多功能儀表的系統(tǒng)構(gòu)成

按照ECS典型的分層分布式結(jié)構(gòu)，基于總線技術(shù)的多功能電力儀表數(shù)據(jù)處理平臺采用三層設(shè)備、兩層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，自下向上分為間隔層、通信管理層和站控層:

1、間隔層，由各種多功能儀表和智能設(shè)備等組成，完成就地電氣設(shè)備的保護、測量、控制功能，通過現(xiàn)場總線、串口等通訊方式與通信管理層連接。

2、通信管理層，是系統(tǒng)構(gòu)成的樞紐，處于承上啟下的層次，完成站控層和間隔層之間的實時信息交換，實現(xiàn)與其他系統(tǒng)、調(diào)度中心的數(shù)據(jù)交換以及電氣控制邏輯功能。由于間隔層各種裝置通信規(guī)約的多樣性，彼此之間無法實現(xiàn)信息的直接交互，通過通信管理層可以完成通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)不同裝置之間以及裝置與電氣主站、分散控制系統(tǒng)(DCS)之間的信息交互。

3、站控層，是系統(tǒng)的控制管理中心，完成對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、處理、顯示、監(jiān)視功能，經(jīng)過授權(quán)對多功能儀表等電氣設(shè)備進行控制。

在本系統(tǒng)中，多功能電量表、保護測控裝置、多功能電能表布置在間隔層，主控單元位于通信管理層，數(shù)據(jù)服務(wù)器、工程師站等處于站控層，其中通信管理層和間隔層設(shè)備分散分布配置，方便了設(shè)備的維護與系統(tǒng)擴展。

二、通信接口與規(guī)約

主控單元向下可以采用LonWorks、ProfibusDP、串口或以太網(wǎng)等端口與間隔層組網(wǎng)，允許各類多功能儀表和電氣設(shè)備的接入，向上可以采用以太網(wǎng)或ＲS－485端口與站控層連接;支持各種常用的通信規(guī)約(如Modbus、DL/T645、IEC60870－5－104等標準規(guī)約)。

三、隔層與通信管理層間組網(wǎng)方式

間隔層與通信管理層之間的組網(wǎng)方式又可以細分為兩類:

1、面向電氣間隔的組網(wǎng)方式，是根據(jù)廠(站)用電系統(tǒng)主接線分段，基于地理上的就近原則，對各種智能設(shè)備進行分組組網(wǎng)至對應(yīng)的通信管理機;

2、面向過程的組網(wǎng)方式，是根據(jù)發(fā)電廠發(fā)電控制流程，將與熱工控制流程緊密相關(guān)的6kV、400V廠用電中的各種電動機的保護測控設(shè)備、開關(guān)測控設(shè)備等組成一個或幾個組，其他設(shè)備再組成另外一個或幾個組接入通信管理機。

本系統(tǒng)采用的是面向過程的組網(wǎng)方式。假設(shè)CSC211屬于熱工相關(guān)裝置，A2000與DTSD341是電氣相關(guān)的裝置，它們分成兩組分別接入兩臺主控單元。

四、系統(tǒng)軟件

多功能儀表數(shù)據(jù)處理平臺系統(tǒng)軟件采用組態(tài)軟件開發(fā)。組態(tài)軟件在站控層的開發(fā)環(huán)境中能夠以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好的用戶開發(fā)界面，其預(yù)設(shè)的各種軟件模塊可以方便地實現(xiàn)站控層的各項功能。

利用組態(tài)軟件開發(fā)了本系統(tǒng)的如下功能:

1、以圖形方式展示系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);

2、采集并顯示各種電氣量的數(shù)據(jù)(包括畫面監(jiān)視、實時曲線、歷史曲線)，可以存儲、查詢和打印;

3、自動對用電量進行統(tǒng)計，生成電度日報表;

4、對前置數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)系數(shù)與偏移量;

5、對電源中斷、系統(tǒng)時鐘同步故障、網(wǎng)絡(luò)通信及接口故障、軟件運行異常等故障實時報警;

6、在數(shù)據(jù)服務(wù)器與工程師站之間同步數(shù)據(jù)等。

本系統(tǒng)操作平臺采用WindowsXP。需要說明的是，組態(tài)軟件不僅可以在Windows平臺運行，還可以根據(jù)需要在Unix平臺運行。因此該系統(tǒng)支持跨平臺的主站系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)混合操作平臺，必要時數(shù)據(jù)服務(wù)器和工程師站可以分別運行在Unix與Windows平臺以滿足不同的應(yīng)用需求。

近些年隨著計算機技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展，在變電站與發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)中各種多功能電力儀表(如保護測控裝置、多功能電量表、多功能電能表等)得到越來越廣泛的應(yīng)用。多功能儀表不僅可以一表多用、同時測量多個重要的電氣參數(shù)，而且可以通過其通信接口來實現(xiàn)對測量值的監(jiān)視、處理和自動控制等功能。

在生產(chǎn)現(xiàn)場不同的多功能電力儀表都需要接入監(jiān)控、遠動等信息處理主站，然而目前在用的多功能儀表生產(chǎn)廠家、出廠時期、型號繁多，它們的通信接口和通信規(guī)約不盡相同，因此有必要研究一種能夠?qū)Σ煌橘|(zhì)、不同規(guī)約設(shè)備的信息進行統(tǒng)一管理的平臺?？偩€技術(shù)由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散以及對現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)性強等特點，在廠站電氣自動化系統(tǒng)中具有很大的應(yīng)用潛力，采用這一技術(shù)有助于實現(xiàn)不同類型多功能電力儀表的組網(wǎng)。