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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:50:13
山西电网调度模拟屏系统
申先梅
山西省电力公司调通中心(山西太原030001)
摘要：介绍山西电网调度所采用的分布式智能模拟屏系统的分布式结构和工作原理，总线驱动器、遥测显示器、智能模拟元件的主要功能、工作原理及运行维护管理。关键词：调度模拟屏分布式总线驱动器遥测显示器智能模拟元件维护山西电网新调度中心于2000年9月30日正式运行。电网调度模拟屏系统采用宁波天明电子股份有限公司生产的调度模拟屏屏体，全屏共由23列屏面组成(其中22列屏面为全网所管辖的厂、站、线路接线图、设备的开关、刀闸等；另外1列屏组成了全省地理线路接线图)。模拟屏的电气部分采用上海复华高科技发展有限公司生产的分布式智能模拟屏系统。山西电网调度模拟屏系统模拟了全省220kV以上变电站和线路、发电厂、设备的开关、刀闸等，直观地反映出监控远方设备的实时运行情况，是调度人员进行电网监控调度的必要设备。山西电网调度模拟屏系统作为电网调度自动化系统的一个重要组成部分，为调度人员及时地提供了正确的实时电网信息，在电网安全、经济、稳定运行中发挥着重要作用。1分布式智能模拟屏系统分布式智能模拟屏系统以遥测显示器、智能模拟元件为主体，采用RS232通信总线(4线)将每个遥测显示器、智能模拟元件用分布的方式连接在一起，而每个设备又处于独立的位置(如图1所示)。通过S/3主机发送各种命令来控制每个元件，改变显示状态。每个元件都按山西电网系统图的具体位置分布，形成与现场被控物理设备一一对应的实时系统画面。每个遥测显示器、智能模拟元件在安装时都分配有一个地址，当系统投运、总线驱动器发出信息时，每个遥测显示器、智能模拟元件都会同时收到信息。只有当这两个信息的地址一致时才能响应显示。
1.1分布式系统工作原理分布式智能控制模拟屏系统所采用的RS-232通信总线有4根线，分别为：(1)12V电源线；(2)接收信号线；(3)发送信号线；(4)公共接地线。每个遥测显示器和智能模拟元件采用分布方式并接在总线上。通过驱动器发送命令来控制各设备改变显示状态。在系统中单个设备故障或损坏，不会影响其它设备正常工作，使系统运行能力得以提高。现场传来的遥测、遥信等信息经主站处理，通过RS232标准串口，按一定规约将开关、刀闸、数字显示器的状态或数值以报文形式传给驱动器。驱动器分析报文，向4芯总线发出“地址 命令码”串，挂在总线上的每个设备作出相应的响应。山西电网调度模拟屏系统的12V工作电源柜位于整个屏后的中间位置。23列屏面分别用23路电源线从中间开始由下而上按屏的列面分开。1路开关控制1列屏面，布线简洁合理。用23路开关分别向模拟屏提供电源，保证独立供电，互不影响，避免了电源负载过重，运行安全可靠。每个设备之间以总线方式与总线驱动器的通信线相接，使屏后电缆接线大大减少。1.2总线控制驱动器总线驱动器电气部分由一块CPU主板、两块驱动板和1200W开关电源及机箱组成。CPU主机上有1个RS-232串行通信口，波特率为4800bps，与S/3系统主站连接。为了提高系统的驱动能力，山西电网调度模拟屏安装了两个总线驱动器。总线驱动器的工作原理：作为一个重要的调度设备，它是整个模拟屏系统的核心，承担着整个模拟屏遥测显示器、模拟元件状态的控制和存储工作。总线驱动器受控于S/3系统，主机通过RS-232串行口向驱动器发送遥测信息、模拟元件的报文，并向挂在总线上的设备发“地址 命令码”串，实现状态信息上屏。同时驱动器将屏上设备状态记录在EEPROM中，使掉电后状态仍不会丢失。每个遥测、遥信点的通信地址由S/3系统主机发送给驱动器，驱动器收到后自动生成地址表。控制驱动器中的地址表永久记录在EEPROM中不变，地址表生成后即可运行。这样，就按S/3系统主机—驱动器—模拟元件的过程，实时地实现了遥测的数值显示和遥信的状态翻转。1.3遥测显示器遥测显示器主要功能：反映现场功率、频率、电压的数据。遥测显示器用智能化显示表头，分为两种型号：(1)带极性的3位表头(2)不带极性的4位表头。这两种型号的表头后面均有一位复位键和12位表头地址开关：第0～7位为表头地址，第8位用来区分每个地址的高低位，第10～12位为极性位(表示潮流方向)。表头加电或复位后，依次显示0000～9999，之后显示表头地址，直至实时刷新后显示实时数据。遥测显示器的工作情况：可由S/3系统模拟屏系统软件对模拟屏各表头进行测试自检，或对单个表头加电或复位后进行测试自检。自检时显示数字在0000～9999变化，然后显示出表头地址。小数点开始闪烁，表示表头工作正常；当表头接收数据时末位小数点就停止闪烁。CPU接收到信息后对其进行解码，判定地址是否相符，若相符则显示接收到的数据，若不相符则退出，等待接收下一个信息，这时末位小数点恢复闪烁。1.4智能模拟元件智能模拟元件的主要功能：模拟现场各种开关、刀闸等物理设备。智能模拟元件的构成：由外壳、发光体及接插件等组成，外形采用25mm×25mm×60mm的镶嵌式结构，模拟元件分为两部分，前半部分是元件的显示部分，装有LED灯光显示器，后半部分是智能控制驱动部分。显示部分以插拔方式与智能控制驱动部分连接。智能模拟元件的工作原理：智能模拟元件本身的地址通过写入器写入。微处理器通过RS-232口接收由主机发送来的信息，放到RAM中，并进行地址比较。当地址正确后将信息所规定的各种状态送到驱动显示部分，否则就不响应；并根据要求向主机回送自检状态信息。驱动显示部分按微处理器送来的信息进行各种操作。例如：遥信灯的状态在模拟屏数据库中定义，绿色表示设备的开关投运，红色表示设备的开关断开。开关号状态在遥信数据库中定义，开关号地址的定义与遥信灯元件本身的地址相一致，模拟屏上模拟元件的显示状态实时地反映了现场设备的运行情况。1.5S/3系统模拟屏通信协议1.5.1传送协议它由两部分组成：地址字节 命令字节。
其中：0位——起始位，设为“0”；1～7位——地址位，地址号为1～127；8位——地址字节校验位，设为“1”；9位——校验位，为偶校验；10位——停止位，设为“1”；11位——起始位，设为“0；12～18位——7位命令码；19位——命令字校验，设为“0”；20位——校验位，为偶校验；21位——停止位，设为“1”。1.5.2遥信灯地址和命令码的格式
12～16位——灯的地址代码(0～31)；17～18位——功能代码，00＝灯断，01＝灯合，不变，10＝灯合，快闪，11＝灯合，慢闪。1.5.3遥测LED地址和命令的格式由4位“B”特性的命令代码和3位LED显示的地址代码组成，其形式为：
12～15位——“B”特性命令代码；它与16进制数各位的对应关系是：
16～18位——LED的地址显示代码(0～7)。1.5.4接收协议也由两部分组成：地址字节 命令字节，主要是从模拟屏驱动器传送信息之后立即返回的信息。
0位——起始位，设为“0”；1～7位——0～127的7位地址位；8位——显示设备模块的状态；X＝1模块是好的；X＝0模块是不好的；9位——校验位，偶校验；10位——停止位，设为“1”；11位——起始位，设为“0”；12位～18位——7位命令码；19位——命令字校验，设为“0”；20位——校验位，偶校验；21位——停止位，设为“1”。1.6建立数据地址表在调度模拟屏的遥测显示器、模拟元件安装投运前，首先应建立数据地址表，因为在总线驱动器中必需事先存入地址表，模拟屏系统才能正常工作。在S/3系统主机数据库软件中给每个设备分配一个地址，并在每个地址中定义具体的遥测、遥信等。由主机按通信协议发给总线驱动器。进入S/3系统模拟屏数据库中，首先按序号、地址、显示类型作好库表首定义，然后再逐个进行定义。数据库中一个地址可定义两个遥测值，地址由高、低位来区分。在数据库中，模拟元件如遥信灯一块板可定义32个地址的遥信开关号。建立好数据地址表，存盘后运行程序才有效。2调度模拟屏系统的运行维护管理S/3系统主机日常有两个模拟屏界面程序：模拟屏扫描和模拟屏编辑。根据工作需要如要启停模拟屏进程、定义修改数据库、对调度模拟屏系统进行测试等操作，则需进入正在运行的S/3系统主机，运行APE应用程序，进入模拟屏系统。进入系统示意框图如图2所示。
按照屏幕上“S/3SYSTEMMIMICPANELUTILITIESMENU”的菜单提示，根据工作需要选择以上所需菜单项。如定义修改数据库后，必需存盘，所做的工作才能生效。现在运行的S/3SYSTEM模拟屏应用程序不具有数据库自动查询功能，因此给模拟屏系统的运行维护带来很大不便。为解决这一问题，编制了遥测、遥信查询数据库。实现了数据库自动查询功能，能够很快查询到数据库中定义的每个数据值，能够很直观地反映出一一对应的关系。这样大大地减轻了模拟屏上屏操作的工作，方便了维护，提高了工作效率。然后直接运行S/3SYSTEM模拟屏应用程序，进行相关工作即可。在新增遥测显示器、模拟元件时需注意：(1)遥测显示器、模拟元件的地址必需与数据库中的定义一一对应。(2)安装设备时要把设备装在屏上系统图所对应的正确位置。(3)安装的遥测显示器显示值、模拟元件的状态显示与现场传过来的实时信息应进行核对，保持一致。在调度模拟屏系统的日常运行维护管理中，根据电网运行方式的要求，及时增加新厂站遥测、遥信等。运行中如发现问题后，要认真分析问题原因所在，首先应查清，并判断是厂站端、通道、调度端哪里的问题，应及时处理。确保电网事故情况下遥测、遥信的正确动作率，确保自动化系统提供给调度人员正确的电网实时信息。3对调度模拟屏系统软件的改进建议目前系统运行的是S/3SYSTEM软件，在今后[1][2]下一页
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