RTU 原理.ppt

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1、iESLabiES-M80变电站自动化系统变电站自动化系统v 系统概述系统概述v 系统特点系统特点v 功能部署功能部署v 安全性安全性iESLab系统概述系统概述niES-M80变电站自动化系统是根据变电站自动化的最新变电站自动化系统是根据变电站自动化的最新发展趋势，跟踪国际先进的计算机技术、网络通信技术发展趋势，跟踪国际先进的计算机技术、网络通信技术和控制技术而研制开发的新一代变电站自动化系统。和控制技术而研制开发的新一代变电站自动化系统。n系系统统采采用用以以太太网网为为核核心心组组建建系系统统通通讯讯平平台台，以以分分层层方方式式部部署署系系统统功功能能，根根据据不不同同的的变变电电站站

2、运运行行环环境境和和要要求求，可可以以以以不不同同的的网网络络拓拓扑扑方方式式和和网网络络通通讯讯介介质质互互联联，根根据据用用户的需求进行系统定制。户的需求进行系统定制。iESLabn系系统统按按变变电电站站层层和和间间隔隔层层两两个个基基本本层层次次构构架架，支支持持变变电电站按保护小室的方式部署系统。站按保护小室的方式部署系统。n变变电电站站层层由由操操作作员员工工作作站站、数数据据库库服服务务器器、保保护护工工程程师师工工作作站站、五防工作站以及其它专用工作站组成；五防工作站以及其它专用工作站组成；n按按照照面面向向间间隔隔对对象象的的原原则则部部署署间间隔隔单单元元构构成成间间隔隔层

3、层，通通讯讯接接口口装置作为间隔装置的映射可以看作间隔层的一部分。装置作为间隔装置的映射可以看作间隔层的一部分。n远动通讯工作站作为网关实现与各级调度的通讯。远动通讯工作站作为网关实现与各级调度的通讯。系统概述系统概述iESLabiESLabn变电站层与间隔控制层之间采用双工业交换以太网络通讯。n工业级交换机n直流供电n光纤以太网系统概述系统概述iESLabiESLabiESLab系统特点系统特点系统特点系统特点n按变电站层、间隔层分层分布方式部署整个系统。采用嵌入式工业按变电站层、间隔层分层分布方式部署整个系统。采用嵌入式工业以太网通讯技术为核心构造间隔测控通讯网络，组建无瓶颈的快速以太网通

4、讯技术为核心构造间隔测控通讯网络，组建无瓶颈的快速响应系统。响应系统。n系统构建方式灵活，支持多种拓扑结构，配置简单方便，可以根据系统构建方式灵活，支持多种拓扑结构，配置简单方便，可以根据不同的要求组建多种构架方案。不同的要求组建多种构架方案。iESLabn系统在系统在工业以太网应用工业以太网应用方面有精心设计，重点关注通讯实时性、设方面有精心设计，重点关注通讯实时性、设备互操作性、网络可靠性和网络安全性等几方面的应用性能。备互操作性、网络可靠性和网络安全性等几方面的应用性能。n每个屏单独配置工业级网络交换机来构建局域网，在网络安全性、可靠性、系每个屏单独配置工业级网络交换机来构建局域网，在网

5、络安全性、可靠性、系统效率、施工维护及系统扩展方面有了质的突破，可以按照统效率、施工维护及系统扩展方面有了质的突破，可以按照“屏内电缆，屏间光屏内电缆，屏间光纤纤”的原则构建双光纤交换局域网。的原则构建双光纤交换局域网。n 间隔装置采用平衡式（间隔装置采用平衡式（主动上送主动上送、点对点、点对点）网络通讯方式，提高了数据的实网络通讯方式，提高了数据的实时响应性能。时响应性能。n系统采用双网热备用方式通讯。间隔层双网通讯采用系统采用双网热备用方式通讯。间隔层双网通讯采用负载平衡负载平衡方式，有效利用方式，有效利用双网通讯资源。双网通讯资源。n 基于标准基于标准TCP(UDP)/IP协议基础上制定

6、应用通讯规范，容易实现设备的互联。协议基础上制定应用通讯规范，容易实现设备的互联。n在远动通讯工作站上采用在远动通讯工作站上采用网关方式网关方式对变电站局域内网和与调度通讯的外网实行对变电站局域内网和与调度通讯的外网实行物理隔离，提高网络安全性。物理隔离，提高网络安全性。系统特点系统特点iESLabn点对点点对点主动上送主动上送n下级作为服务端，被动下级作为服务端，被动负载平衡负载平衡nUDP广播广播校时校时n多主多主主辅机主辅机/多主站多主站iESLab系统特点系统特点n硬件平台硬件平台采用先进可靠的符合工业级标准的部件，适应变电站运采用先进可靠的符合工业级标准的部件，适应变电站运行环境和无

7、人值班的要求。行环境和无人值班的要求。n采用工业级采用工业级交换机交换机为网络互联设备，支持全直流供电方式，较一般为网络互联设备，支持全直流供电方式，较一般商用网络设备有更高的电磁兼容性和可靠性。商用网络设备有更高的电磁兼容性和可靠性。n远动通讯工作站选用以低功耗免风扇嵌入式远动通讯工作站选用以低功耗免风扇嵌入式CPU和超大容量电子盘和超大容量电子盘为核心器件的为核心器件的一体化工作站一体化工作站。n间隔测控装置间隔测控装置硬件采用高性能嵌入式硬件采用高性能嵌入式CPU，高可靠的工业级嵌入式高可靠的工业级嵌入式以太网芯片，自主版权的大规模专用集成电路（以太网芯片，自主版权的大规模专用集成电路（

8、ASIC）。）。n系统各级系统各级电源模块电源模块专为变电站运行环境设计，支持交直流宽范围输专为变电站运行环境设计，支持交直流宽范围输入，电磁兼容性能达到入，电磁兼容性能达到IV级。级。iESLab系统特点系统特点n间隔层和通讯层采用先进的、性能稳定的嵌入式实时间隔层和通讯层采用先进的、性能稳定的嵌入式实时多任务操作系统作为多任务操作系统作为软件平台软件平台。站控层工作站采用当。站控层工作站采用当前主流的前主流的Win2000/xp操作系统，数据库支持软件采用操作系统，数据库支持软件采用Oracle或或MS SQL，报表支持软件采用报表支持软件采用office xp。n应用软件应用软件基于先进

9、的软总线（基于先进的软总线（SOFTBUS）分布式计算分布式计算技术，按技术，按client/server方式构建系统。针对变电站应方式构建系统。针对变电站应用设计，交互简单方便。配置方式灵活，可以根据需用设计，交互简单方便。配置方式灵活，可以根据需要即插即用不同层次的功能模块。系统功能完备，包要即插即用不同层次的功能模块。系统功能完备，包含从基本含从基本SCADA软件模块到高层应用、管理等多层次软件模块到高层应用、管理等多层次应用软件。应用软件。iESLab系统特点系统特点n通讯接口通讯接口能力强能力强n通讯接口设备通讯接口设备/远动工作站可配置多个以太网卡，支持远动工作站可配置多个以太网卡

10、，支持32个以个以太网连接；太网连接；n通讯接口设备通讯接口设备/远动工作站可配置到远动工作站可配置到24路串口，支持路串口，支持RS232/422/485通讯方式。通讯方式。n内置众多已经联调通过的通讯规约。内置众多已经联调通过的通讯规约。n具备和多家主站系统联调经验，如：具备和多家主站系统联调经验，如：DL451-91、扩展扩展DL451-91、IEC870-5-101、扩展扩展IEC870-5-101、IEC870-5-104、扩展扩展IEC870-5-104 等规约。等规约。iESLab系统特点系统特点n充分考虑无人值班和变电站工作环境要求，系统具有充分考虑无人值班和变电站工作环境要求

11、，系统具有高可靠性高可靠性保证。保证。n变电站层各工作站、服务器变电站层各工作站、服务器n采用高标准的品牌机器，保证系统运行可靠。采用高标准的品牌机器，保证系统运行可靠。n双机冗余热备用方式，自动切换，保证系统功能不间断运行。双机冗余热备用方式，自动切换，保证系统功能不间断运行。n配备大功率直流逆变电源，支持系统异常掉电情况下保持运行。配备大功率直流逆变电源，支持系统异常掉电情况下保持运行。n所有软件模块都有监视和自恢复功能。所有软件模块都有监视和自恢复功能。n通讯网络平台通讯网络平台n采用双网冗余设计，采用双网冗余设计，n干扰大的环境中可以采用光纤通讯。干扰大的环境中可以采用光纤通讯。n间隔

12、装置间隔装置n所有输入输出回路均采用不同方式的隔离、滤波、过电压浪涌抑制等措施。所有输入输出回路均采用不同方式的隔离、滤波、过电压浪涌抑制等措施。n装置采用背插总线式结构，强电信号经过隔离在物理空间上与弱电信号完全隔离，装置采用背插总线式结构，强电信号经过隔离在物理空间上与弱电信号完全隔离，大大减小外部电磁干扰在弱电侧的耦合。大大减小外部电磁干扰在弱电侧的耦合。n电磁兼容测试通过国际标准电磁兼容测试通过国际标准IEC61000-4中规定的最严酷等级（中规定的最严酷等级（IV级）的要求。级）的要求。iESLab系统特点系统特点n间隔装置功能完备间隔装置功能完备n装置采用面向电气间隔单元对象设计，

13、针对不同的对装置采用面向电气间隔单元对象设计，针对不同的对象（线路、母联、分段、电容器、电抗器、变压器、象（线路、母联、分段、电容器、电抗器、变压器、断路器等）分别有对应的测控装置完成其所需的测控断路器等）分别有对应的测控装置完成其所需的测控要求，可以根据电压等级、测控功能配置不同的监控要求，可以根据电压等级、测控功能配置不同的监控装置装置 iESLabiESLab功能部署功能部署系统介绍：功能部署系统介绍：功能部署n通讯接口功能通讯接口功能nGPS校时校时n变电站层功能变电站层功能n间隔层功能间隔层功能iESLab通讯接口功能通讯接口功能n智能装置接入智能装置接入n串口（串口（RS232/4

14、22/485RS232/422/485）n系统内置大量的通讯规约，如：保护系统、直流系统，消弧装置、五防系统内置大量的通讯规约，如：保护系统、直流系统，消弧装置、五防系统、智能电表系统等系统、智能电表系统等n双机切换装置完成串口的发送方向的二选一和接收方向的一分二。双机切换装置完成串口的发送方向的二选一和接收方向的一分二。该功能一般部署在通讯接口装置上。该功能一般部署在通讯接口装置上。n可以在线开发和更改规约，可以非常方便地完成通讯接口功能；可以在线开发和更改规约，可以非常方便地完成通讯接口功能；n以太网接入系统以太网接入系统n系统内置许多的通讯规约，如：保护系统、五防系统等系统内置许多的通讯

15、规约，如：保护系统、五防系统等n可以在线开发和更改规约，可以非常方便地完成通讯接口功能；可以在线开发和更改规约，可以非常方便地完成通讯接口功能；iESLab通讯接口功能通讯接口功能n对远方调度主站的通讯接口，可灵活多样，对远方调度主站的通讯接口，可灵活多样，n支持传统的载波、微波方式，支持传统的载波、微波方式，n支持网络方式，基于支持网络方式，基于TCP/IPTCP/IP通讯。通讯。n内置众多已经联调通过的通讯规约，如：内置众多已经联调通过的通讯规约，如：DL451-91DL451-91、扩展扩展DL451-91DL451-91、IEC870-5-101IEC870-5-101、扩展扩展IEC

16、870-5-101IEC870-5-101、IEC870-5-IEC870-5-104104、扩展扩展IEC870-5-104 IEC870-5-104 等规约。可以实现传统四遥通讯和等规约。可以实现传统四遥通讯和远方保护管理功能，如：微机保护事项、测值召唤、定值整远方保护管理功能，如：微机保护事项、测值召唤、定值整定等功能定等功能。iESLab通讯接口功能通讯接口功能远动工作站双机切换实现功能如下：远动工作站双机切换实现功能如下：n如如果果没没有有多多串串口口卡卡，使使用用SoftBusSoftBus管管理理主主辅辅机机和和主主辅辅模模块。块。SoftBusSoftBus可以实现模块的自动切

17、换和手工命令切换。可以实现模块的自动切换和手工命令切换。n如如果果使使用用多多串串口口卡卡，则则使使用用双双机机切切换换装装置置实实现现主主辅辅机机切切换换。每每个个双双机机切切换换装装置置负负责责8 8路路串串口口的的切切换换。双双机机切切换换装装置置实实现现串串口口接接收收信信号号的的一一路路输输入入双双机机接接收收（物物理理信信号号一一分分二二），发发送送信信号号在在主主辅辅机机之之间间的的物物理理切切换换（使用二选一开关实现）。（使用二选一开关实现）。iESLab通讯接口功能通讯接口功能n双机切换装置可以实现以下逻辑：双机切换装置可以实现以下逻辑：a)a)双机切换装置可以运行于手工或自

18、动切换。双机切换装置可以运行于手工或自动切换。b)b)如如果果只只有有一一台台机机器器的的通通讯讯模模块块运运行行，则则这这台台机机器器肯肯定定是是主主机机，手动切换无效。手动切换无效。c)c)如如果果有有一一台台机机器器的的通通讯讯模模块块没没有有运运行行，则则接接收收信信号号的的不不输输入入该该机机器器。以以防防干干扰扰另另台台机机器器的的运运行行。主主辅辅状状态态的的维维护护使使用用看看门门狗狗的的原原理理实实现现，主主机机如如果果在在设设定定的的时时间间内内（3030s s）没没有有发发送送复复位位看看门门狗的信号，则切换到辅机（硬件实现）。狗的信号，则切换到辅机（硬件实现）。iESL

19、abGPSGPS校时是系统中比较重要的一个环节，校时是系统中比较重要的一个环节，iESiES-70P-70P系统提系统提供供GPSGPS秒脉冲校时和规约校时两种方式。秒脉冲校时和规约校时两种方式。n 间隔测控装置使用秒脉冲校时可以精确到间隔测控装置使用秒脉冲校时可以精确到1 1msms，n 远动通讯工作站实现规约校时，同时对所有变电层工远动通讯工作站实现规约校时，同时对所有变电层工作站进行系统校时。作站进行系统校时。GPS校时功能校时功能iESLab变电层功能部署变电层功能部署n变电层软件基本层次操作系统、驱动程序、软总线通讯服务系统SCADA系统高层应用、专家系统、管理系统iESLabnSC

20、ADA功能软件模块功能软件模块 n通讯服务模块通讯服务模块 n数据库服务模块数据库服务模块 n人机界面功能模块人机界面功能模块 n保护管理模块保护管理模块 n系统维护模块系统维护模块 变电层功能部署变电层功能部署iESLab变电层功能部署变电层功能部署n变电站高层应用模块n电压无功控制专家系统 n操作票专家系统 n微机五防专家系统 n故障录波数据分析模块 iESLab变电层功能部署变电层功能部署n变电站管理模块变电站管理模块 n运行管理 n一次设备管理 n二次设备管理 n缺陷管理 n检修管理 n两票管理 n文件管理 n生产管理 n人员及培训管理 n班组建设管理 iESLab间隔层功能间隔层功能

21、nCAM216系列高压综合监控装置nCAM217主变本体监控装置nCAM218所用变监控装置nCAM215线路监控装置iESLab间隔层功能间隔层功能CAM216系列高压综合监控装置采集11路交流模拟量 采集48路开关量输入 完成12路（24路DO）遥控操作 采集4路脉冲电度输入 具有线路的同期检测及手动同期控制操作功能 具有一个半接线方式下的断路器同期检测功能 具有双以太网或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脉冲同步时钟输入 iESLab间隔层功能间隔层功能CAM217主变本体监控装置采集2路直流温度量，无需另配变送器 采集8路直流模拟量 采集48路开关量输入 完成12路（24路D

22、O）遥控操作 具有双以太网或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脉冲同步时钟输入iESLab间隔层功能间隔层功能CAM218所用变监控装置采集7路交流模拟量，完成所用变电压、电流、有功、无功功率的测量 采集2路直流电压，用于采集直流控制母线、合闸母线电压，无需另配变送器采集。48路开关量输入 完成12路（24路DO）遥控操作 具有双以太网或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脉冲同步时钟输入 iESLab间隔层功能间隔层功能CAM215线路监控装置 采用交流采样方式对三相三线制或三相四线制线路所有电量进行 精确采集 采集24路开关量输入 完成4路（8路DO）遥控操作 具有双以太

23、网或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脉冲同步时钟输入iESLab间隔层功能间隔层功能1.线路间隔测控装置 采用交流采样方式对三相三线制或三相四线制线路的所有电量进行精确采集，具有线路的同期检测和控制功能以及手动同期操作功能，具有隔离开关、接地刀闸的防误闭锁功能。q35kv/10kvCAM215q110kv/220kvCAM216iESLab2.变压器间隔测控装置 完成变压器三侧全电量以及温度量的采集，采集分接头位置信号，控制有载调压分接头升降，具有断路器的同期检测及控制功能，具有隔离开关、接地刀闸的防误闭锁功能。q主变三侧CAM216x3q本体信号CAM217间隔层功能间隔层功能i

24、ESLab间隔层功能间隔层功能3.母线及母联间隔测控装置 主要完成母线相电压、零序电压以及母联三相电流的采集，控制母联断路器及隔离开关分合闸操作。qCAM216iESLab间隔层功能间隔层功能4.一个半接线方式下间隔测控装置 对于断路器间隔主要完成同期检测功能，具有近区优先原则选择同期电压功能，对于线路间隔主要完成线路全电量的采集及线路同期检测功能。q每个断路器配置一个CAM216iESLab间隔层功能间隔层功能5.电容器间隔测控装置 主要完成电容器三相电流及无功电能测量，采集断路器、保护动作信号等位置信号。qCAM215或CAM216iESLab间隔层功能间隔层功能6.所用变间隔测控装置 主

25、要完成所用变压器低压侧三相电压、三相电流、有功、无功以及直流系统直流控制母线、直流合闸母线电压的采集。qCAM218iESLab间隔层功能间隔层功能n组屏n4/6装置n交换机n分布安装iESLabiESLab安全性安全性实现特点：运行的安全性实现特点：运行的安全性n变电层软件系统的安全性考虑 n运行于各个工作站、服务器的软件系统，底层操作系统和数据库满足C2级安全性，n并配合系统设计的不同操作等级，设置多重权限管理和时限设置，满足严格的安全要求，重要操作支持监护口令和操作口令。iESLab实现特点：运行的安全性实现特点：运行的安全性n通讯网络的安全性考虑 n内部通讯n网络按分层分段设计。n不同

26、层之间的通讯通过专用服务，而专用软件的访问和操作具有权限管理，保证安全性。n和外部网络的互联n通讯工作站作为外部部网络和内部网络的网关，实现物理隔离。n而且远动通讯工作站以专用通讯规约进行信息转发，实现较高级别的安全性性防护。n可以使用路由器实现与远方网络的隔离n可以通过网络防火墙与外部网络互联，提高外部系统访问内部网络的安全性；iESLab实现特点：运行的安全性实现特点：运行的安全性n间隔层软件和硬件的安全性考虑 n所有控制输出均可编程控制，各相应遥控命令及各输入状态均可作为编程条件，通过灵活改变控制逻辑，实现间隔级的防误闭锁功能。n控制按“选择返校执行”步骤操作，每一路返校到出口继电器接点。n控制操作及参数配置都设有密码指令输入，当控制操作和修改参数由当地键盘输入时，装置首先会请求输入密码，当密码输入正确后，方可进入下一步操作。n完善的自诊断功能。诊断到芯片，包括程序存储器、数据存储器、串行EEPROM、AD、控制输出回路等，进行定时监测，发现问题，自动闭锁并通过网络传输故障信息。iESLabiESLab谢谢！谢谢！山东鲁能积成电子股份有限公司