自动化智能值班报警系统实用性分析

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1、第三届电力安全论坛 论文集( 第三分册调度通信信息安全) 2 0 0 8 年第4 辑 ( 总第1 1 8 辑) 自动化智能值班报警系统实用性分析 王莺 ( 常州供电公司电力调度通信中心，江苏省常州市2 1 3 0 0 0 ) 摘 要：一次设备规模的不断扩大，对二次系统安全性提出了越来越高的要求。本文讨论了自动化值班报 警系统在常州电力调度通信中心自动化各系统中的重要作用，并分析了在其投入运行后的实用价值。 关键词：数据采集；故障报警；大二次；安全性 0引言 常州供电公司自动化智能值班报警系统的任务是监视管理目前运行的各自动化系统及相关重要设备的 运行情况、重要指标参数，如重要电网数据、厂站工况

2、、通道、网络工况、网络交换机、路由器、机房空 调、机房温湿度、U P S 、自动化系统的重要服务进程状态等，当检测到有影响自动化系统运行安全的故障 发生时，系统自动在第一时间以音响、手机短信等方式通知有关系统的维护人员，改变了过去由使用人员 发现后报告，再由值班人员处理的被动局面，提高了系统设备的运行率和系统的可靠性。 1 系统结构的优势 自动化智能值班报警系统采用开放式的体系结构，构建统一的软件支撑平台，充分满足当前自动化智 能值班报警的需求，并且为扩容升级及整个二次系统的智能值班报警做好了准备。系统的组织结构图如图 1 所示。 值班，报警 m 螂，州譬乐缔 图1 自动化智能值班报警系统实用

3、性分析 自动化智能值班报警系统由硬件及软件两大部分组成： ( 1 ) 硬件部分 1 ) 值班中心硬件部分：系统数据服务器，值班工作站、前置机、协议处理网关等。 2 ) 数据传送网络：网络交换机、终端服务器、数据传输转发设备等。 3 ) 数据采集系统：数据传输转发设备。 ( 2 ) 软件部分 1 ) 系统软件：操作系统、基本数据库系统等。 2 ) 信息服务及实时数据处理：管理信息服务、实时数据处理、协议转换、联网数据管理等。 3 ) 数据库：数据库管理、数据库维护、应用数据。 4 ) 应用程序软件：各种图形应用平台、各种数据查询站、各种管理工具及报表等工具软件。 值班报警系统的服务器和工作站的所

4、有内部通信和所有与外部系统的通信基于广泛采用的国际和工业 标准，这些标准恰当地体现出开放系统的概念。整个系统采用网络结构，计算机间用工业标准的以太网 ( L A N ) 连接起来，按功能模块来分配服务器和工作站。 系统采用了客户，服务器的体系结构，服务器负责系统管理、数据统计分析、计算、产生报警信息、 保存历史数据和历史告警信息。系统的服务器采用可靠性高的P c 服务器，确保系统的可靠性。 客户端人机工作站供系统维护，值班人员进行操作，显示各种图形画面、报表、曲线、各种告警信息、 打印报表及图形、打印告警信息，并可把重要的告警信息通过手机短信或拨打电话的方式通知指定的系统 值班维护人员。 数据

5、采集前置机完成I 0 接口和规约解析功能，实现对所有数据的采集、与各自动化子系统的接1 ：3 。 前置机采用单机配置。 ( 3 ) 设备组屏安装视图 所有的硬件设备将集中安装在机柜中，包括系统服务器，值班工作站，前置机，终端服务器等。配屏 图如图2 所示。 图2 4 1 第三届电力安全论坛 论文集( 第三分册调度通信信息安全) 2 0 0 8 年第4 辑 ( 总第1 1 8 辑) 2 数据采集的原理分析 ( 1 ) 数据采集设计分析 1 ) 采集系统功能 数据采集全部采用全分布式的数采结构，在数采容量不够时可设计叠加单元，增加数据采集量。这种 方式极大的节约了投资成本，并且扩容方便。采集设备设

6、计成标准的1 9 英寸的机箱和机盒式，通信设备配 上机载D Q U 后，利用D Q U 的强大功能实现通信设备本身智能化，使原非智能的设备能实现自动测试数据 发送、自动存储功能。D Q U 与D Q U 之间采用R S 4 8 5 串行总线联接。P r I u X Y 将各个D Q U 中的数据收集起 来，转发到中心站。 2 ) 机房数据采集结构如图3 所示。 r 1 敷7 音矬峨 摄像g L j 图3 ( 2 ) 与各种对象的数据源通信 系统所采集的数据可以通过前置采集设备终端服务器进入系统，也可以直接通过网络接人系统。前者 主要针对串行口通信的设备，比如U P S 、空调等，在目前的E C

7、 M 电力通信网网络综合监控系统已经有着 传输的应用；后者主要用于网络通信的设备，比如调度自动化系统O P E N 一3 0 0 0 、集控站自动化系统 O P E N 一2 0 0 0 、电量采集，计费系统等。 ( 3 ) 通信协议齐全 值班报警系统支持采用的通信规约： 1 ) 数据采集层传输规约采用A 接口协议；2 ) 不同级别的系统之间的互联采用B 接口协议； 3 ) 计算机之间局域网通信；4 ) 链路I E E E8 0 2 3 ； 5 ) 网络T C P I P 瑚；6 ) 会话层：N e t b i o s ； 7 ) 计算机之间远程通信；8 ) 链路x 2 5 ( H D L C

8、 ) ； 9 ) 网络T C P I P ； 10 ) I E C 6 0 8 7 0 5 1 0 1 ：2 0 0 2 ； 1 1 ) 部颁C D T 。 ( 4 ) 监视及报警对象 针对常州供电公司自动化系统目前的状况，所要监视及报警对象，要采集的数据共分为两类：第一类 包括二次系统自动化，通信系统本身及其运行环境的有关数据，第二类包括电网本身的一些重要运行工况、 4 2 自动化智能值班报警系统实用性分析 参数及报警信息。 具体表述如下： 1 ) 监视系统运行及环境 调度自动化系统O P E N 一3 0 0 0 的运行性能参数： 一S C A D A E M S 各服务器、工作站的运行工

9、况； 一服务器的C P U 负荷系统内存，磁盘磁盘阵列容量； 一数据采集、通信、历史数据存储等重要进程是否正常。 O P E N 一2 0 0 0 集控站自动化系统的运行性能参数： 一S C A D A 各服务器、工作站的运行工况； 一各服务器的C P U 负荷、系统内存； 一各厂站及通道工况； 一数据采集、通信、历史数据存储等重要进程是否正常。 如实报告电量采集系统以文本方式传送过来的各种系统报警信息。 地区调度数据网运行状态。 U P S 的有源节点提供市电失电信号，系统负责采集该信号，在市电失电时给出告警，通知值班人员。 U P S 位于供电大楼的一楼，为整个大楼提供U P S ，从U

10、P S 到值班机房的距离按l O O m 考虑。 自动化机房空调地下漏水检测。机房所用的空调为H I R O S S 精密空调，长宽分别为1 7 5 c m 和9 0 c m ， 地下渗漏水漕为一长方形。 接入空调智能接口R S 4 8 5 数据。 接入配电屏的智能接口信息。 配电柜运行状态，包括进线U 。 自动化机房温湿度，每排机柜内放置两个温度采集器。 2 ) 电网数据 系统频率、系统总负荷； 重要遥测、计算量越限报警、重要开关变位； 电网重大事故跳闸。 3 ) 安全性的考虑， 根据二次系统安全防护的要求，调度自动化系统、集控站自动化系统、电能量自动计量系统的数据应 由其打包处理好通过串行

11、口或通过隔离装置后主动送出，值班系统负责接收和处理收到的各种告警和非告 警信息。实际上形成了一个单向通信的体系结构，确保处于安全I 区系统的安全。 4 ) 数据传输方式 监控系统包括O P E N 一3 0 0 0 ，O P E N 一2 0 0 0 等的数据，通过串行接E l 、I E C l 0 1 或C D T 规约送至自动化 值班报警系统的前置机。 水浸，机房温湿度，配电屏等的数据通过配置相应的感应器，电流电压变送器等来采集并送到自动 化值班报警系统。 U P S 的市电输入监测，通过提供的两路有源节点，配置两只交流失压变送器，从U P S 所在位置引1 2 V 的电缆到1 3 楼的数

12、据通用采集器，从而实现数据的采集。 4 3 第三届电力安全论坛 论文集( 第三分册调度通信信息安全) 2 0 0 8 年第4 辑 ( 总第1 1 8 辑) ( 5 ) 数据处理方法 由于数据来源的不同，在进行数据处理时采取不同的策略： 1 ) 对于由自动化系统产生的数据原则上保持不动，在接收到这些数据后，系统将它们保存到数据库中。 需要时值班人员可以通过图形画面、报表等调出来看。 2 ) 对于从U P S 、空调、网络交换机、路由器等设备直接采集的数据，系统根据具体情况进行各种处理， 包括不同规约的处理、A D 转换、数据的有效性检查、允许人工设置数据等，并将告警信息及时在界面上 加以显示。

13、3 故障报警保障二次安全 ( 1 ) 告警如何定义的? 下列发生的事情被当作告警处理： 1 ) 从自动化作为告警报告送过来的信息；2 ) 模拟量越限； 3 ) 自动化运行环境设备故障；4 ) 其它由用户在系统中定义的告警信息。 ( 2 ) 报警如何处理的? 当系统接收到报警信息或者根据用户的设定产生报警，会以最快的速度，用多种形式将报警信息告知 系统维护值班人员，及时处理出现的故障，确保二次系统的安全运行。 1 ) 人机界面上的处理 在报警窗口或报警行显示报警详细信息； 报警设备符号在画面上闪烁； 在画面上改变报警设备符号的颜色； 不同类型告警信息具有不同声音的音响报警； 自动记录和打印。 2

14、 ) 通知系统值班维护人员 G S M 短消息服务：据管理员配置，将当前的告警信息转化为G S M 短消息，发送给指定的值班人员； C S M 短消息的发送可以根据需要进行屏蔽，由管理员设定的时间段。在这个时间段不发送短信，过 了设定的时间段，短信发送自动恢复： 短信信息能够明确反映报警的内容，时间，地点，设备对象等，并可由管理员根据需要编辑修改。 3 ) 系统报警管理功能 所有的报警可由管理员通过人机界面定义为不同的类型和优先级别； 能区分电网事件和自动化事件，对其进行分开记录、保存和打印； 自动保存到历史数据库，可按照时间、类型、对象等进行检索、显示、打印； 能记录设备运行情况和事件停故报

15、警； 可以自动和手动方式来确认单个报警、分类报警、分组报警和全部报警。 4 应用性能测试结果统计 ( 1 ) 监控系统测试结果统计 1 ) 各自动化子系统数据输入响应时间 2 s ； 自动化智能值班报警系统实用性分析 2 ) 各自动化子系统数据采集周期 3 ) 模拟量测量综合误差： 4 ) 遥测信息响应时间( 从I O 输入端至屏幕显示) 5 ) 遥信变化响应时间( 从I O 输入端至屏幕显示) 6 ) 遥控命令响应时间( 从工作站至I O 输出端) 7 ) 画面实时数据更新周期模拟量 8 ) 画面实时数据更新周期开关量 9 ) 控制操作正确率 1 0 ) 漏水定位精度 千分之一，报警响应时间

16、 1 1 ) 系统平均无故障间隔时间( M T B F ) ( 其中I O 单元模件M T B F 5 0 0 0 0 h ) 12 ) 模数转换分辨率： 1 3 ) 历史曲线采样间隔： 1 4 ) 历史曲线日报，月报储存时间： 15 ) 系统实时数据查询周期 1 6 ) 环境温湿度： 1 7 ) 电源： ( 2 ) 数据采集系统测试结果统计 1 ) 模拟量采集数字分辨率： 2 ) 环境温湿度： 3 ) 电源要求： 主站、次主站： U P S ： D Q U ： 4 ) 模拟量电压范围： 5 结束语 5 s 一5 M i n ； 3 ； 3 s ； 2 s ； 3 s ； l 5 s ( 可调) ； 1 5 s ( 可调) ； = l O O ； l O s ； 2 0 0 0 0 h ； 1 2B i t ； l 一3 0 r a i n ； 1 年； 5 - 3 0 m i n 人工可设； 一1 0 一+