P0916PW FOXBORO
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關(guān)鍵詞： 加固便攜式計(jì)算機(jī)平臺(tái)，電力規(guī)約分析儀
摘要：ACME便攜式計(jì)算機(jī)FlexPAC730是一款適應(yīng)性非常強(qiáng)的加固便攜式計(jì)算機(jī)平臺(tái)，可以使用于電力規(guī)約分析儀設(shè)備。
ACME便攜式計(jì)算機(jī)FlexPAC730是一款適應(yīng)性非常強(qiáng)的加固便攜式計(jì)算機(jī)平臺(tái)，是電力規(guī)約分析儀設(shè)備的完美解決方案。
FlexPAC730便攜式計(jì)算機(jī)作為電力規(guī)約分析儀可靈活方便地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試中心對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的主站系統(tǒng)、廠站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的專(zhuān)業(yè)化測(cè)試和分析要求，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的輸入輸出、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)約解析、模擬電網(wǎng)事故下的數(shù)據(jù)雪崩試驗(yàn)、模擬遙測(cè)突變、保存通信報(bào)文、交換控制調(diào)節(jié)報(bào)文、偵聽(tīng)報(bào)文內(nèi)容等功能的測(cè)試，為主站、廠站系統(tǒng)各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)測(cè)試評(píng)估 。
一、功能描述
1. 模擬主站
支持遙測(cè)、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度等參量的人工置數(shù)；遙控操作模擬，供對(duì)各變電所進(jìn)行模擬遙控操作，可單個(gè)/批量/順序遙控測(cè)試及保護(hù)命令測(cè)試；
支持包括遙測(cè)原值、遙測(cè)工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線(xiàn)遙信值和定值等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；
遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)文顯示，可交替啟動(dòng)/停止遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)文的顯示，交替進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)/正常狀態(tài)，在調(diào)試狀態(tài)下，使用快捷鍵可單步執(zhí)行報(bào)文事故模擬；
人工發(fā)送命令，通信報(bào)文導(dǎo)入，模擬主站數(shù)據(jù)、參數(shù)清零。
2. 模擬從站
廠站類(lèi)型、錯(cuò)誤條件、錯(cuò)誤規(guī)則和事件等錯(cuò)誤數(shù)據(jù)模擬；
雪崩事故模擬，模擬電網(wǎng)事故狀態(tài)下數(shù)據(jù)雪崩和主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)極限容量、用于測(cè)試、分析系統(tǒng)在極限狀態(tài)下處理能力和性能；
事故遙信變位模擬；
支持包括遙測(cè)、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度、定值等參量的人工置數(shù)；
子站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息顯示，包括遙測(cè)原值、遙測(cè)工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線(xiàn)遙信值和定值等信息顯示；
子站端口報(bào)文分析，規(guī)約交互過(guò)程顯示/停止；
遙測(cè)量模擬、模擬輸出量模擬、遙信量模擬、電度量模擬RTU使能；
人工發(fā)送命令，通訊報(bào)文導(dǎo)入，模擬子站數(shù)據(jù)、參數(shù)清零。3. 報(bào)文監(jiān)測(cè)、解析
報(bào)文監(jiān)測(cè)，以原始代碼形式對(duì)通信端口報(bào)文進(jìn)行監(jiān)視，接收上行、下行報(bào)文，并輔以通信接口信息、精確報(bào)文收發(fā)時(shí)間等信息，方便對(duì)歷史記錄調(diào)用查詢(xún)；
規(guī)約分析，可以進(jìn)入規(guī)約調(diào)試狀態(tài)，可以單步執(zhí)行一條指令、多條指令，也可按一定次序批量執(zhí)行多條指令，方便用戶(hù)調(diào)試規(guī)約；
報(bào)文分析功能，以純中文方式逐行、逐字節(jié)透徹解析報(bào)文，并檢驗(yàn)對(duì)錯(cuò)；
導(dǎo)入\導(dǎo)出報(bào)文，可以將以前記錄的報(bào)文重新導(dǎo)入（包括上行報(bào)文和／或下行報(bào)文），報(bào)文文件可以以文本方式存儲(chǔ)，方便離線(xiàn)處理分析；
通過(guò)調(diào)入監(jiān)測(cè)記錄數(shù)據(jù)，再現(xiàn)通信全過(guò)程。
4. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕捉
可任意監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上（包括本地主機(jī)接口和遠(yuǎn)程主機(jī)接口）的TCP/UDP通訊，并解釋出對(duì)應(yīng)的規(guī)約數(shù)據(jù)，顯示報(bào)文、變化數(shù)據(jù)、全數(shù)據(jù)等；
網(wǎng)絡(luò)捕獲報(bào)文，并可按規(guī)約進(jìn)行解釋?zhuān)?br />
支持遙測(cè)原值、遙測(cè)工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線(xiàn)遙信值和定值網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)捕獲。
5. GPS、RTU對(duì)時(shí)
自動(dòng)對(duì)時(shí)：按規(guī)定時(shí)間間隔自動(dòng)對(duì)時(shí)；
人工對(duì)時(shí)：需要時(shí)人工對(duì)時(shí)一次。
6. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理
支持報(bào)文顯示、存儲(chǔ)及導(dǎo)入導(dǎo)出功能；
記錄回放，真實(shí)重現(xiàn)通信數(shù)據(jù)記錄過(guò)程，重現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)斷面；
取點(diǎn)方案自定義：支持遙測(cè)、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、電度等取點(diǎn)方案自定義；
根據(jù)測(cè)試結(jié)果，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告；
統(tǒng)計(jì)信息打印，可以將測(cè)試過(guò)程的相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息以報(bào)表形式打印出來(lái)；
配置文件信息輸出，將配置文件信息輸出到文本文件中，以便于使用；
支持多達(dá)20多種數(shù)據(jù)類(lèi)型記錄選擇功能；
記錄儀數(shù)據(jù)查找，根據(jù)條件搜索記錄儀所記錄數(shù)據(jù)，方便對(duì)其進(jìn)行深入研究。
7. 其他功能
可定義、保存和裝載測(cè)試方案，實(shí)際測(cè)試可根據(jù)預(yù)定的方案自動(dòng)完成；
遠(yuǎn)程維護(hù)和控制，可使用局域網(wǎng)內(nèi)的任意一臺(tái)機(jī)器對(duì)本分析儀進(jìn)行維護(hù)和控制；
測(cè)試信息輸入和保存，可將本次測(cè)試的相關(guān)信息進(jìn)行輸入和保存。
RS-232/V.24接口
10M/100M以太網(wǎng)接口艾默生 SCADA如何解決高含氫焦?fàn)t氣管線(xiàn)運(yùn)行中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
供稿：艾默生過(guò)程管理 2015/3/12 16:10:05
星級(jí)： 人氣：638
關(guān)鍵詞： SCADA
摘要：本文以艾默生實(shí)施的內(nèi)蒙古-寧夏的一條焦?fàn)t煤氣輸氣管線(xiàn)為例,論述了基于OpenEnterprise軟件、CotrolWave系列硬件PLC/RTU和艾默生集成技術(shù)的SCADA系統(tǒng)在解決高含氫焦?fàn)t氣管線(xiàn)中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的重要應(yīng)用，以及未來(lái)該系統(tǒng)的前瞻性發(fā)展。
1. 管線(xiàn)需求概述
本文以艾默生實(shí)施的內(nèi)蒙古-寧夏的一條焦?fàn)t煤氣輸氣管線(xiàn)為例,論述了基于OpenEnterprise軟件、CotrolWave系列硬件PLC/RTU和艾默生集成技術(shù)的SCADA系統(tǒng)在解決高含氫焦?fàn)t氣管線(xiàn)中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的重要應(yīng)用，以及未來(lái)該系統(tǒng)的前瞻性發(fā)展。
內(nèi)蒙古-寧夏輸氣管道是我國(guó)第一條長(zhǎng)距離高氫含量焦?fàn)t煤氣輸送管道，全長(zhǎng)216.4公里，管徑611mm，是某國(guó)有大型天然氣公司焦?fàn)t煤氣節(jié)能減排綜合利用項(xiàng)目下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。焦?fàn)t煤氣的主要成分是氫氣和甲烷，有時(shí)還會(huì)有部分CO甚至氧氣混合。含氫量最高時(shí)，氫氣含量可高達(dá)99%。因此該管道有別于通常的天然氣管道，氣質(zhì)更易燃易爆，運(yùn)行更危險(xiǎn)，因此也對(duì)SCADA系統(tǒng)提出了高于傳統(tǒng)管道的要求：如安全、環(huán)保、設(shè)備和通訊數(shù)據(jù)可靠、無(wú)人值守免維護(hù)等等。
艾默生針對(duì)以上的需求為客戶(hù)提供了一整套的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集系統(tǒng)（SCADA）解決方案，且包含整體的工程實(shí)施和后續(xù)服務(wù)。當(dāng)前艾默生SCADA系統(tǒng)通過(guò)調(diào)控中心、場(chǎng)站和閥室的多級(jí)監(jiān)控，將積累了35年之久的SCADA系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于此項(xiàng)目，為用戶(hù)提供了一流的產(chǎn)品和服務(wù)，幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、安全管理、可靠運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)。
二、特點(diǎn)
根據(jù)電力用戶(hù)實(shí)際應(yīng)用的需求，為中國(guó)電力自動(dòng)化系統(tǒng)用戶(hù)量身定制；
便攜式方式，堅(jiān)固型結(jié)構(gòu)，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，符合電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)操作；
儀表內(nèi)置雙FSK模擬接口，無(wú)需外配電力MODEM，即可實(shí)現(xiàn)上下行模擬數(shù)據(jù)報(bào)文同時(shí)監(jiān)測(cè)；
獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲功能，可實(shí)時(shí)在TCP/UDP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行主站、廠站信息數(shù)據(jù)的捕獲；
強(qiáng)大的報(bào)文解析功能，讓用戶(hù)十分清楚地對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解讀、查閱；
多種報(bào)表自動(dòng)生成，測(cè)試數(shù)據(jù)使用WORD工具生成測(cè)試報(bào)表，支持統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表，遙控遙調(diào)測(cè)試報(bào)表，變化遙信測(cè)試報(bào)表；
支持目前電力系統(tǒng)常用規(guī)約，并可十分方便地進(jìn)行規(guī)約擴(kuò)展，滿(mǎn)足用戶(hù)新增規(guī)約分析的需求，有效保護(hù)用戶(hù)的投資。
從以上功能與特點(diǎn)我們可以得知，F(xiàn)lexPAC730當(dāng)之無(wú)愧是電力規(guī)約分析儀的完美解決方案，能滿(mǎn)足電力規(guī)約分析儀所有的需求。
2. 艾默生SCADA針對(duì)高含氫焦?fàn)t氣幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的解決方案
2.1如何確保管道的安全性
焦?fàn)t煤氣的氫氣含量很高，因此用戶(hù)對(duì)整條管線(xiàn)的安全運(yùn)行提出更高要求，針對(duì)客戶(hù)的需求，艾默生在管道安全監(jiān)控和管理上提供了以下幾方面的考慮和解決方案：
首先，保證系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的安全。管道安全運(yùn)行的前提是所有反映管道運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)有效的傳遞到調(diào)控中心。從SCADA整體構(gòu)架來(lái)說(shuō)，采用了基于OpenEnterprise(簡(jiǎn)稱(chēng)OE)軟件的C/S結(jié)構(gòu)，場(chǎng)站和閥室采用ControlWave PLC和RTU的混合控制器采集現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)的三級(jí)控制模式。SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：
為保證數(shù)據(jù)采集的可靠性，調(diào)控中心SCADA服務(wù)器為熱備冗余結(jié)構(gòu)，裝有OE冗余軟件，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換到備用服務(wù)器，由于基于OE的主備服務(wù)器之間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步，所以主備之間可無(wú)擾切換，這樣即使在出現(xiàn)故障切換時(shí)系統(tǒng)仍能保持平穩(wěn)運(yùn)行。
在場(chǎng)站為了確保運(yùn)行安全，我們采用了艾默生獨(dú)特的PLC和RTU混合控制器ControlWave（簡(jiǎn)稱(chēng)CW）。該款控制器既具備有PLC高速邏輯數(shù)據(jù)處理能力，又具備RTU的硬件性能卓越、可適應(yīng)惡劣環(huán)境的特點(diǎn)。
CW PLC硬件采用多種隔離技術(shù)設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的防浪涌和防電磁干擾性能，減少感應(yīng)雷電或瞬態(tài)電流對(duì)卡件的破壞。場(chǎng)站的大型壓縮機(jī)、泵等設(shè)備不會(huì)對(duì)其造成信號(hào)干擾。
站控PLC通常放置于控制室內(nèi)，常規(guī)的管道會(huì)選擇不具備防爆特性的傳統(tǒng)PLC，而在本項(xiàng)目中所使用的CW PLC 具備Class 1, Division2的防爆等級(jí)，可以在偶爾出現(xiàn)危險(xiǎn)氣體的環(huán)境中使用，這也正是考慮將其運(yùn)用到高氫焦?fàn)t氣管道的目的。場(chǎng)站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
其次，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽�。為了管道的安全運(yùn)行，不僅現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)要可靠的傳輸?shù)秸{(diào)控中心，報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)也需要反映到調(diào)控中心。該管道SCADA系統(tǒng)的通訊線(xiàn)路受地理?xiàng)l件影響無(wú)法做成雙光纖冗余信道，只能采取主通信信道使用聯(lián)通公司的公共光纖網(wǎng)，備用通信采用CDMA無(wú)線(xiàn)的方式。如此的通訊條件很容易出現(xiàn)通訊中斷的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于處理通訊中斷，艾默生采用了歷史數(shù)據(jù)就地存儲(chǔ)通訊恢復(fù)后自動(dòng)回填的方式。
ControlWave PLC和RTU均設(shè)計(jì)有特殊的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，其中具有大容量的掉電非易失存儲(chǔ)器，當(dāng)通訊出現(xiàn)中斷時(shí)，帶有時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地PLC/RTU內(nèi)，一旦通訊恢復(fù)，歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警會(huì)自動(dòng)回傳到OE系統(tǒng)。這樣則不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述歷史數(shù)據(jù)回填功能，我們采用了艾默生高級(jí)同步/異步協(xié)議-BSAP協(xié)議完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的傳輸。BSAP協(xié)議是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于modbus的高速協(xié)議，可以使數(shù)據(jù)在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)上傳輸，可支持多級(jí)網(wǎng)絡(luò)劃分從而確保SCADA的分布式結(jié)構(gòu)。BSAP協(xié)議內(nèi)置握手和失敗重發(fā)功能，確保信息傳輸?shù)恼_性。BSAP協(xié)議可傳輸帶時(shí)間標(biāo)簽的報(bào)警信息，采用陣列、存檔和審核結(jié)構(gòu)來(lái)貯存歷史數(shù)據(jù)，具有RBE（異常狀況主動(dòng)告警）功能。所有ControlWave PLC/RTU通過(guò)BSAP協(xié)議連接到OE，使用戶(hù)在調(diào)度管理中心獲取完整的實(shí)時(shí)、報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)信息。即使通訊鏈路出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)仍然可以在故障修復(fù)后自動(dòng)回填到上位機(jī)的OE中。
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