《远动监控技术01》由会员分享，可在线阅读，更多相关《远动监控技术01（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、远动监控技术,课程编码：08063041 课程性质：专业选修课,2/64,课程教学目标及要求,了解远动技术的基本原理、设计、应用以及技术发展 综合应用先选课程的相关知识 对同学们的要求与期望: 事先预习并做必要的准备 积极参与课堂讨论与提问 按时完成并递交课程作业 遵守考勤纪律与考试纪律,3/64,学时安排与成绩考核,学时数：54学时 学时安排：3学时/周 上课时间：116周 总评成绩平时成绩考试成绩 平时成绩：占30 考试成绩：占70 （闭卷考试）,4/64,教材与参考书,教材： 柳永智、刘晓川，电力系统远动，中国电力出版社，2006年第二版 参考书： 钱清泉，电气化铁道微机监控技术，中国铁
2、道出版社 盛寿麟，电力系统远动原理，中国电力出版社 杨爵，实用编码技术，中国铁道出版社 胡道元，计算机局域网，清华大学出版社 曹志刚，现代通信原理，清华大学出版社 张永健，电网监控与调度自动化，中国电力出版社 何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，北京航空航天大学出版社,5/64,远动监控技术教学大纲,第一章 远动技术概述（1） “四遥”功能的定义；微机远动系统的基本组成；微机远动系统的性能指标 第二章 远动信息与编码的基本理论（3） 数据传输系统的组成；抗干扰编码的基本原理；线性分组码；循环码 第三章 远动通信原理和信道（2、4、7） 数字调制与解调；同步技术；电力线
3、载波信道；光纤信道；微波信道；频分复用技术；时分复用技术；串行通信接口,6/64,远动监控技术教学大纲,第四章 远动信息的信源编码（5、6） 遥信信息的采集与处理；遥测量采集接口；遥测信息的处理；A/D转换器；交流采样原理及算法 第五章 远动系统（8、9） 调度端的功能；调度端的硬件结构；微机远动数据库系统；RTU的主要功能；RTU的硬件构成；RTU软件,7/64,第一章 远动技术概述,远动系统是什么？有何作用？ 2. 远动系统的发展怎样？ 3. 远动系统基本概念、基本构成是什么？ 4. 调度自动化系统的功能、基本构成、及其与远动系统的关系是什么？,本章主要回答以下几个问题:,8/64,第一章
4、 远动技术概述,第一节 概论 第二节 远动系统的基本结构 第三节 远动信息与远动信道 第四节 远动系统的基本功能 第五节 远动系统的性能指标 第六节 电力调度自动化系统,9/64,1.1.1 远动监控是什么？,实现生产过程的远程数据采集、远程监视以及远程控制的系统，称之为远动监控系统。,电力调度中心（控制中心） 电力变电所,发电输电配电用电,人工自动无人值守,10/64,1.1.2 远动系统的基本功能,数据传输,网络功能,测量功能,控制功能,报警功能,指示功能,累加功能,事件顺序功能,11/64,1.1.3 远动系统的作用,提高系统的自动化水平，大大提高生产效率； 及时采集系统信息，随时掌握系
5、统运行状态，提高了系统运行的安全性和可靠性； 及时发现故障、及时处理故障，有效缩短故障处理时间，减少故障损失； 减小了操作人员的劳动强度，保证第一线人员的操作安全； 减少不必要的人工浪费，达到减员增效的目的； 为变电站无人职守、以及智能电网提供必备的技术手段和装备,12/64,1.1.4 远动系统的应用领域,铁路系统电力系统调度网 无线通讯基站网 地铁、轻轨电力调度系统 铁路系统道口，信号管理系统 交通安全监侧 坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网 石油和天然气等管道监控管理系统 城市供热、供水系统监控和调度 环境、天文等无人检测网络的管理,13/64,1.1.5 远动技术的发展,远动技术
6、在20世纪30年代首先用于铁路运输系统 我国在20世纪50年代末才在电力系统中采用 电子管、继电器 （50年代） 晶体管 （60年代） 集成电路 （70年代） 微机式远动 （现在）,14/64,1.1.5 远动技术的发展,第一代-布线逻辑式（继电器式、晶体管式、集成电路的远动装置） 特点：所有功能由硬件电路完成。按预定的要求进行设计、使构成装置的各部分电路按固定的时间顺序工作来完成预定的功能。 第二代-软件化的远动装置：功能由计算机硬件和完成指定功能的软件（加工程序）来实现，对程序进行修订，就能够改变系统的功能。 第三代-基于PC机和网络技术的远动系统（客户/服务器结构） 目前普遍采用,分类,
7、15/64,1.1.5 远动技术的发展,片级设计：用户根据自己的要求选用不同种类的微处理器片、存储器片、输入输出片等联成各自的系统。 模块级设计：直接采用单板机或软硬件结合的多功能集成模块构成用户系统。 系统级设计：直接使用具有完整的硬件和软件结构的微型机系统，适当配置一些接口电路，构成系统。,从硬件设计上划分,16/64,1.1.6 远动系统监控中心的发展,缺点: 1. 软件之间的耦合程度高，系统难于扩展、维护； 2. 软件依赖于硬件平台，不能实现资源重用； 3. 容错性差，局部故障影响整体； 4. 系统开放性差。,第一/二代远动系统,17/64,1.1.6 远动系统监控中心的发展,缺点:
8、1. 系统中客户与服务器之间的通信协议（应用层协议）依赖于不同的厂家，不同厂家开发的软件或硬件难于实现集成； 2. 服务器是整个系统的瓶颈。,第三代远动系统,18/64,1.1.6 远动系统监控中心的发展,目前正在发展的是第四代： 第四代-基于信息化的远动系统 主要特征是采用Internet技术、Agent技术、自律分布系统技术ADS、面向对象技术、组件技术以及JAVA等技术，实现SCADA系统与其它信息系统的增值集成，实现控制和管理过程的综合化、智能化。 具体特征：1. 变（配）电所采用综合自动化系统； 2. 控制中心采用综合调度； 3. 以上新技术的采用等。 本课程以现有的第三代远动系统为
9、例，介绍其功能和工作原理。,第四代远动系统,19/64,1.1.7 远动监控系统的基本概念,1. 远动技术 监控系统调度端（控制中心）与执行（被控）端之间实现遥控、遥信、遥测、遥调技术的总称。 2. 遥控 YK：(Romote-Control, Telecontrol) 从调度端发出命令以实现远方操作和切换。如开关的“分”、“合”、故障信号的复归等。 3. 遥信 YX：(Telesignal) 将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端。如开关位置信号、报警信号等。 4. 遥测 YC：(Telemetering) 将被控站的某些运行和环境参数传送给调度端。如有功和无功功率、电度、电压、电流等电气
10、参数，温/湿度、接触网故障点的距离等非电参数。,20/64,1.1.7 远动监控系统的基本概念,6. 遥调 YT：(Teleadjusting) 调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。如变压器电压（抽头）等。 7. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System) 能够完成常规“四遥”功能的监视控制和数据采集系统。简称远动系统（Telecontrol System，或Remote-Control System）。 8. 调度自动化系统 (Dispatching Automation System) SCADA 数据处理和
11、管理功能与其它系统联网在线培训、辅助决策等功能。,21/64,第一章 远动技术概述,第一节 概论 第二节 远动系统的基本结构 第三节 远动信息与远动信道 第四节 远动系统的基本功能 第五节 远动系统的性能指标 第六节 电力调度自动化系统,22/64,1.2.1 远动系统的组成,23/64,1.2.2 远动系统的工作流程,控 制 中 心,RTU,监视控制 控制程序 改变数据库 参数设置,模拟量 数字量 累加量 诊断结果,通信接口,GPS标准时间信号,通信接口,主站,现场设备,通信系统,24/64,1.2.3 远动系统的原理框图,25/64,1.2.4 远动系统的功能结构框图,26/64,1.2.
12、5 远动系统配置的基本模式,远动配置：指主站与若干子站以及连接这些站的传输链路的组合体。 常用的远动配置类型： 1. 点对点配置 2. 多路点对点配置 3. 多点星型配置 4. 多点共线配置 5. 多点环形配置,27/64,1.2.5 远动系统配置的基本模式,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,主站,子站,远动系统的配置图 (a)点对点； (b)多路点对点； (c)多点星形；(d)多点共线；(e)多点环形,28/64,1.2.6 远动系统的基本构成,主站、控制端 or 调度端，CC 包括主机、 备用主机、人机接口、模拟盘、通讯装置、网络等设备。,1. 控制中心,29/64,1.2.6 远动
13、系统的基本构成,远动通道示意图,传输介质包括音频实回线（电话线）、光纤、电力载波、无线电等。,2. 通信通道,30/64,1.2.6 远动系统的基本构成,RTU主要配置有CPU、I/O（输入/输出）模板、通信接口单元，以及通讯机、GPS天线、电源、机箱等辅助设备。,3. 被控端或远方终端单元,（RTU, Remote Terminal Unit),31/64,第一章 远动技术概述,第一节 概论 第二节 远动系统的基本结构 第三节 远动信息与远动信道 第四节 远动系统的基本功能 第五节 远动系统的性能指标 第六节 电力调度自动化系统,32/64,1.3.1 远动信息,遥测信息：各种运行参数，分为
14、电量和非电量两类。 遥信信息：断路器、隔离开关等的状态信号。 遥调信息：改变运行设备状态的命令。必须进行返送校核。无误才能发送执行命令。 遥控信息：传送改变运行设备参数的命令。,上行信息：遥测和遥信信息。事件顺序记录，返送时 钟报文和遥控返送校核信息等。 下行信息：遥调信息遥控信息。对时功能中设置时钟 召唤时钟命令，装置复归，广播命令等。,33/64,1.3.2 远动信息的传输模式,循环传输模式CDT（Cyclic Data Transmission）方式：以被控端为主，被控站的远动信息按规约规定组成帧，再编排帧的顺序，周期性地以循环方式向调度端传送。信息传送是周期性的，发端不顾及收端的需要，
15、也不需收端给以回答。 问答传输模式Polling（查询）方式：调度端与被控端采用一问一答的方式进行通讯。调度端需要主动向被控端发送查询报文，被控端按调度端的查询要求发送回答报文。要保证调度端发问后收到正确的回答，必须保证有上下行信道。,34/64,1.3.3 远动信道,1. 专用有线信道：由远动装置产生的远动信号，以直流电的幅值、极性或交流电的频率在架空明线或专用电缆中传送。常作近距离传输。 2. 电力线载波信道：载波电话，远动信号占用一个话路（音频段）：0.3-3.4kHz。直接利用电力线作信道，无需额外投资，结构坚固。,信道（通道）：信号传输时经过的通道。 远动通道：传输远动信号的通道。,
16、35/64,1.3.3 远动信道,3. 无线电信道：由发射机、发射天线、自由空间、接收天线和接收机组成。利用自由空间传输，不需架设通信线路，可节约大量金属材料并减少维护工作量 4. 微波信道：频率300MHz300GHz的无线电传播信号。直线传播，远距离时设中继站。频带宽，传输稳定，方向性强，保密性好。 5. 光纤信道：电光转换、光信号传播，光电转换过程。信道容量大，衰减小，不受外界电磁场干扰，误码率低。,36/64,1.3.4 模拟信号和数字信号,连续消息：状态联系变化的消息，如强弱连续变化的语音等，也称模拟消息 离散消息：消息状态离散的，如符号、文字等，也称数字消息,模拟信号：信号的波形为时间的连续函数 数字信号：幅度不随时间作连续变化，只能取有限个离散值,37/64,1.3.5 数字通信,和模拟通信相比，数字通信的优点： 抗干扰能力强； 便于使用现代计算机技术对数字信号进行处理； 可以传递各种消息，使通信系统变得通用、灵活
