)視以及實(shí)時(shí)曲線等方式,并能自動(dòng)將電氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存,便于統(tǒng)計(jì)人員進(jìn)行查詢以及打印。第三、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備的用電量,并自動(dòng)制作電度日?qǐng)?bào)表。第四、對(duì)前置數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并設(shè)置合理的偏移量以及數(shù)據(jù)系數(shù)。第五、當(dāng)組網(wǎng)系統(tǒng)的接口、電源、系統(tǒng)時(shí)鐘以及網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)故障時(shí),組態(tài)軟件能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警。第六、組態(tài)軟件能夠?qū)⒎?wù)器的數(shù)據(jù)與工程師站的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。

        3 試驗(yàn)測(cè)試

        3.1 試驗(yàn)裝置

        本次試驗(yàn)對(duì)主控單位以及多電力儀表所組成的組網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),并且在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)中,將交流電源作為供電電源,為電力儀表持續(xù)供電。

        3.2 試驗(yàn)結(jié)果

        本次試驗(yàn)重點(diǎn)對(duì)組網(wǎng)系統(tǒng)的遙測(cè)入庫功能以及報(bào)警功能等使用性能進(jìn)行檢測(cè),測(cè)試結(jié)果有以下幾點(diǎn):第一、間隔層的電壓入庫、功率入庫、電能入庫以及電流入庫均處于正常狀態(tài);第二、組態(tài)軟件能夠在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)報(bào)警;第三、組網(wǎng)系統(tǒng)各通道的報(bào)文完全正確,并且?guī)鞎r(shí)標(biāo)能夠及時(shí)刷新;第四、組網(wǎng)系統(tǒng)的遙測(cè)誤差較小,并且遙測(cè)量的傳送速率較快。(圖1、圖2)

        4 組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景

        目前,多功能儀表已經(jīng)得到各大廠礦企業(yè)的廣泛應(yīng)用。這種多功能儀表具有一表多用以及同時(shí)測(cè)量的功能,為電氣系統(tǒng)的控制管理提供有效支持。通常來講,多功能儀表的出廠日期以及生產(chǎn)型號(hào)較為繁多,并且這些電力儀表的接口以及規(guī)格都不相同,這就需要利用組網(wǎng)技術(shù)將各種儀表進(jìn)行組合,才能發(fā)揮電力儀表的最大效果。因此,隨著組網(wǎng)技術(shù)的不斷完善,組網(wǎng)技術(shù)必將在電氣市場占據(jù)重要位置。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,組網(wǎng)技術(shù)在電氣系統(tǒng)的控制管理過程中具有重要作用。在組網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用中,依照典型的分布式結(jié)構(gòu),將組網(wǎng)系統(tǒng)分為間隔層、站控層以及管理層三部分,實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的控制及管理;選用組態(tài)軟件對(duì)組網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),為系統(tǒng)構(gòu)建最優(yōu)的開發(fā)界面,實(shí)現(xiàn)站控層的多種功能;以太網(wǎng)以及竄口和間隔層進(jìn)行組網(wǎng),并接入多功能儀表以及相關(guān)電氣設(shè)備,實(shí)現(xiàn)規(guī)約形式的統(tǒng)一輸出??偠灾诮M網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展下,通過組網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控,為廠礦企業(yè)的科學(xué)決策以及節(jié)能理念提供有效的技術(shù)支持。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李春榮.基于網(wǎng)絡(luò)電力儀表的智能配電系統(tǒng)解決方案[J].電子制作,2014(6):221.

        [2]張雯,王長瑞.基于總線的多功能電力儀表組網(wǎng)技術(shù)研究[J].電測(cè)與儀表,2014(9):21-24.

        [3]劉展未.多功能諧波電力儀表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖南大學(xué),2012.

        [4]高飛.論多功能電力儀表在建筑工程中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新,2014(19):7-9.

        [5]王江.多功能智能電力監(jiān)測(cè)儀的研究與設(shè)計(jì)[D].南京理工大學(xué),2013.

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