系統通過前端資料採集模組對不同配電室的監測點進行訊號的實時採集,同時將結果儲存在本地工業控制器中,根據需要主動傳輸到主控機,或由主控機直接從工業控制器提取資料.主控機將各配電室的監測資料提取後集中儲存,通過組態軟體實時顯示監測結果以及資料的管理,在一箇中心控制檯完成各個地點的監測和計量工作.
採集資料包括:高,低壓開關狀態,環境溫度,溼度,煙感(模擬量),繼電保護器,高壓斷路器,直流屏,補償櫃(rs-232),出線計量,變壓器溫度(rs-485),低壓斷路器(modbus).採用區域網進行資料傳輸.
一,發展與現狀
1964年美國的一次電網大停電導致了一個工業計算機系統,資料採集及監控(scada-supervisory control and data acquisition)的誕生.電網排程需要排程員實時(秒級)把握地理位置非常分散的各變電站和電廠的執行情況.這套系統仍然廣泛使用和完善,在此基礎上又出現了分散式控制系統 (dcs- distributed control systems).還有過 程 控 制 系 統 ( pcs-process control systems ),緊急關閉系統 ( emergency shut-down system ),系統/能量管理系統等等.
我國電力自動化系統發展到今天大致經歷了三個階段:70年代引進的基於scada系統可作為第一代,如華北電網的sd176系統,國調中心的h80e系統;80年代引進的ems系統可稱為第二代.第三個階段是20世紀90年代以後,具有自主智慧財產權的基於risc/unix的開放式分散式ems/dms系統,以cc-XX系統,sd-6000和open-XX系統為代表.
二,目的,意義
由配電系統的發展可以看出電力系統極為龐大各國投入大量資金,人力建立電能管理系統.而且各大學校園也都曾發生過停電事故,甚至有因電失火的災難,對大學校園用電的智慧化管理已成為必然趨勢.如上文提到各系統雖然功能強大,但過於複雜,受投入資金限制不可能購買成套系統,而且校園配電室的電壓也只有10-35kv,所以採用自主研發.針對校園配電室,設計基於scada,dcs之間,並適當增減功能的系統,以適應首經貿的配電系統.完成對校園用電網路的智慧改造,併為設計更加複雜的系統打下基礎鍛鍊實際應用能力積累經驗.
三,設計方案
通過智慧終端裝置完成對電網實時執行狀況,資料的採集與監視;運用現場匯流排技術選用可靠的通訊協議將資料傳輸到電腦主機;主機通過組態軟體建立友好的人機介面,系統模型實時監測動態演示,並對一些基本量進行控制;建立資料庫儲存資料以便查詢,處理後資料以表格形式定期發往主管部門電腦,或直接由其主動查詢.整個系統類似於下圖,具體的人機介面及其動態曲線設計後再擷取.
預計設計功能有:遠端智慧抄表使網路上賦予許可權的計算機可以直接接收和查詢用電資訊,各個點監測量的實時變動曲線動態顯示,即時和總體資料顯示,異常情況報警,對開關的控制,各個時期資料的整理與存檔,報表的列印和傳輸.
四,難點及解決方案
1,資料採集:畢設重心在軟體系統設計,採用採集模組應用各種智慧儀表.生產這種產品的公司很多,例如國內的大連恆源,青島世潤,西安滻河等,國外的lattice semiconductor,adi (analog devices),微軟也正涉足這個領域,採集模組任選一款他們的成品不進行研發設計.
2,資料傳輸:連線物理層採用rs485介面
介質採用帶遮蔽地的雙絞線,資料鏈路層採用modbus通訊方式.協議方面bacnet和lonworks是目前國內構建整合系統中最常採用的兩種通訊協議,兩者都以滿足開放性和互操作性為目的,雖然從目前的國內市場佔有率上看lonworks略佔優勢,但這並不能代表lonworks優於bacnet,相反在智慧樓宇系統整合方面,bacnet具有lonworks不具備的優點.而我所做的課題,是針對校園內多座建築進行電力智慧化管理,所以選用bacnet (building automationand control network).
3,資料庫及資料分析:資料庫是系統存貯大量資訊的核心部件,
雖然目前大多智慧建築系統採用微軟公司的access資料庫,
從資訊存貯的角度也許是夠用的,但由於其安全性較差,目
前發展趨勢是越來越多的系統採用微軟公司的sql server
資料庫,這無疑對資料庫的安全性,免遭黑客的襲擊以及保
存資料庫的操作日誌方面有了很大的進步.因為從來沒有接
觸過資料庫知識,通過查閱資料得知組態軟體都附有access
資料庫,暫時選用access資料庫,確實不能滿足操作日誌或
者安全性時再考慮外掛sql server資料庫.
組態軟體具有強大的資料庫功能,但據說資料分析功能
薄弱,要提取出來由其他軟體進行分析.看了兩款聯絡資料庫的語言sql,是通用的功能極強的關係資料庫的標準語言,但聽比較複雜,而後者函式方法相對簡單,選用filewritefiles學來應該容易.如果access資料庫不能滿足安全要求,就同時改選用sql.
4,人機介面:因為工程量大,選用vb,java實間上很倉促,而且電力器件的編譯很可能因為不規範而無法實現監控功能,所以使用組態軟體呼叫其自帶模組圖形進行編譯,只要配置函式命令與裝置協調好,建立起資料庫關聯,相對容易些,而且對於校園配電系統來說是足夠用的,很多複雜的智慧建築監控系統(包括採暖,製冷及空調分系統,照明裝置控制分系統,給排水分系統,電梯控制分系統,供配電分系統,停車場管理分系統等綜合)也只是用組態軟體做的.組態軟體還是第一次使用,看了一些工程例項,下載了三維力控的pcauto 3.6,和組態王kingview6.5,還有ifix等.導師推薦用組態王有正版的光碟,而且下載的組態軟體沒有驅動程式,設計的系統沒有"狗"的密碼無法執行.已經下載了組態王的命令函式手冊,使用手冊等,只需努力學習.
五,進度安排
前3周:調研翻譯英文資料及大概的方案設計,開題.
第4周:總體方案的詳細設計.
第5—7周:熟悉採集模組的工作原理及應用,組態軟體的使用,熟悉各相關感測器的使用.
第8—14周:檢測控制程式設計.
第15周:系統除錯.
第16周:撰寫論文
第17周:論文評閱及答辯資格審查.
第18周:畢業答辯及成績評定.
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