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| 新聞ID號： |
3403 |
無標題圖片 |
| 資訊類型： |
解決方案 |
| 所屬類別： |
電池及測試； 其他 |
| 關 鍵 字： |
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| 內容描述： |
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| 發布時間： |
2005/9/16 15:28:00 |
| 更新時間： |
2005/9/16 15:41:10 |
| 審核情況： |
已審核開通[2005/9/16 15:28:00] |
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共 5243 人/次 |
| 新聞來源： |
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| 內 容： |
一、技術簡介：
為保證電力生產安全高效運行，對電力設備狀態檢修提出了更高的要求。由于狀態檢修主要依賴于對運行中設備的狀態檢測以及在線監測手段，所以，電力設備運行狀態檢測和在線監測在電力安全生產中始終起著重要的作用。
然而，現有的變電站設備信息傳輸模式基本上還停留在點對點的方式，因而：
1、于受到通訊規約和其他相關條件的限制，造成傳輸信息量相對減少，傳輸速度較慢，很多具有串口通訊功能的設備未能接入，使設備信息未能得到充分利用。
2、由于各種設備系統都需要各自不同的專用通道，造成通道浪費，且通訊可靠性也相對較差，影響了設備信息的實時性和有效性。
為此，我公司設計的設備運行狀態信息采集系統是針對電力設備狀態檢修中在線監測提出的新的數據采集系統。它是基于100M以太網網絡傳輸技術而開發的實時數據采集系統，它能夠方便接入各種智能設備，并將所采集數據信息送入開放實時數據庫，便于設備運行狀態信息處理單元進行分析處理。設備運行狀態信息采集系統是整個電力系統的設備運行狀態信息管理系統的一個重要的組成部分。
二、基本構成：
設備運行狀態信息采集系統EIS主要由兩部分組成：
l 位于現場（廠站）設備運行狀態信息采集儀EII
設備運行狀態信息采集儀安裝在設備運行現場，其主要功能是對各智能設備（如變壓器色譜分析儀、智能直流屏、電能量采集終端、電壓表計等）采集的數據采用透明轉發技術，通過100M以太網或其他輔助傳輸網絡進行實時信息傳送。
l 位于數據信息中心的數據采集平臺
數據采集平臺負責向現場采集儀發送通訊命令，同時處理采集儀回送的設備運行狀態，送入開放式實時數據，等待設備運行狀態信息處理單元查詢。
三、特點：
l EII設備信息采集儀：
支持NAT地址轉發，解決網絡設備IP地址不夠的問題；
具有防火墻功能，防止網絡數據侵入；
可連接多臺智能設備；
不必在現場設備中編寫協議解釋程序，支持透明轉發技術；
支持100M以太網絡、GPRS通訊模式；
支持傳輸通道熱冗余備份，具有高可靠性；
l 數據采集平臺：
采用C/S架構；
具有智能輔助協議解釋軟件幫助用戶分解協議；
采用開放式實時數據庫輸出采集結果；
支持傳輸通道熱冗余備份；
支持OPC 標準工業接口；
四、技術參數：
l EII設備信息采集儀：
硬件：
端口配置： 1個RJ45 10M/100M BASE-T端口，連接靜態以太網IP地址
1個DB9 RS232 支持MODEM、GPRS模塊，作為備份通道
8個RJ45 10M/100M BASE-T端口
1個DB9 RS485 隔離485通訊總線，作為智能設備接口
CPU： Jupibter 32bit RISC
Memory： SDRAM 16M
路由模塊： 支持靜態路由、動態路由
防火墻模塊： 支持內置NAT 防火墻
網關模塊： 支持網絡地址轉發（NAT）
支持DHCP Server IP地址分配
支持標準： －IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet
－IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet
－IEEE 802.3x full-duplex flow control
－RFC 2516 PPPOE
－RFC 1631 NAT
－RFC 1332 PPP
配置： 支持WEB 模式管理
串口通訊： 光電隔離總線
波特率：1200－115200 bps
字節： 5、6、7、8
串口通訊協議： 支持所有應答型智能設備通訊協議
外形尺寸： 標準19英寸1U機箱
重量： 2．5Kg
電源： 220V AC 或 220/110V DC 15W
l EIS數據平臺：
支持TCP/IP協議連接
支持ODBC 模式數據傳遞
支持 OPC模式數據傳遞
操作系統：WIN2000 Server 、WIN2000 Professional
五、詳細描述：
1、設備運行狀態信息采集儀：
設備運行狀態信息采集儀采用32位嵌入式系統作為主數據處理器，采用Intel公司的網絡芯片處理100M以太網信息。設備為用戶預留一路GPRS無線網絡傳輸通道，以便在100M以太網絡發生故障時，提供連續不間斷的連接。串行通訊總線可最多連接8個智能設備。協議透明轉發模塊是獨立負責從數據采集平臺接收命令，同時向該平臺回送智能設備返回信息，另外還包括配置各設備通訊基本信息。內置的NAT防火墻對上級網絡的信息進行過濾，NAT地址轉發模塊能自動對具有以太網接口智能設備進行IP地址分配，解決IP地址占用的問題。用戶可通過EII設備內置WEB服務，對設備進行參數配置和管理。
2、EIS數據采集平臺：
ESI數據采集平臺主要由模塊一和模塊二組成。
模塊二負責接收各設備廠商提供的標準的設備驅動產生的命令，將接收的命令通過透明轉發模塊傳送到現場EII設備中，同時接收EII設備收集的信息，送回設備驅動進行信息解析。
模塊一主要負責將設備驅動解析好的信息，通過OPC Server 傳送到PI實時數據庫的OPC Client接口。
六、系統使用：
在現場設備運行狀態信息采集儀：
l 將設備運行狀態信息采集儀安置在使用現場，對采集儀進行系統初始化。主要包括：設置本地IP地址、網關、子網掩碼，服務器的IP地址、端口；
l 按照要求連接智能設備到不同串口模塊。
在數據采集平臺：
l 用戶利用智能輔助通訊協議解釋軟件，將連接在設備運行狀態信息采集儀上的智能設備的通訊協議進行逐一標準化解釋，生成通用通訊協議驅動程序。
l 把各智能設備的通用通訊協議驅動程序添加到遠程數據收發軟件中，并激活運行。
l 數據收發軟件將獲取的設備運行的狀態信息輸出到開放型實時庫中。
七、一些關鍵技術介紹：
1．協議透明轉發技術：
協議透明轉發技術是指數據傳輸過程中由轉發設備不被解釋而進行的轉發。
圖6.1描述了數據從數據采集平臺到智能設備編解碼過程。整個協議共經過GOLD編碼和TCP/IP編碼兩次協議轉換。其中GOLD編碼是為了對設備運行狀態信息采集儀進行遠端配置而加入的，這樣我們可以根據用戶的需求方便的在數據中心進行在線配置。
設備運行狀態信息采集儀在整個數據傳送過程中，對于現場駁接智能設備的通訊協議是完全不知的，它僅對發給設備的數據或從設備接收的數據進行透明轉發。這樣就使得用戶在添加智能設備時無須對現場設備運行狀態信息采集儀進行二次編程，大大方便了實際使用。
2． 傳輸通道可靠性通訊的考慮：
隨著電力系統自動化水平的不斷提高，以光纜為基礎的網絡通訊被大量的使用，其大容量、抗干擾強等優點使得其優勢地位明顯，大有成為未來電力自動化通訊主體模式之勢。但在實際使用過程中，也發現了一些問題，降低了其可靠性，其中由于電力通訊設施被人為的破壞最為嚴重。
保證設備實時在線監測是整個設備運行狀態信息采集系統首要問題，它從根本上決定了這個系統存在的價值。為此我們提出了采用GPRS無線網絡傳輸技術作為現有的100M以太網絡的備用傳輸途徑。一旦100M以太網絡傳輸線路發生故障時，設備運行狀態信息采集系統將自動切換成GPRS模式進行數據傳送。這種不同傳送介質的熱冗余，將大大提高系統的可靠性。
3． 串口設備可靠性通訊的考慮：
我們可將EII設備的RS485串行通訊口駁接多種智能通訊終端設備，構成了RS485通訊總線。在實施中，為了提高設備通訊的可靠性，我們應該注意設備之間信號的隔離和干擾，以及抗雷擊等大信號的沖擊。如圖6-3所示，我們應該在每個設備接入總線的端口增加光電信號隔離裝置，解決不同設備通訊信號地電位不同的問題；同時對于從戶外經過的RS485通訊線路加裝雷擊保護電路，減少大信號沖擊對通訊線路的損壞。
4． 網絡信息安全性問題：
由于這個系統傳輸途徑是在現有的MIS網中進行的，無論從網絡層次和物理介質上都是開放的，因此必須進行網絡安全方面的考慮。首先我們通過EII設備信息采集儀將智能設備的IP地址進行隔離，建立獨立的虛擬網段；同時利用EII設備信息采集儀中防火墻功能隔離外部網絡中不良的網絡信息。
5． 解決變電站網絡IP地址不夠的問題：
隨著技術飛速發展，變電站生產信息自動化程度大幅度提高，大量的帶以太網網絡接口的智能設備被采用。但是由于IPV4結構的先天缺陷，在電力系統的SDH網絡中，每個站點的IP地址資源是極其有限的，一般只有5－10個。要解決IP不足的問題，我們采用NAT技術，對現場設備進行了重新IP地址分配。這樣每個變電站連接在EII設備內部的智能以太網絡設備就可以重復利用IP地址。 |
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