引論：我們?yōu)槟砹?3篇自動(dòng)化系統(tǒng)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：
（一）分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。
（二）集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：
前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能。
軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。
組態(tài)不靈活，對(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大并且擴(kuò)展一些自動(dòng)化需求的功能較難。
（三）分層分布式結(jié)構(gòu)
按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)——變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和就地單元控制級(jí)——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。
這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：
可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險(xiǎn)”分散，當(dāng)站級(jí)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級(jí)的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。
可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。
三、常見(jiàn)通訊方式
目前國(guó)內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無(wú)論RS-232C、EIA-422/485都無(wú)法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時(shí)依然顯得捉襟見(jiàn)肘，以太網(wǎng)的應(yīng)用，使通訊問(wèn)題迎刃而解。常見(jiàn)的通訊方式有：
雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機(jī)模式，主要是用于220-500kV變，在實(shí)現(xiàn)上可以是雙控機(jī)+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)；單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式；雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機(jī)模式；單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。
四、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能：故障記錄；存儲(chǔ)多套定值；顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ担慌c監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動(dòng)作序列。當(dāng)前整定值及自診斷信號(hào)。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對(duì)時(shí)鐘等命令。通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。
數(shù)據(jù)采集及處理功能：包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)
狀態(tài)量采集。狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過(guò)通信方式獲得。
模擬量采集。常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無(wú)功功率值。饋線電流，電壓和有功、無(wú)功功率值。
事件記錄和故障錄波測(cè)距。事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。
變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
控制和操作功能。操作人員可通過(guò)后臺(tái)機(jī)屏幕對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。
防誤閉鎖功能。系統(tǒng)的自診斷功能
系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，并把數(shù)據(jù)送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。對(duì)裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對(duì)其各部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。
數(shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：
斷路器動(dòng)作次數(shù)；斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)；輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間；獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間；控制操作及修改整定值的記錄。
根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。
人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心與遠(yuǎn)方控制中心的通信。
篇2
目前，檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀是檔案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化滯后和應(yīng)用軟件多亂，這些都嚴(yán)重影響了系統(tǒng)整體水平的提高。目前系統(tǒng)的主要矛盾不是硬件設(shè)備的缺乏，而是硬件的功能并沒(méi)有充分發(fā)揮。筆者認(rèn)為對(duì)這一問(wèn)題取得共識(shí)是系統(tǒng)建設(shè)思想上的一次飛躍，它使我們的觀察視野從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)大到整個(gè)檔案信息管理。這一認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變給我們的啟示是：檔案信息自動(dòng)化的內(nèi)涵包括檔案工作的各個(gè)方面和各個(gè)環(huán)節(jié)，其中首要的是檔案業(yè)務(wù)要規(guī)范，檔案標(biāo)準(zhǔn)要建立健全和真正實(shí)施。檔案標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范本身也是一個(gè)系統(tǒng)工程，要推進(jìn)檔案自動(dòng)化建設(shè)，必須抓好檔案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，掌握好兩者相輔相成、互相促進(jìn)的辯證關(guān)系。
二、自動(dòng)化建設(shè)要著眼于提高系統(tǒng)的整體水平
根據(jù)系統(tǒng)論思想和集成化要求，檔案信息自動(dòng)化建設(shè)的著眼點(diǎn)應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的縱向和橫向的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)達(dá)到一定水平，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加以聯(lián)通，這樣才能發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的綜合能力。部分節(jié)點(diǎn)甚至一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)的障礙，都可能造成系統(tǒng)的梗阻。當(dāng)然，要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)的裝備水平和應(yīng)用能力齊頭并進(jìn)是不現(xiàn)實(shí)的，不可能“齊步走”。鼓勵(lì)和支持先進(jìn)單位提高水平，在一些單位進(jìn)行較高水平的試點(diǎn)，以取得值得推廣的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是有利的，但其基本出發(fā)點(diǎn)應(yīng)是為了提高系統(tǒng)的整體水平，只有少數(shù)先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)不可能組成先進(jìn)的系統(tǒng)。
三、有重點(diǎn)地抓好數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
目前檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)從總體上看仍處于由文件處理向信息管理系統(tǒng)的過(guò)渡階段，完成這一步的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。開(kāi)發(fā)和建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是國(guó)家檔案信息工程的核心和基礎(chǔ)，是工程的主體。數(shù)據(jù)庫(kù)的含義是依托先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)資料進(jìn)行科學(xué)的管理和方便的使用。建立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，要經(jīng)過(guò)由低到高、由單個(gè)到群體的循序漸進(jìn)過(guò)程。經(jīng)過(guò)試點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)驗(yàn)中最主要的有：領(lǐng)導(dǎo)重視，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，堅(jiān)持計(jì)算機(jī)技術(shù)人員同檔案業(yè)務(wù)人員協(xié)同配合；面向應(yīng)用，建立“活庫(kù)”，以利用頻率和使用效率考核數(shù)據(jù)庫(kù)的“活性”；突出重點(diǎn)，由單一庫(kù)向系統(tǒng)庫(kù)發(fā)展等。當(dāng)前若能把綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的完善提高和各單位檔案目錄庫(kù)建立起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接形成開(kāi)放的分步式數(shù)據(jù)庫(kù)群，將使自動(dòng)化系統(tǒng)效率大大提高一步。
四、慎重選定技術(shù)路線
信息技術(shù)的飛速發(fā)展成為當(dāng)代技術(shù)革命的主要特征。目前，對(duì)我國(guó)檔案信息自動(dòng)化工程影響最大的技術(shù)是微機(jī)工作站、服務(wù)器性能的提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)工具的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促使局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及信息高速公路的建設(shè)和開(kāi)通。在信息技術(shù)發(fā)展日新月異的條件下，選擇檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)路線是十分重要的，應(yīng)當(dāng)推行適應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，使經(jīng)濟(jì)效益的合理性和技術(shù)的先進(jìn)性相統(tǒng)一，技術(shù)路線的選擇要符合我們的實(shí)際。檔案部門(mén)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的潛在需求很大，但現(xiàn)實(shí)的需求又往往跟不上，宏觀監(jiān)測(cè)需要的信息量和使用頻率同微觀經(jīng)濟(jì)需求有很大差別，因此不斷發(fā)生買了設(shè)備不能充分利用，建了網(wǎng)絡(luò)而傳輸量很少的情況。要實(shí)事求是地分析現(xiàn)狀，充分考慮先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，再進(jìn)行每一項(xiàng)具體的決策。
五、實(shí)事求是地改進(jìn)管理體制
集中統(tǒng)一是管理任何社會(huì)化大生產(chǎn)所必需的方式，信息自動(dòng)化這一高新技術(shù)系統(tǒng)也不例外。人機(jī)結(jié)合是自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)方針，其含義為檔案業(yè)務(wù)人員直接使用微機(jī)開(kāi)展工作，這亦是研究自動(dòng)化系統(tǒng)管理時(shí)必須考慮的原則之一。檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的管理體制，要能使高度集中管理和方便使用相結(jié)合。目前我國(guó)檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的管理體制，同時(shí)存在集中統(tǒng)一管理不力和使用不方便的問(wèn)題，主要方面是集中統(tǒng)一管理不力，這同我國(guó)檔案工作是在各專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的和系統(tǒng)建設(shè)從“微機(jī)起步”有關(guān)。應(yīng)下決心解決分散現(xiàn)象，從管理制度上保證業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，硬軟件的選用，上下各個(gè)層次和各專業(yè)辦公自動(dòng)化等都應(yīng)納入統(tǒng)一的檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)管理之中，實(shí)行集中統(tǒng)一管理，不能各行其是自建系統(tǒng)，造成信息分割和資源浪費(fèi)。也要下決心解決方便使用的問(wèn)題，如長(zhǎng)期將檔案部門(mén)的“硬任務(wù)”集中于一個(gè)部門(mén)，在檔案部門(mén)這一信息系統(tǒng)之內(nèi)再組建一個(gè)“檔案信息系統(tǒng)”，就很難提高檔案工作整體水平。建立集中統(tǒng)一管理下的分散式系統(tǒng)，是較理想的模式，但這種高技術(shù)結(jié)構(gòu)，必須有較強(qiáng)的管理能力和技術(shù)能力，不具備這些條件，從集中向分散過(guò)渡，反倒有可能退回到分散式。
六、充分發(fā)揮系統(tǒng)建設(shè)資金的使用效益
檔案自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)是檔案部門(mén)投資最大的項(xiàng)目，在資金籌集和管理使用方面，較好的做法是多渠道籌措資金，實(shí)行中央撥款、地方撥款、單位自籌和爭(zhēng)取外援相結(jié)合，資金使用上做到按項(xiàng)目管理，進(jìn)行項(xiàng)目論證并跟蹤考核。目前存在的主要問(wèn)題之一是沒(méi)有在國(guó)家和地方財(cái)政長(zhǎng)期建設(shè)發(fā)展計(jì)劃中立項(xiàng)，檔案信息自動(dòng)化項(xiàng)目資金大多通過(guò)領(lǐng)導(dǎo)特批解決，為此耗費(fèi)了各級(jí)檔案部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)很大精力。“九五”建設(shè)規(guī)劃被國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息化聯(lián)席會(huì)議作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息化優(yōu)先發(fā)展的重要工作之一，定名為“金信工程”，為檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃打下了良好基礎(chǔ)，但要落到實(shí)處，還有許多工作要做，各地也應(yīng)及早積極爭(zhēng)取。存在的問(wèn)題之二是在資金管理上不夠科學(xué)合理，有分散和浪費(fèi)現(xiàn)象。如有的項(xiàng)目因各種原因不能充分發(fā)揮應(yīng)有作用，這都有待于今后注意改進(jìn)。
七、重視人才管理
篇3
3、PLC的網(wǎng)絡(luò)通信未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
單從PLC角度上來(lái)講，未來(lái)的PLC應(yīng)該具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、未來(lái)的PLC從外觀上應(yīng)該具有小型化、模塊化、集成化。2、PLC的性能上會(huì)更加穩(wěn)定，更加牢靠，運(yùn)算的速度更快，內(nèi)存更大。3、技術(shù)編程上更加簡(jiǎn)單，容易快速掌握，具有更加寬廣的平臺(tái)。4、為了完成更加復(fù)雜的工作，在匯編語(yǔ)言方面會(huì)更加直觀，操作更加方便。5、為了實(shí)現(xiàn)掃描的速度和控制的精度，PLC在未來(lái)I/O模塊也會(huì)朝著智能化專業(yè)化方向發(fā)展。6、PLC應(yīng)用領(lǐng)域也將會(huì)不斷廣泛，促進(jìn)各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。未來(lái)PLC通信在工業(yè)中將越來(lái)越重要，在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，PLC網(wǎng)絡(luò)1、通信方面將通訊速度將會(huì)有大幅度的提高。2、在通訊上將會(huì)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)化和無(wú)線化，這樣用戶可以不需要親自到現(xiàn)場(chǎng)就可以提高Internet瀏覽器可以隨時(shí)查看CPU的狀態(tài)，簡(jiǎn)化了信息的采集。3、可用PLC構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)屏幕顯示在線采集，記錄保持及打印功能。同時(shí)多臺(tái)PLC之間的通信、主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O口、PLC與其他的智能控制設(shè)備，它們可以組成分布式的控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，極大了提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
篇4
1.2符合電力體制改革的要求
就目前而言，隨著我國(guó)電力體制的改革，逐漸將實(shí)現(xiàn)“廠網(wǎng)分開(kāi)，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”，傳統(tǒng)的人工操作控制很難滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的需求，而自動(dòng)化系統(tǒng)憑借著自身優(yōu)越的科學(xué)技術(shù)，及時(shí)的了解電網(wǎng)行情，并及時(shí)的參與競(jìng)價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的供電，其帶來(lái)的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的[3]。
2水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
一般來(lái)說(shuō)，水電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置以及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)。
2.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
所謂的計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)主要是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心部分和基礎(chǔ)部分，一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要有三種模式，一方面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)其主體部分則是常規(guī)控制，而輔助部分則是計(jì)算機(jī)；一方面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主體部分則是計(jì)算機(jī)，而輔助部分則是常規(guī)控制設(shè)備；另一方面主要表現(xiàn)為無(wú)常規(guī)控制設(shè)備的全自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)模式的選擇主要依據(jù)于水電站的實(shí)際具體情況，就其實(shí)質(zhì)性而言，新建的水電站主要是以全自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主。但是在對(duì)相對(duì)老舊水電站進(jìn)行改造的過(guò)程中，常有機(jī)的結(jié)合計(jì)算機(jī)和常規(guī)控制設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水電站計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)最主要的功能主要表現(xiàn)在遙測(cè)、遙控、通信以及遙調(diào)四個(gè)功能，常用于語(yǔ)音、可視化以及視像功能的設(shè)備。
2.2工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)
所謂的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理和監(jiān)視的基本手段，能夠及時(shí)并真實(shí)的對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的具體信息得以反應(yīng)，尤其是水電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，其監(jiān)控人員僅僅通過(guò)電視監(jiān)視，及時(shí)的對(duì)水電站的各個(gè)情況進(jìn)行充分的掌握，保障了水電站安全有效的運(yùn)行。同時(shí)，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)是獨(dú)立存在的，而工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理，進(jìn)而傳送到水電站的主控室。但是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的一種監(jiān)視。一般而言，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)有著相對(duì)較好的傳輸速率。要想從根本上保證水電站更加安全有效的運(yùn)行，就要將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)獨(dú)立工作，盡可能的先實(shí)施計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，后實(shí)施工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。
2.3消防監(jiān)控系統(tǒng)
所謂的消防監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)水電站進(jìn)行的火情監(jiān)測(cè)，常設(shè)置在水電站的主廠房、副廠房以及主變區(qū)等設(shè)備的重要部位。消防監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)火情探測(cè)器的采用，當(dāng)有火情出現(xiàn)的時(shí)候，探測(cè)器就會(huì)發(fā)出一種信號(hào)，其信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的信息處理，進(jìn)而產(chǎn)生一定的報(bào)警，并將處理的信息通過(guò)串行通信接口的連接，與水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)有機(jī)的相結(jié)合，對(duì)火災(zāi)的具置進(jìn)行展示，并對(duì)火災(zāi)處理措施有一定的提示，這種異步通信的方式對(duì)于火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)解決，有一定的積極影響作用[4]。總之，水電站消防監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅起到一定的監(jiān)控，同時(shí)在一定程度上也真正意義上實(shí)現(xiàn)了水電站的通風(fēng)以及水噴霧滅火系統(tǒng)的控制。
2.4基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置
所謂的自動(dòng)裝置主要是能夠獨(dú)立發(fā)揮水電站相應(yīng)設(shè)備的自動(dòng)控制以及自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)裝置主要是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的一種裝置，就水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)而言，要想從根本上提高經(jīng)濟(jì)效益，就要保證水電站自動(dòng)控制設(shè)備有著快速性、安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，并從根本上與計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備合理的進(jìn)行配套。所謂的基礎(chǔ)自動(dòng)化主要是對(duì)水電站主設(shè)備和輔設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行的監(jiān)視，對(duì)水電站機(jī)組以及輔助設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著直接性的保護(hù)性能。
2.5水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)
所謂的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，主要是對(duì)水電站水情、汛情情況的監(jiān)控，從根本上對(duì)水情及時(shí)、準(zhǔn)確搜集，進(jìn)而對(duì)水情做出及時(shí)的預(yù)報(bào)。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要有水文自動(dòng)測(cè)報(bào)基本系統(tǒng)以及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)兩種系統(tǒng)。超短波通信、短波通信以及衛(wèi)星通信為水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)最基本的通信方式。
篇5
本次設(shè)計(jì)以水泥工藝生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，該現(xiàn)場(chǎng)單元使用了相對(duì)領(lǐng)先的DCS控制系統(tǒng)，以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)實(shí)行監(jiān)視管理作為主要功能。具體而言：在該控制系統(tǒng)的中控室部分，由工程師站、操作員站硬件以及相關(guān)軟件組成。電子控制控制柜內(nèi)部包括模擬量隔離器、各種卡件、起始量的輸出、輸入繼電器、各種信號(hào)處理設(shè)備等。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）是由通訊總線、控制單元、隔離設(shè)備以及通訊模塊等組成。該廠設(shè)備中存在一個(gè)中央控制室（CCS），收集石灰石破碎、熟料燒結(jié)、水泥包裝、生料調(diào)配及運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，對(duì)參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行控制，并對(duì)物理設(shè)備的運(yùn)行和系統(tǒng)回路進(jìn)行自動(dòng)控制。在中央控制室內(nèi)，相關(guān)人員都能夠車間工藝參數(shù)實(shí)施操作和管理。中央控制室內(nèi)部還包括工程師站、操作員站、報(bào)警打印機(jī)以及報(bào)告打印機(jī)等部分。其中，工程師站主要任務(wù)是對(duì)邏輯程序進(jìn)行修改，完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制以及維護(hù)的需要。通訊網(wǎng)絡(luò)是為了保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)安全，尤其是信號(hào)傳輸?shù)目煽浚ㄓ嵔橘|(zhì)一般以光纖為主。在現(xiàn)場(chǎng)控制站（FCS）方面：依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的情況，該控制區(qū)域可以劃分為六個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站，分別是原料粉磨站、石灰石破碎遠(yuǎn)程站、燒成窯頭控制站，窯尾控制站，水泥粉磨站、水泥包裝控制站等。在現(xiàn)場(chǎng)控制站中，一般在低壓配電室內(nèi)安裝各個(gè)自動(dòng)控制模塊，這樣有助于DCS控制系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性。
3程序邏輯控制的實(shí)現(xiàn)
3.1功能說(shuō)明（1）在對(duì)機(jī)組電機(jī)的開(kāi)啟順序設(shè)定上主要根據(jù)機(jī)組的步狀態(tài)字，保證電機(jī)在啟動(dòng)功能上符合設(shè)定的時(shí)間間隔。依據(jù)機(jī)組狀態(tài)字上的命名規(guī)定，能夠比較容易的借助機(jī)組號(hào)來(lái)匹配到對(duì)應(yīng)的步狀態(tài)字，還能夠運(yùn)用步狀態(tài)字來(lái)對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)進(jìn)行查詢。（2）在電機(jī)控制功能模塊對(duì)內(nèi)部邏輯完成相應(yīng)的執(zhí)行后，可以在DR管腳上輸出相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果，而且能夠直接停止控制電機(jī)。（3）依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電機(jī)開(kāi)啟時(shí)間通常不會(huì)超過(guò)1秒，這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間比較符合于大部分電機(jī)。對(duì)于部分對(duì)啟動(dòng)時(shí)間延遲具有較長(zhǎng)要求的電機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)可以借助于延遲程序。（4）在電機(jī)聯(lián)鎖上，該電子控制系統(tǒng)存在三種聯(lián)鎖信號(hào)：分別是設(shè)備聯(lián)鎖、啟動(dòng)聯(lián)鎖以及運(yùn)行聯(lián)鎖。用“1”來(lái)表示連鎖滿足的含義，也就設(shè)計(jì)可以啟動(dòng)；“0”則意味著不滿足，也即不可以啟動(dòng)。對(duì)于啟動(dòng)聯(lián)鎖，通常大型設(shè)備都只會(huì)輸出一個(gè)允許啟動(dòng)的指令，把信號(hào)接入到功能模塊。在運(yùn)行連鎖上，依據(jù)工藝程序，該設(shè)備前的全部主要設(shè)備都可以常規(guī)啟動(dòng)，那么該設(shè)備才可以獲得啟動(dòng)指令。（5）電機(jī)控制字。可以把每一個(gè)控制位共同組合為一個(gè)字節(jié)，直接傳輸給功能模塊，從而更加高效、快捷。電機(jī)狀態(tài)字在編號(hào)上依據(jù)同一個(gè)規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一編排。（6）電機(jī)的下位調(diào)試。通常該電子控制系統(tǒng)內(nèi)，下位調(diào)試就是對(duì)STEP7編程進(jìn)行直接調(diào)試。
3.2計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件實(shí)現(xiàn)在整個(gè)電子控制系統(tǒng)內(nèi)，邏輯程序控制系統(tǒng)獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件，二者作為各自自主運(yùn)行的控制單元。不過(guò)，由于二者都應(yīng)用SIMATIC的通訊協(xié)議與總線網(wǎng)絡(luò)后，這兩個(gè)控制單元了一定的整體性。工業(yè)以太網(wǎng)為主的通訊中介不僅可以服務(wù)于控制站與控制站間的通信，還可以作為操作站與控制站之間的穩(wěn)定介質(zhì)，有助于以上不但站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。在控制站點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)模塊間，該系統(tǒng)主要借助于分布式IO來(lái)完成通訊需要，借助于穩(wěn)定安全的通訊總線能夠把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)及時(shí)發(fā)送給相應(yīng)的控制單元。對(duì)于該DCS的控制核大腦，主要包括了計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)以及邏輯程序控制系統(tǒng)等三個(gè)構(gòu)成部分。這意味著現(xiàn)場(chǎng)必須配備有必有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備，在此基礎(chǔ)上DCS控制系統(tǒng)可以高效、及時(shí)、精確地完成自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制任務(wù)。
篇6
1.數(shù)字化變電站的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用
1.1一次設(shè)備的智能化
一次設(shè)備中被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路都采用微處理器和光電技術(shù)的設(shè)計(jì)，這使常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了，傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接被數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)所取代。可編程控制器代替了變電站二次回路中常規(guī)的繼電器和其邏輯回路，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。
1.2二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化
變電站中常規(guī)的二次設(shè)備：故障錄波裝置、繼電保護(hù)裝置、電壓無(wú)功控制、量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、同期操作裝置、在線狀態(tài)檢測(cè)裝置等，都是基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)技術(shù)而設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的通信連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)，二次設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、資源的共享。
1.3自動(dòng)運(yùn)行的管理系統(tǒng)
變電站運(yùn)行管理系統(tǒng)的自動(dòng)化包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化、自動(dòng)化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，并且能夠及時(shí)地提供故障分析報(bào)告，指出故障原因及相應(yīng)的處理意見(jiàn)；系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告。
要想在變電站內(nèi)一次電氣設(shè)備與二次電子裝置均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通信，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能裝置之間的互操作性。在一、二次設(shè)備之間同樣實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信，如果變電站內(nèi)智能裝置的數(shù)量急劇增加，全站智能裝置必須采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，才能實(shí)現(xiàn)互操作性．
2.數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次備。在邏輯結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)層次："過(guò)程層"、"間隔層"、"站控層"。各層次內(nèi)部和層次之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。
過(guò)程層的典型設(shè)備有遠(yuǎn)方I/O、智能傳感器和執(zhí)行器，主要完成開(kāi)關(guān)量和模擬量的采集以及控制命令的發(fā)送等與一次設(shè)備相關(guān)的功能。間隔層設(shè)備的主要功能包括匯總本間隔過(guò)程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，實(shí)施對(duì)一次設(shè)備保護(hù)控制功能，實(shí)施本間隔操作閉鎖功能。實(shí)施操作同期及其他控制功能。站控層的主要功能包括通過(guò)兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、按既定協(xié)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送往調(diào)度或控制中心、接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過(guò)程層執(zhí)行。
過(guò)程層與間隔層之間基于交換式以太網(wǎng)的串行通信方式在標(biāo)準(zhǔn)中稱為過(guò)程總線通信，間隔層與變電站層之間串行通信方式稱為站級(jí)總線通信。
3.數(shù)字化變電站技術(shù)中存在的問(wèn)題
數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的研究目前尚處于起步階段，大部分精力集中在過(guò)程層方面，例如智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，光電互感器、狀態(tài)檢測(cè)等技術(shù)與設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)。目前存在著許多問(wèn)題：首先，研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中專業(yè)協(xié)作需要加強(qiáng)，比如智能化電器的研究至少存在機(jī)、電、光三個(gè)專業(yè)協(xié)同攻關(guān)。其次，材料器件方面的缺陷及改進(jìn)。并且試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試方法、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，特別是電磁干擾與兼容控制與試驗(yàn)還是薄弱環(huán)節(jié)。
4.數(shù)字化變電站的未來(lái)發(fā)展
數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展將會(huì)是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要考慮與目前常規(guī)變電站技術(shù)的兼容性。
4.1過(guò)程層常規(guī)設(shè)備接入方案
過(guò)程層常規(guī)設(shè)備主要指互感器和斷路器設(shè)備，具體應(yīng)用就是采取非常規(guī)互感器技術(shù)和智能斷路器技術(shù)，或智能斷路器控制器技術(shù)，常規(guī)設(shè)備的接入方式主要有三種基本模式：常規(guī)互感器和常規(guī)斷路器；常規(guī)互感器和智能斷路器；非常規(guī)互感器和常規(guī)斷路器。
4.2過(guò)程總線方案
在第二階段中前面控制和測(cè)量數(shù)據(jù)的分離通信系統(tǒng)將合并到一起，控制和測(cè)量數(shù)據(jù)的合并減少了間隔接線的復(fù)雜性，但間隔層IED設(shè)備需要兩個(gè)以太網(wǎng)口分別與過(guò)程總線和變電站總線連接。由于傳送了來(lái)自合并單元的數(shù)字化電氣量測(cè)系統(tǒng)的瞬時(shí)值，此種通信方式比第一階段中的通信方式更快。出于這個(gè)原因?qū)⑹褂?00Mbit／s以太網(wǎng)，通過(guò)過(guò)程總線保護(hù)裝置的跳閘命令被發(fā)送到斷路器。
4.3過(guò)程總線和站總線合并方案
由于第一，第二階段中過(guò)程總線和變電站總線都使用了基于MMS應(yīng)用層通信堆棧的以太網(wǎng)，和以太網(wǎng)的不斷發(fā)展，使得變電總線聯(lián)接構(gòu)成一個(gè)通信網(wǎng)。并且不會(huì)影響變電站內(nèi)部站的通信。
5.結(jié)束語(yǔ)
文章論述了數(shù)字化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及其發(fā)展。數(shù)字化變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)全部數(shù)字化變電站自動(dòng)化的功能，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要攻關(guān)解決，基于智能斷路器技術(shù)的成熟度實(shí)現(xiàn)信息采集、處理、傳輸、從交流量的采集到斷路器操作的全數(shù)字化應(yīng)用；通過(guò)變電站總線與過(guò)程層總線的集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站集成型自動(dòng)化的應(yīng)用。
數(shù)字化變電站技術(shù)發(fā)展過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)變電站技術(shù)的兼容，這意味著數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展可以建立在現(xiàn)有變電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上的平穩(wěn)發(fā)展和逐步突破，使新技術(shù)的應(yīng)用能有機(jī)地結(jié)合電網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)在數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上將標(biāo)志著新代數(shù)字化電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。
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[1]周長(zhǎng)久.國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字變電站技術(shù)[J].云南電業(yè)．2006,11:7.
篇7
電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。變電站綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等更強(qiáng)健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢(shì)。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
目前從國(guó)內(nèi)、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：
1．分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)題。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。
2．集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：
（1）前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能。
（2）軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。
（3）組態(tài)不靈活，對(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大并且擴(kuò)展一些自動(dòng)化需求的功能較難。
3．分層分布式結(jié)構(gòu)
按變電站的控制層次和對(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)——變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和就地單元控制級(jí)——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。
這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：
（1）可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險(xiǎn)”分散，當(dāng)站級(jí)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行；段級(jí)的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。
（2）可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。
（3）站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。
三、常見(jiàn)通訊方式
目前國(guó)內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無(wú)論RS-232C、EIA-422/485都無(wú)法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時(shí)依然顯得捉襟見(jiàn)肘，以太網(wǎng)的應(yīng)用，使通訊問(wèn)題迎刃而解。常見(jiàn)的通訊方式有：
1）雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機(jī)模式，主要是用于220-500kV變，在實(shí)現(xiàn)上可以是雙控機(jī)+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)。
2）單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。
3）雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機(jī)模式。
4）單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機(jī)模式。
四、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
1.微機(jī)保護(hù)：是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)應(yīng)具有下列功能：1）故障記錄
2）存儲(chǔ)多套定值
3）顯示和當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ?/p>
4）與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動(dòng)作序列。當(dāng)前整定值及自診斷信號(hào)。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對(duì)時(shí)鐘等命令。通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。
2.數(shù)據(jù)采集及處理功能
包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)
1）狀態(tài)量采集
狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過(guò)通信方式獲得。
2）模擬量采集
常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無(wú)功功率值。饋線電流，電壓和有功、無(wú)功功率值。
3.事件記錄和故障錄波測(cè)距
事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。
變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
4.控制和操作功能
操作人員可通過(guò)后臺(tái)機(jī)屏幕對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。
5.防誤閉鎖功能
6.系統(tǒng)的自診斷功能
系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，并把數(shù)據(jù)送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心。對(duì)裝置本身實(shí)時(shí)自檢功能，方便維護(hù)與維修，可對(duì)其各部分采用查詢標(biāo)準(zhǔn)輸入檢測(cè)等方法實(shí)時(shí)檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。
7.數(shù)據(jù)處理和記錄
歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：
1）斷路器動(dòng)作次數(shù)；
2）斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)；
3）輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間；
4）獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間；
5）控制操作及修改整定值的記錄。
根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。
8.人機(jī)聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能
系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心與遠(yuǎn)方控制中心的通信。
9.本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對(duì)時(shí)，統(tǒng)一時(shí)鐘的功能和當(dāng)?shù)剡\(yùn)行維護(hù)功能。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上分析，可以看到變電所綜合自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了很大的促進(jìn)作用，它將能大大加強(qiáng)電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進(jìn)步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)。■
（由咸陽(yáng)供電局亨通電建公司供稿）
篇8
2.1集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測(cè)等功能，后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通訊等功能。此類結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，目前國(guó)內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式。
2.2分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)算機(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)分布式處理。其結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是采用主、從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊如智能電子設(shè)備（IntelligentElectronicDevice，IED）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
其結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊正常運(yùn)行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強(qiáng)大的生命力。但目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。
2.3分散（層）分布式結(jié)構(gòu)分散（層）分布式結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì)。所謂面向?qū)ο螅褪敲嫦螂姎庖淮位芈吩O(shè)備或電氣間隔設(shè)備，間隔層中數(shù)據(jù)、采集、控制單元(I/O單元)和保護(hù)單元就地分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，相互間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)相連，與監(jiān)控主機(jī)通信。目前，此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)化系統(tǒng)中較為流行，主要原因是：①現(xiàn)在的IED設(shè)備大多是按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，如專門(mén)的線路保護(hù)單元、主變保護(hù)單元、小電流接地選線單元等，雖然有將所有保護(hù)功能綜合為一體的趨勢(shì)，但具體在保護(hù)安裝接線中仍是面向?qū)ο蟮模虎诶昧爽F(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，省去了大量二次接線，控制設(shè)備之間僅通過(guò)雙絞線或光纖連接，設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)備布置整齊，調(diào)整擴(kuò)建也很簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行維護(hù)方便；③系統(tǒng)裝置及網(wǎng)絡(luò)魯棒性強(qiáng)，不依賴于通信網(wǎng)和主機(jī)，主機(jī)或1臺(tái)IED設(shè)備損壞并不影響其它設(shè)備的正常工作，運(yùn)行可靠性有保證。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是功能分散，管理集中。
分散（層）分布有兩層含義：其一，對(duì)于中低壓電壓等級(jí)，無(wú)論是I/O單元還是保護(hù)單元皆可安裝在相應(yīng)間隔的開(kāi)關(guān)盤(pán)柜上，形成地理上的分散分布，如文獻(xiàn)[2]所示的系統(tǒng)；其二，對(duì)于110kV及以上的電壓等級(jí)，即使無(wú)法把間隔單元裝在相應(yīng)的開(kāi)關(guān)柜上，也應(yīng)集中組屏，在屏柜上明確區(qū)分相應(yīng)間隔對(duì)應(yīng)的單元，在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，以方便各間隔單元相應(yīng)的操作和維護(hù)。
3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)的功能
3.1微機(jī)保護(hù):是對(duì)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，包括線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，母線保護(hù)，電容器保護(hù)及備自投，低頻減載等安全自動(dòng)裝置。各類保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障記錄、存儲(chǔ)多套定值、適合當(dāng)?shù)匦薷亩ㄖ档裙δ堋?/p>
3.2數(shù)據(jù)采集①狀態(tài)量采集：狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號(hào)及變電站一次設(shè)備告警信號(hào)等。目前這些信號(hào)大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過(guò)通信方式獲得。保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則采用串行口（RS-232或RS485）或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過(guò)通信方式獲得。②模擬量采集：常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓，線路電壓，電流和功率值。饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位等。此外還有變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集精度應(yīng)能滿足SCADA系統(tǒng)的需要。③脈沖量：脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，也采用光電隔離方式與系統(tǒng)連接，內(nèi)部用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量。
3.3事件記錄和故障錄波測(cè)距事件記錄應(yīng)包含保護(hù)動(dòng)作序列記錄，開(kāi)關(guān)跳合記錄。其SOE分辨率一般在1~10ms之間，以滿足不同電壓等級(jí)對(duì)SOE的要求。變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機(jī)保護(hù)裝置兼作記錄及測(cè)距計(jì)算，再將數(shù)字化的波型及測(cè)距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)和分析。
3.4控制和操作閉鎖操作人員可通過(guò)CRT屏幕對(duì)斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。為了防止系統(tǒng)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。操作閉鎖應(yīng)具有以下內(nèi)容：①電腦五防及閉鎖系統(tǒng)②根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。③操作出口應(yīng)具有同時(shí)操作閉鎖功能。④操作出口應(yīng)具有跳合閉鎖功能。
3.5同期檢測(cè)和同期合閘該功能可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式實(shí)現(xiàn)。可選擇獨(dú)立的同期設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以由微機(jī)保護(hù)軟件模塊實(shí)現(xiàn)。
3.6電壓和無(wú)功的就地控制無(wú)功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)。操作方式可手動(dòng)可自動(dòng)，人工操作可就地控制或遠(yuǎn)方控制。
無(wú)功控制可由專門(mén)的無(wú)功控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)裝置測(cè)量的電壓，無(wú)功和變壓器抽頭信號(hào)通過(guò)專用軟件實(shí)現(xiàn)。
3.7數(shù)據(jù)處理和記錄歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級(jí)調(diào)度中心，變電管理和保護(hù)專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：①斷路器動(dòng)作次數(shù)②斷路器切除故障時(shí)截?cái)嗳萘亢吞l操作次數(shù)的累計(jì)數(shù)③輸電線路的有功、無(wú)功，變壓器的有功、無(wú)功、母線電壓定時(shí)記錄的最大，最小值及其時(shí)間。④獨(dú)立負(fù)荷有功、無(wú)功，每天的峰谷值及其時(shí)間⑤控制操作及修改整定值的記錄，根據(jù)需要，該功能可在變電站當(dāng)?shù)厝繉?shí)現(xiàn)，也可在遠(yuǎn)動(dòng)操作中心或調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。
3.8系統(tǒng)的自診斷功能：系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)和遠(yuǎn)方調(diào)度中心或操作控制中心。
3.9與遠(yuǎn)方控制中心的通信本功能在常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)定值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等，其信息量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時(shí)應(yīng)具備同多個(gè)調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM應(yīng)相互獨(dú)立。保護(hù)和故障錄波信息可采用獨(dú)立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國(guó)標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)。
3.10防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)原則而言，無(wú)人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。
4變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展
變電站綜合自動(dòng)化在一些新建變電站的運(yùn)行中表明其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能齊全、安全可靠，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析，可以看到變電所綜合自動(dòng)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理現(xiàn)代化，提高電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了很大的促進(jìn)作用，它將能大大加強(qiáng)電網(wǎng)一次、二次系統(tǒng)的效能和可靠性，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。隨著技術(shù)的進(jìn)步和硬件軟件環(huán)境的改善，它的優(yōu)越性必將進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)。
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篇9
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)也叫建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem簡(jiǎn)稱BAS)，是智能建筑不可缺少的一部分，其任務(wù)是對(duì)建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等，以提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。
2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與基本功能
建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)。根據(jù)我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，BAS又可分為設(shè)備運(yùn)行管理與監(jiān)控子系統(tǒng)和消防與安全防范子系統(tǒng)，如圖所示。一般情況下，這兩個(gè)子系統(tǒng)宜一同納入BAS考慮，如將消防與安全防范子系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，也應(yīng)與BAS監(jiān)控中心建立通信聯(lián)系以便災(zāi)情發(fā)生時(shí)，能夠按照約定實(shí)現(xiàn)操作權(quán)轉(zhuǎn)移，進(jìn)行一體化的協(xié)調(diào)控制。
建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能可以歸納如下：
(1)自動(dòng)監(jiān)視并控制各種機(jī)電設(shè)備的起、停，顯示或打印當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
(2)自動(dòng)檢測(cè)、顯示、打印各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及其變化趨勢(shì)或歷史數(shù)據(jù)。
(3)根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備，使之始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)。
(4)監(jiān)測(cè)并及時(shí)處理各種意外、突發(fā)事件。
(5)實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)控制。
(6)能源管理：水、電、氣等的計(jì)量收費(fèi)、實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化。
(7)設(shè)備管理：包括設(shè)備檔案、設(shè)備運(yùn)行報(bào)表和設(shè)備維修管理等。
3樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原理
樓控系統(tǒng)采用的是基于現(xiàn)代控制理論的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)(Distributedcontrolsystems簡(jiǎn)稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置(DDC)完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中的不足和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計(jì)算機(jī)具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強(qiáng)的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難、無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。
以下介紹與分布控制系統(tǒng)相關(guān)的幾個(gè)概念。
3.l直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC)
直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DirectDigitalControl簡(jiǎn)稱DDC)如圖2所示。計(jì)算機(jī)通過(guò)模擬量輸入通道(AI)和開(kāi)關(guān)量輸入通道(DI)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后按照一定的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，最后發(fā)出控制信號(hào)，并通過(guò)模擬量輸出通道(AO)和開(kāi)關(guān)量輸出通道(DO)直接控制生產(chǎn)過(guò)程。因此DDC系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍的一種應(yīng)用方式。
DDC系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)直接承擔(dān)控制任務(wù)，因而要求實(shí)時(shí)性好、可靠性高和適應(yīng)性強(qiáng)。
3．1．1直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組成
直接數(shù)字控制系統(tǒng)主要由過(guò)程輸入通道、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)、過(guò)程輸出通道三部分組成。
過(guò)程輸入通道由模擬量輸入和數(shù)字量輸入兩部分組成。模擬量輸入通道由變送器、采樣開(kāi)關(guān)、放大器、A／D轉(zhuǎn)換器和接口電路組成。其中變送器的作用是將非電量信號(hào)變換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，可將溫度、壓力、流量變換成0-10mA或4-20mA的直流電信號(hào)，它是通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。—數(shù)字量輸入通道由開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、光電耦合器和接口電路組成，反映生產(chǎn)過(guò)程的通／斷狀態(tài)的觸點(diǎn)信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電耦合器和接口電路變換成數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算機(jī)。
過(guò)程控制計(jì)算機(jī)直接承擔(dān)運(yùn)算和控制任務(wù)，首先通過(guò)過(guò)程輸入通道采集被控對(duì)象的各種參數(shù)信號(hào)，再根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)律(如PID)進(jìn)行運(yùn)算，然后向被控對(duì)象發(fā)出控制信號(hào)，再通過(guò)輸出通道直接控制調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
過(guò)程輸出通道由模擬量輸出和數(shù)字量輸出兩部分組成。前者把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大器去驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。這一部分由接口電路、D／A轉(zhuǎn)換器，放大器和執(zhí)行器組成。后者把計(jì)算機(jī)輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)放大器去驅(qū)動(dòng)電磁閥和繼電器執(zhí)行器，它由接口電器、光電耦合器、放大器和執(zhí)行器組成。
3．1．2直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本算法
按照偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進(jìn)行控制，是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種基本規(guī)律，將PID控制規(guī)律離散化并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，可以方便地利用已積累的成熟技術(shù)，而且可以在被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型或參數(shù)不很清楚的情況下，經(jīng)過(guò)在線整定達(dá)到滿意的效果。因此，將模擬調(diào)節(jié)規(guī)律離散化的數(shù)字PID算法，已被工業(yè)過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)普遍采用，成為DDC系統(tǒng)的基本算法。
數(shù)字PID控制算法，模擬量調(diào)節(jié)器的理想PID算式為
式中e(t)——偏差(設(shè)定值與實(shí)際輸出值之差)
u(t)——控制量
Kp——比例放大系數(shù)
Ti一積分時(shí)間常數(shù)
Td——微分時(shí)間常數(shù)
寫(xiě)成傳遞函數(shù)形式
為了能在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，必須將連續(xù)形式的微分方程化為離散形式的差分方程。設(shè)了為采樣周期(與系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)相比，T足夠小)，k為采樣序號(hào)(k=0，1，2，……)，可用矩形法計(jì)算而積以差分代替微分
式中e(k)——第k次采樣所得偏差值
e(k-1)——第(k-1)次采樣所得偏差值
u(k)——第k時(shí)刻的控制量
上式中的采樣周期T越小(與系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)比較而言)，則被控過(guò)程與連續(xù)控制過(guò)程越接近，又稱為“準(zhǔn)連續(xù)控制”。
3．2分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystems簡(jiǎn)稱DCS)20世紀(jì)于70年代中期出現(xiàn)并迅速發(fā)展起來(lái)，它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、圖形顯示技術(shù)和通信技術(shù)匯集于一體，可對(duì)分散在現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制，又可方便地集中管理、操作，與以往的控制系統(tǒng)相比，既避免了單臺(tái)計(jì)算機(jī)集中控制的不足，又克服了常規(guī)儀表人機(jī)交互困難的缺點(diǎn)。
分布式控制系統(tǒng)的多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)取代了集中控制系統(tǒng)的單臺(tái)計(jì)算機(jī)，從體系結(jié)構(gòu)上分散了危險(xiǎn)性，提高了可靠性。其基本結(jié)構(gòu)功能如圖3所示，圖中現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和管理計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)被有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，組成分級(jí)分布控制系統(tǒng)。
3．2．1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個(gè)分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等都是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點(diǎn)”，都含有CPU和網(wǎng)絡(luò)接口，它們都有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址(節(jié)點(diǎn)號(hào))，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴，形成既有統(tǒng)一指揮，又使危險(xiǎn)分散的功能結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性，可擴(kuò)性很強(qiáng)，可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴(kuò)充與升級(jí)的需要，十分靈活、方便。
(1)控制網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)分布式控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)不同于通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與一般的通信網(wǎng)絡(luò)比較，它有如下特殊要求：①有高可靠性和安全性，要求傳遞的信息絕對(duì)準(zhǔn)確、可靠，為此常采用冗余技術(shù)、后備措施和自診斷功能。如：控制站采用雙CPU板，雙I／0板等。②具有良好的實(shí)時(shí)性。③對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)常用的有總線網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)，在兩種結(jié)構(gòu)中任意兩節(jié)點(diǎn)通信可直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，各節(jié)點(diǎn)處于平等地位。
(3)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議組成建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，必須有一種大家都能接受并且共同遵守的工作語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的對(duì)話，這就是數(shù)據(jù)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
用于建筑自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的BACnet協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，或相當(dāng)于開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI)的第一、二、三、七層協(xié)議
其中：ARCnet為令牌總線網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率為2．5-20bit／s，有良好的實(shí)時(shí)性。MS／TP是一種主／從令牌傳遞數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)，允許使用EIA-485硬件。BACnet實(shí)現(xiàn)了不同生產(chǎn)廠家自控系統(tǒng)之間進(jìn)行通信的技術(shù)，即從一個(gè)“島”到另一個(gè)“島”之間進(jìn)行相互聯(lián)系的技術(shù)。
3．2．2現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用——分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化
(1)現(xiàn)場(chǎng)總線概況現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線遵循的協(xié)議不同，接口標(biāo)準(zhǔn)不同，各具特色。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有如下一些特點(diǎn)：①以數(shù)字信號(hào)取代4-20mA的模擬信號(hào)，極大地提高了信號(hào)轉(zhuǎn)換的精度和可靠性，因此現(xiàn)場(chǎng)總線具有很高的性能價(jià)格比。②現(xiàn)場(chǎng)總線把處于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表(智能傳感器、智能執(zhí)行器)連成網(wǎng)絡(luò)，使控制、報(bào)警、趨勢(shì)分析等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)儀表，使控制結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分散化，導(dǎo)致控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的變化。③符合同一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家的儀表、裝置可以聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互操作，不同標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)或路由器也可互聯(lián)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式系統(tǒng)。
(2)LonWorks技術(shù)
LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(wǎng)(LocalOperatingNetwork—LON)技術(shù)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由神經(jīng)元芯片、收發(fā)器、固件和I／O接口電路組成。神經(jīng)元芯片(Neuronchip)是這種智能節(jié)點(diǎn)的核心，它由媒體訪問(wèn)控制處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器組成，這就使得節(jié)點(diǎn)既能管理網(wǎng)絡(luò)通信，又具有控制功能。Neuron芯片方塊圖。
芯片附有固件，該固件實(shí)現(xiàn)LonTalk通信協(xié)議和所有的任務(wù)調(diào)度。LonTalk協(xié)議遵循世界標(biāo)準(zhǔn)組織ISO提出的開(kāi)放式互聯(lián)參考模型OSI，具有完整的7層協(xié)議，管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信，分配節(jié)點(diǎn)地址，運(yùn)行內(nèi)含的沖突／檢測(cè)回避算法，控制物理／電氣的連接等。
Neuron芯片除了具有控制功能外，還帶有媒體訪問(wèn)控制處理器和網(wǎng)絡(luò)處理器，LonTalk協(xié)議固化在芯片的ROM中，使得LonWorks的微型節(jié)點(diǎn)無(wú)需中心結(jié)構(gòu)的完全分布式控制模式，將控制功能分散到了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表。
LonWorks網(wǎng)絡(luò)，可以采用多種通信媒體，如雙絞線、電力線、同軸電纜、光纜、無(wú)線電、紅外線，并且提供與上述多種媒體相適應(yīng)的收發(fā)器，這使得同一網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)可以在不同的媒體之間傳輸，因而可以根據(jù)需要組網(wǎng)，不同媒體之間以路由器進(jìn)行連接。
LonMark是為了避免眾多制造商以不同的含義來(lái)解釋LonWorks技術(shù)，保證不同的產(chǎn)品能夠方便地集成一起，以便構(gòu)成一個(gè)真正開(kāi)放的系統(tǒng)，而制定的一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化
傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制站這一級(jí)依然是一個(gè)集中式結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在的分布式控制系統(tǒng)是在原有分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的新系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)LAN為原有的分布式控制系統(tǒng)，使用BACnet協(xié)議，以利于實(shí)現(xiàn)多種供應(yīng)商的不同類型的子系統(tǒng)之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個(gè)島連成一個(gè)整體。新增的LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線使用LonTalk協(xié)議，把控制功能進(jìn)一步分散到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表，標(biāo)準(zhǔn)LAN與現(xiàn)場(chǎng)總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BACnet和LonMark兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互相補(bǔ)充，互為依托，構(gòu)成一個(gè)完全分散的、真正開(kāi)放的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)。
4樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展歷史及相關(guān)產(chǎn)品簡(jiǎn)介
樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)到目前為止已經(jīng)歷了四代產(chǎn)品：
第一代：CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)(20世紀(jì)70年代產(chǎn)品)
BAS從儀表系統(tǒng)發(fā)展成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和CRT構(gòu)成中央站，打印機(jī)代替了記錄儀表，散設(shè)于建筑物各處的信息采集站DGP(連接著傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備)通過(guò)總線與中央站連接在一起組成中央監(jiān)控型自動(dòng)化系統(tǒng)。DGP分站的功能只是上傳現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息，下達(dá)中央站的控制命令。一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)操縱著整個(gè)系統(tǒng)的工作。中央站采集各分站信息，作出決策，完成全部設(shè)備的控制，中央站根據(jù)采集的信息和能量計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)完成節(jié)能控制和調(diào)節(jié)。
第二代：DCS集散控制系統(tǒng)(20世紀(jì)80年代產(chǎn)品)
隨著微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展和成本降低，DGP分站安裝了CPU，發(fā)展成直接數(shù)字控制器DDC。配有微處理機(jī)芯片的DDC分站，可以獨(dú)立完成所有控制工作，具有完善的控制、顯示功能，進(jìn)行節(jié)能管理，可以連接打印機(jī)、安裝人機(jī)接口等。BAS由4級(jí)組成，分別是現(xiàn)場(chǎng)、分站、中央站、管理系統(tǒng)。集散系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是只有中央站和分站兩類接點(diǎn)，中央站完成監(jiān)視，分站完成控制，分站完全自治，與中央站無(wú)關(guān)，保證了系統(tǒng)的可靠性。
第三代：開(kāi)放式集散系統(tǒng)(20世紀(jì)90年代產(chǎn)品)
隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，DDC分站連接傳感器、執(zhí)行器的輸人輸出模塊，應(yīng)用LON現(xiàn)場(chǎng)總線，從分內(nèi)部走向設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，形成分布式輸入輸出現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層，從而使系統(tǒng)的配置更加靈活，由于LonWorks技術(shù)的開(kāi)放性，也使分站具有了一定程度的開(kāi)放規(guī)模。BAS控制網(wǎng)絡(luò)就形成了3層結(jié)構(gòu)，分別是管理層(中央站)、自動(dòng)化層(DDC分站)和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層(LON)。
第四代：網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)(21世紀(jì)產(chǎn)品)
隨著企業(yè)網(wǎng)Intranet建立，建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)必然采用Web技術(shù)，并力求在企業(yè)網(wǎng)中占據(jù)重要位置，BAS中央站嵌入Web服務(wù)器，融合Web功能，以網(wǎng)頁(yè)形式為工作模式，使BAS與Intranet成為一體系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)(EDI)是采用Web技術(shù)的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，它有一組包含保安系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)和防火系統(tǒng)的管理軟件。
EBI系統(tǒng)從不同層次的需要出發(fā)提供各種完善的開(kāi)放技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次的集成，從現(xiàn)場(chǎng)層、自動(dòng)化層到管理層。EBI系統(tǒng)完成了管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的一體化。網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。
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1.1玻璃溫室大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)
玻璃溫室是以透明玻璃為覆蓋材料的溫室，透光率一般為60%一70%。溫室的骨架為鍍鋅鋼管，門(mén)窗框架、屋脊為鋁合金輕型鋼材，肩高約8ma大棚管理系統(tǒng)采用JPK-013型自動(dòng)化控制系統(tǒng)。開(kāi)啟電腦，輸入用戶名及密碼，在桌面點(diǎn)擊海峽農(nóng)業(yè)示范園控制系統(tǒng)圖標(biāo)，點(diǎn)擊特殊菜單，點(diǎn)擊登錄“開(kāi)”，彈出對(duì)話框，再次輸人另外一個(gè)用戶名及密碼，就可進(jìn)行參數(shù)操作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)束后，下拉特殊菜單，點(diǎn)擊退出“關(guān)”。把目標(biāo)溫度設(shè)計(jì)為300C，降溫需求百分比為10%。
1.2系統(tǒng)功能及操作設(shè)計(jì)方案
1.2.1夏、秋季的操作設(shè)計(jì)方案根據(jù)南方夏、秋季需要降溫的要求設(shè)計(jì)操作方案。
1.2.2冬、春季的操作設(shè)計(jì)方案根據(jù)南方冬、春季的氣候特點(diǎn)設(shè)計(jì)保溫操作方案。
2玻璃溫室大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理要點(diǎn)
2.1水肥機(jī)一體化系統(tǒng)管理
水肥機(jī)由以色列Galcon公司提供。操作步驟:電腦開(kāi)機(jī)一桌面一點(diǎn)擊Client系統(tǒng)一點(diǎn)擊Mixero
2.2分區(qū)設(shè)計(jì)管理
2.2.1水肥機(jī)一體化分區(qū)管理將整個(gè)溫室分成6個(gè)水肥灌溉區(qū)域，即與電腦連接的6個(gè)水閥所控制的灌溉區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)獨(dú)立的單元。區(qū)域布置見(jiàn)圖to水肥機(jī)裝肥料母液的肥料桶共7個(gè)桶，A,B液各3個(gè)桶，另外1個(gè)酸液桶，分為3個(gè)組別，酸液桶共用。針對(duì)不同作物，每組的肥料母液可以有所區(qū)別。A桶(Fert.1)和B桶(Fert.2)吸量都設(shè)為5.0L/m3，酸液(Fert.3)吸量設(shè)為3.5I}/m3。1區(qū)、2區(qū)種植瑞豐番茄，2014年5月31日移植;3區(qū)種植金玉滿堂番茄，4區(qū)種植串串紅鈴番茄，3區(qū)、4區(qū)均為5月22日移植。從移植到7月2日每天灌溉1次，清晨5:00開(kāi)始滴灌，時(shí)間為10mino7月2日開(kāi)始增加為4次，每次3min。因?yàn)?區(qū)、4區(qū)結(jié)果多，植株細(xì)弱，7月6日再增加1次，即3區(qū)、4區(qū)結(jié)果期每天灌溉5次，每次3mino5區(qū)、6區(qū)分別種植金石王1號(hào)和金玉滿堂番茄，2013年11月9日移植，前期灌溉同3區(qū)、4區(qū)，因結(jié)果盛期需肥水較多，增至每天7次(表3)。
2.2.2各區(qū)域的項(xiàng)目編號(hào)綁定及灌溉時(shí)間表(Irri-gationProgramNo.)設(shè)計(jì)各區(qū)域的電腦識(shí)別代碼及灌溉時(shí)間表設(shè)計(jì)見(jiàn)表30
2.3灌溉時(shí)間等數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)及修改
在Mixer的圖案里，點(diǎn)擊IrrigationProgramNo.，在左上角白色框格里輸入所要修改或設(shè)定的項(xiàng)目編號(hào)(ProgramNo.)，回車，再在左上角白色框格的左邊，點(diǎn)擊鎖匙(解鎖)，選擇要修改的數(shù)據(jù)，輸人要修改的數(shù)據(jù)，全部修改完畢，再次點(diǎn)擊解鎖，點(diǎn)擊確定(sure)完成修改。其他項(xiàng)目的修改過(guò)程同樣。
2.4所需EC,pH值的修改及其感應(yīng)器校準(zhǔn)
點(diǎn)擊FertilizationPrograms，在肥料項(xiàng)目號(hào)7,8,9欄目?jī)?nèi)修改各種植區(qū)所需的灌溉水肥的EC,pH值。2014年種植番茄，1,2,3,4區(qū)的EC值設(shè)置為1.5ms/cm,爪6區(qū)盛果期設(shè)置為2.0ms/cm;pH值都設(shè)置為5.7。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水肥機(jī)上的EC,pH值有偏差時(shí)，要用標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.5洗鹽
點(diǎn)擊右上角IrrigationPrograms進(jìn)人操作界面，點(diǎn)擊ProgramSettings進(jìn)入灌水?dāng)?shù)據(jù)界面。程序號(hào)(Prog.No)要選擇灌溉肥料沒(méi)用過(guò)的空白號(hào)。優(yōu)先權(quán)(PrioritySetup)選擇low。灌溉間隔天數(shù)(Irri.Cycledays)選擇1d，時(shí)間單位(Irri.Unit)為min;灌水量(Quantity)為持續(xù)灌水60min，肥料(Fert.Prog)填寫(xiě)0。開(kāi)始(StartTime)寫(xiě)0:O1，結(jié)束寫(xiě)23;59;各區(qū)的間隔灌溉時(shí)間(Duratior)寫(xiě)250min(洗鹽1輪60x4為240min，其間休息10min。這就是洗鹽1d的循環(huán)模式。
2.6過(guò)濾器清洗
每個(gè)肥料母液桶下面都有1個(gè)過(guò)濾器，選擇在沒(méi)有灌溉的時(shí)間段里，關(guān)閉水肥母液桶的開(kāi)關(guān)，把過(guò)濾器小心擰開(kāi)，用清水沖洗過(guò)濾片，干凈為止。然后在灌溉之前裝回，打開(kāi)水肥開(kāi)關(guān)。水肥機(jī)后面也有1個(gè)過(guò)濾器。
2.7混合桶溢水問(wèn)題的解決
灌溉是邊混合水肥邊進(jìn)行灌溉，如果遇到突然停電，等來(lái)電時(shí)，電腦不知道混合桶的水肥該往哪個(gè)區(qū)走。因此，當(dāng)看到混合桶溢水時(shí)，應(yīng)立即手工把混合桶里的水肥舀出1/2。
篇11
1、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，分一個(gè)主站和若干個(gè)子站，通過(guò)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成一個(gè)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)多個(gè)斷面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸、處理和控制。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。下位機(jī)中的傳感器把引水渠中的水位值和各閘門(mén)的開(kāi)度值經(jīng)轉(zhuǎn)換后送給編碼器，編碼器對(duì)水位及閘門(mén)開(kāi)度信號(hào)進(jìn)行編碼，在通過(guò)避雷器將編碼信號(hào)傳給數(shù)采儀，數(shù)采儀將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加工和處理后由無(wú)線調(diào)制解調(diào)器傳給上位機(jī)，上位機(jī)即系統(tǒng)主站，可分別和不同的子站建立聯(lián)系，查詢各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并按照用戶的要求對(duì)各閘門(mén)進(jìn)行控制，下位機(jī)中的控制箱接收到此信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算，發(fā)出控制信號(hào)自動(dòng)控制閘門(mén)到一定的開(kāi)度，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。
圖1閘門(mén)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制結(jié)構(gòu)圖
2、下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)下位機(jī)重點(diǎn)在于閘門(mén)自動(dòng)控制箱的設(shè)計(jì)，本文提出閘門(mén)的運(yùn)行控制模式，并進(jìn)行可靠性處理，然后利用無(wú)線傳輸設(shè)備和上位機(jī)進(jìn)行通訊，傳輸數(shù)據(jù)。
2.1下位機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用AT89系列單片機(jī)，采用矩陣式鍵盤(pán)進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)，鍵盤(pán)提供切換鍵、時(shí)間設(shè)置鍵、控制鍵三個(gè)按鍵，通過(guò)三個(gè)按鍵顯示水位、流量、閘門(mén)開(kāi)度、日期和時(shí)間。切換鍵實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)功能的轉(zhuǎn)換，時(shí)間設(shè)置鍵用于修改日期和時(shí)間，控制鍵用于對(duì)電機(jī)啟停進(jìn)行控制。
2.2閘門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)下位機(jī)接收到上位機(jī)傳來(lái)的要求流量值（或水位值），當(dāng)要求的流量值（或水位值）和系統(tǒng)所測(cè)的流量值（或水位值）不一致時(shí)，單片機(jī)啟鍵閉合，閘門(mén)電動(dòng)裝置控制箱自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)，提升或下降閘門(mén)，當(dāng)所要求的流量值（或水位值）和當(dāng)前所測(cè)流量值（或水位值）相等時(shí)，單片機(jī)閉鍵閉合，電機(jī)自動(dòng)停止，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。
閘門(mén)的運(yùn)行控制模式有實(shí)時(shí)型控制模式和定時(shí)型控制模式兩種，在實(shí)時(shí)型控制模式中，上位機(jī)根據(jù)用戶要求的流量，利用流量—水位關(guān)系曲線把要求的流量換算成要求的水位，然后和下位機(jī)聯(lián)系，下位機(jī)接到信號(hào)后，由電動(dòng)裝置控制箱控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到要求時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。定時(shí)控制模式要求用戶輸入所期望的流量值和要求閘門(mén)動(dòng)作的時(shí)間，下位機(jī)的控制箱在規(guī)定的時(shí)間里自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉閘門(mén)，進(jìn)行控制。
2.3無(wú)線通訊設(shè)備SRM6100調(diào)制解調(diào)器
SRM6100無(wú)線調(diào)制解調(diào)器原是美國(guó)Data-LincGroup公司生產(chǎn)的軍用產(chǎn)品，現(xiàn)應(yīng)用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行無(wú)線通訊方法，在2.4GHz-2.483GHz頻段應(yīng)用智能頻譜跳頻技術(shù)，在無(wú)阻擋物的情況下，兩調(diào)制解調(diào)器之間的通訊距離可達(dá)32.18公里，可實(shí)現(xiàn)PLC（可編程控制器）和工作站之間的無(wú)線連接。SRM6100應(yīng)用跳頻，擴(kuò)頻和32位誤碼矯正技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴o(wú)需昂貴的射頻點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)。射頻數(shù)據(jù)傳輸速率為188kbps。并且不需要FCC點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)許可證。SRM6100支持多種組態(tài)，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊和多點(diǎn)通訊。多點(diǎn)通訊對(duì)子站數(shù)目無(wú)限制。并且SRM6100可做為中繼器工作，以達(dá)到擴(kuò)展通訊距離或克服阻擋物通訊的目的。
2.4下位機(jī)可靠性處理
為了精確控制電動(dòng)閘門(mén)的關(guān)閉，避免電動(dòng)閘門(mén)在工作中出現(xiàn)過(guò)載破壞或關(guān)閉不嚴(yán)的現(xiàn)象，本系統(tǒng)在電動(dòng)軸上安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)閘門(mén)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以判定閘門(mén)是否關(guān)嚴(yán)、是否被卡住。閘門(mén)電動(dòng)裝置用于檢測(cè)和控制閘門(mén)的開(kāi)度，本系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝了光電碼盤(pán)，考慮到閘門(mén)可能出現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)交替，為了避免錯(cuò)位和丟碼，采用雙光耦技術(shù)，光耦輸出的兩路信號(hào)經(jīng)74221雙單穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行整形，89C51的INT0和INT1對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)，并判定轉(zhuǎn)動(dòng)方向，計(jì)算閘門(mén)開(kāi)度。電動(dòng)閘門(mén)在工作中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，切斷電機(jī)電源并顯示故障情況。
2.5下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)分為閘門(mén)自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)和串行口中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)兩部分。閘門(mén)自動(dòng)裝置控制箱程序設(shè)計(jì)主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、按鍵操作等功能，串行口中斷服務(wù)的程序完成下位機(jī)向上位機(jī)數(shù)據(jù)的傳送和用戶設(shè)定參數(shù)的接收。控制箱程序的主框圖如下摘要：
圖2、閘門(mén)自動(dòng)控制程序流程圖
3、上位機(jī)設(shè)計(jì)
上位機(jī)的軟件部分采用VB6.0為開(kāi)發(fā)工具，將各個(gè)功能模塊化，分別解決相應(yīng)新問(wèn)題，再將各個(gè)模塊組裝，構(gòu)成上位機(jī)軟件系統(tǒng)的核心，上位機(jī)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，通信模塊位于最底層，其余模塊功能的實(shí)現(xiàn)都直接或間接建立在此模塊的基礎(chǔ)上，本文利用VB的API函數(shù)編寫(xiě)串口通訊程序，程序的框圖如圖4所示。數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能就是為水位、流量、閘位等建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)其進(jìn)行管理。
圖3、上位機(jī)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖4、通信模塊程序流程圖
4、結(jié)語(yǔ)
本文以國(guó)內(nèi)某灌區(qū)為例，全面分析了灌區(qū)閘門(mén)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)，對(duì)其軟件開(kāi)發(fā)和硬件選擇作了全面闡述，并總結(jié)了提高自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的經(jīng)驗(yàn)，為提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平提供了有利的工具，具有較高的使用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)摘要：
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（3）確保運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)處理和信息收集的準(zhǔn)確性，同時(shí)提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保電氣系統(tǒng)可以在最好的狀態(tài)下運(yùn)行。設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，人可以馬上進(jìn)行連鎖控制，非常人性化。
2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
（1）優(yōu)化供配電的設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能的合理利用。設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，滿足工程的動(dòng)力、供應(yīng)、控制和安全等要求制定，以滿足建筑運(yùn)行的要求，同時(shí)可以使它的運(yùn)行處于一種安全的環(huán)境中。
（2）提高設(shè)備運(yùn)行效率，力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用以及維修方便。在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，安全和滿足工程的運(yùn)行時(shí)整個(gè)設(shè)計(jì)的基本前提，在該前提下，一方面要注意不斷的擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷的降低工程的成本，這就要求工作人員不僅僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，而且還要使得系統(tǒng)的使用、維護(hù)方便、成本低，不宜盲目的追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。
（3）合理調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備利用率。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡可能的提高系統(tǒng)的質(zhì)量，使它的的負(fù)荷量在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，當(dāng)在一個(gè)特殊的用電環(huán)境中，可以合理的選取節(jié)能方法，提高店的利用率。
3電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀
我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距仍然很大。到現(xiàn)在為止DCS系統(tǒng)的應(yīng)用在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中仍然有著重要的不可取代的地位。
（1）電氣自動(dòng)化工程的分散控制系統(tǒng)，它是由過(guò)程控制和過(guò)程監(jiān)控來(lái)組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本思想是集中操作、分級(jí)管理、配置靈活和組態(tài)方便四大方面，在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常的廣泛。但是該系統(tǒng)缺點(diǎn)明顯，如可靠性能低，維修困難；生產(chǎn)廠家之間缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，維修互換性低；價(jià)格昂貴等。
（2）WindowsNT和IE是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言規(guī)范。第一點(diǎn)是，在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，具有靈活性和易集成化等優(yōu)點(diǎn)的人機(jī)界面操作，已成為一種主流的發(fā)展方向。第二點(diǎn)是，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的維護(hù)難度減小。
（3）監(jiān)控的集中化。其缺點(diǎn)是處理速度緩慢，成本費(fèi)用大，可靠性能低、設(shè)備很難擴(kuò)容操作、故障查找難度大等。
（4）信息的集成化。在存儲(chǔ)和讀取信息時(shí)，需要使用規(guī)定的瀏覽器才可以訪問(wèn)到信息，并且信息技術(shù)會(huì)在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)和機(jī)器中進(jìn)行橫向擴(kuò)展比較。
4電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，伴隨而來(lái)的是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)，不但競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。同時(shí)，此系統(tǒng)對(duì)節(jié)約有效資源，降低成本費(fèi)用，甚至改變我國(guó)工業(yè)的發(fā)展都有著積極意義。所以，我們必須根據(jù)自身的發(fā)展情況，來(lái)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，積極的發(fā)揮自己的有力的條件，實(shí)現(xiàn)我國(guó)的自主研發(fā)，只有這樣才有可能在有限的時(shí)間內(nèi)搶占先機(jī)。
（1）軟件地位大大提升。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)發(fā)展與應(yīng)用的廣闊前景，尤其是OPC技術(shù)、IEC61131標(biāo)準(zhǔn)和Win-dows平臺(tái)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)融合方面的作用，已無(wú)可替代。
（2）電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化、信息化。為了獨(dú)立開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，更為了方便達(dá)到客戶要求，使得電氣設(shè)備、計(jì)算機(jī)監(jiān)管體系和企業(yè)工程管理體系之間數(shù)據(jù)信息能夠及時(shí)的傳遞和暢通的交流，那么需要對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一化的管理。此外，信息化是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的另一發(fā)展趨勢(shì)，即實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和管控一體化。也就是說(shuō)信息技術(shù)不僅滲透在管理層面上，同時(shí)在應(yīng)用信息技術(shù)的基礎(chǔ)上迅猛發(fā)展。
（3）科技的不斷發(fā)展是電氣自動(dòng)化行業(yè)的關(guān)鍵，由于電氣自動(dòng)化是結(jié)合了多門(mén)學(xué)科的一項(xiàng)技術(shù)工程，在它的組成原件方面科技的含量比較高，由于在自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)是大部分的企業(yè)都沒(méi)有屬于自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，造成同行業(yè)的企業(yè)以較低的價(jià)格和各種的渠道來(lái)加大自己的競(jìng)爭(zhēng)力，所以，技術(shù)的不斷發(fā)展的選擇是整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的突破點(diǎn)，也是關(guān)于電氣行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵所在。只有在不斷的科技發(fā)展中，電氣自動(dòng)化制系統(tǒng)不斷突破，才能在全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，立于不敗之地。
篇13
2.1系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
層次結(jié)構(gòu)是一個(gè)物理模型，它體現(xiàn)實(shí)際機(jī)構(gòu)設(shè)置。肇慶電力工業(yè)局辦公系統(tǒng)是一個(gè)整體，其中局本部和各縣局分別是一個(gè)管理子系統(tǒng)，整個(gè)層次結(jié)構(gòu)共分4級(jí)，即肇慶電力工業(yè)局辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、子系統(tǒng)、工作部門(mén)、工作人員。
2.2管理層次
管理層次、機(jī)構(gòu)設(shè)置是一個(gè)單位工作的基礎(chǔ)。一般管理層次是指上下級(jí)管理層次，不同級(jí)別的科室向上級(jí)負(fù)責(zé)并管理下級(jí)。在實(shí)際工作中一些科室的任務(wù)突破了行政隸屬的關(guān)系，它會(huì)成為某種信息的樞紐，從某些方面對(duì)其它平級(jí)科室進(jìn)行管理，如局辦公室，在全局日常工作中它是一個(gè)工作信息的樞紐，對(duì)全局日常工作起協(xié)調(diào)作用。
工作部門(mén)負(fù)責(zé)具體工作，是辦公系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息點(diǎn)。一個(gè)工作部門(mén)由工作組成工作人員組成，任何一個(gè)工作人員或工作組的請(qǐng)示、匯報(bào)都必須通過(guò)工作部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)上報(bào)局領(lǐng)導(dǎo)或其它工作部門(mén)，上級(jí)的指示、各種文件也要通過(guò)工作部門(mén)傳達(dá)到工作人員。
職能部門(mén)也是一個(gè)工作部門(mén)，只不過(guò)在某項(xiàng)職能上有特殊地位。職能部門(mén)的另一個(gè)特征是它有信息轉(zhuǎn)貯的功能，職能部門(mén)負(fù)責(zé)收集與自己職能有關(guān)的各種文件、請(qǐng)示、報(bào)告、報(bào)表，并上報(bào)局領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門(mén)，同時(shí)將文件、上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的指標(biāo)等轉(zhuǎn)發(fā)給有關(guān)單位。每個(gè)職能部門(mén)都有檔案庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)有關(guān)資料。
整個(gè)系統(tǒng)管理層次分四級(jí)，局領(lǐng)導(dǎo)是管理工作的最高層，局領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)職能部門(mén)管理工作部門(mén)，工作部門(mén)將具體任務(wù)下達(dá)給工作組或工作人員。
3數(shù)據(jù)形式
辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中流動(dòng)力和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)主要是文檔數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)。文檔數(shù)據(jù)以MICROSOFTWORD、EXCEL等外部格式存儲(chǔ)，與其它系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)采用純文本方式。圖形文件(如上級(jí)發(fā)文)采用掃描壓縮方式存儲(chǔ)。
參與流通的數(shù)據(jù)有發(fā)下幾種形式：
a)傳閱型。傳遞給有關(guān)人員閱讀并提出意見(jiàn)，然后返回發(fā)文單位，存檔。主要指有文號(hào)的正式文件、綜合信息報(bào)表。
b)閱辦型。有關(guān)人員閱讀后交給經(jīng)辦人，經(jīng)辦人需把辦理結(jié)果返回發(fā)文單位存檔。主要指有文號(hào)的正式文件并有催辦要求。
c)公告型。同時(shí)給有關(guān)人員如通知、公告、參考資料等，可有答復(fù)也可沒(méi)有。
d)請(qǐng)示、審批。發(fā)文人要達(dá)到某種目的需要各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。發(fā)文人可以指定一個(gè)或多個(gè)審批人，審批人可另行指定下一個(gè)審批人。審批完成后返回發(fā)文人存檔。
e)私人信件。所有人員與人員之間的郵件，可回復(fù)也可不回復(fù)。
f)共享信息。使有權(quán)限的人在公用檔案庫(kù)、資料庫(kù)及INTERNET上查詢有關(guān)資料。
4工作界面及功能模塊
系統(tǒng)設(shè)置兩組模塊(見(jiàn)圖1)。工作模塊是以個(gè)人常規(guī)工作為主要目的的模塊，系統(tǒng)中每個(gè)人都有一組工作模塊用以處理個(gè)人的工作；職能模塊是職能部門(mén)處理職能工作的模塊。
4.1主要工作模塊
4.1.1請(qǐng)示、審批
所有需要向上級(jí)請(qǐng)示或匯報(bào)的文檔由這個(gè)模塊撰寫(xiě)和發(fā)出。文件來(lái)源可以是由WORD、EXCEL撰寫(xiě)的，也可以是從其它郵件上轉(zhuǎn)來(lái)的。請(qǐng)示表格有以下內(nèi)容：
a)審請(qǐng)發(fā)文。填寫(xiě)發(fā)文稿紙，指明會(huì)辦單位，撰寫(xiě)文件內(nèi)容，然后發(fā)給辦公室。審請(qǐng)發(fā)文被批準(zhǔn)或不批準(zhǔn)時(shí)應(yīng)有回復(fù)給審請(qǐng)人。
b)請(qǐng)示。填寫(xiě)請(qǐng)示承辦登記表和請(qǐng)示內(nèi)容，確定審批人員，可以一個(gè)也可以多個(gè)或由審批人確定下一個(gè)審批人。請(qǐng)示被批準(zhǔn)或否決后，審批結(jié)果應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給申請(qǐng)人，并存檔、實(shí)施。各種需要轉(zhuǎn)發(fā)的請(qǐng)示先在待辦事宜里出現(xiàn)，由請(qǐng)示、審批模塊處理，批復(fù)后轉(zhuǎn)給申請(qǐng)人員。如果要請(qǐng)示的人不在，則系統(tǒng)會(huì)提示你是否還要發(fā)出請(qǐng)示，可以發(fā)出后等審批人回來(lái)處理或改變審批人。如果審批流程中有第二審批人，當(dāng)?shù)谝粚徟嗽趯徟鷷r(shí)間內(nèi)未批復(fù)時(shí)則自動(dòng)轉(zhuǎn)到第二審批人。系統(tǒng)中所有審批流程都有這個(gè)功能。圖2是審批流程圖。
4.1.2統(tǒng)計(jì)、報(bào)表
所有需要向上級(jí)上報(bào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和綜合信息報(bào)表由這個(gè)模塊撰寫(xiě)和發(fā)出。文件來(lái)源可以是由其他數(shù)據(jù)庫(kù)提取，也可以用WORD、BXCEL編寫(xiě)，或從其它郵件上轉(zhuǎn)來(lái)。報(bào)表上報(bào)給有關(guān)部門(mén)后，各部門(mén)應(yīng)有回復(fù)。
所有發(fā)出的文件及回復(fù)都能在個(gè)人資料庫(kù)中存檔。如果報(bào)表文件是一般工作人員起草的，必須給工作部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)修改后再上報(bào)。
4.1.3資料查詢
可以用這個(gè)模塊查詢局檔案室的文件。正式公文只能查閱目錄，選定文件后需向職能部門(mén)提出借閱申請(qǐng)，批準(zhǔn)后方可查看內(nèi)容。參考資料可隨時(shí)查看、復(fù)制。
4.2主要職能模塊
4.2.1收文
收文是指外部來(lái)文。文件收到后由收文管理模塊進(jìn)行登記和將文件用掃描儀錄入計(jì)算機(jī)，并確定傳閱流程和傳閱人員，需要辦理的還要確定承辦人員。文件傳閱后和承辦人辦理后，連同傳閱意見(jiàn)和辦理結(jié)果返回收文模塊，由收文模塊轉(zhuǎn)去歸檔模塊歸檔。文件發(fā)出后可在收文模塊中看到文件流通的情況。收文流程見(jiàn)圖3。
4.2.2發(fā)文
發(fā)文是指局內(nèi)一個(gè)文件由起草到發(fā)出的過(guò)程。起草文件的是一個(gè)工作部門(mén)，起草文件先發(fā)到職能部門(mén)，職能部門(mén)在待辦事宜中看到這個(gè)發(fā)文要求后，轉(zhuǎn)給職能部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)核稿并決定會(huì)辦單位。會(huì)辦單位意見(jiàn)返回后，再轉(zhuǎn)至職能部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)綜合，綜合定稿后轉(zhuǎn)給局長(zhǎng)簽發(fā)。局長(zhǎng)簽發(fā)后由機(jī)要室登記、編文號(hào)、存檔并發(fā)文。文件發(fā)給各工作部門(mén)后由各部門(mén)存檔。發(fā)文流程見(jiàn)圖4。
4.2.3歸檔
文件歸檔的主要工作是將需要?dú)w檔的文件分類、設(shè)置保密等級(jí)并存入檔案室。檔案室是一個(gè)模擬檔案管理的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存放文件、參考資料等供查詢信息。任何人都可查詢檔案室，但除參考資料外都只能看到目錄，要查看文件需要請(qǐng)示借閱，批準(zhǔn)后方可查看。
5安全性
5.1權(quán)限
辦公系統(tǒng)有嚴(yán)格的權(quán)限規(guī)定，權(quán)限分人員權(quán)限和文件權(quán)限。人員權(quán)限由層次化結(jié)構(gòu)決定，不同層次下的人員要進(jìn)行通信必須通過(guò)上一層結(jié)構(gòu)的身份驗(yàn)證和周轉(zhuǎn)。文件權(quán)限分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)權(quán)限和文件權(quán)限。數(shù)據(jù)庫(kù)有一個(gè)存取控制表，建立時(shí)即可確定存取人員。一個(gè)文檔的存取權(quán)限分作者、讀者和編輯者。在一份請(qǐng)示報(bào)告中撰寫(xiě)人是作者，審批人是編輯者，而其他人為讀者。辦公系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)庫(kù)、文檔都有嚴(yán)格的存取權(quán)限限制。
5.2時(shí)效性
可以為文檔規(guī)定流通時(shí)間和存在時(shí)間，如一項(xiàng)審批要求在限定時(shí)間內(nèi)答復(fù)，如不答復(fù)則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)催辦通知。文件在失效后自行刪除，如召開(kāi)會(huì)議通知在會(huì)議召開(kāi)后自行刪除。
5.3保密性
系統(tǒng)對(duì)所有以個(gè)人身份發(fā)出的信息，包括電子簽名等都進(jìn)行驗(yàn)證。一個(gè)文檔沒(méi)有給某個(gè)讀者權(quán)限時(shí)，他是無(wú)法閱讀的。
6結(jié)束語(yǔ)
該系統(tǒng)目前已正式投入運(yùn)行。結(jié)合肇慶電力工業(yè)局的實(shí)際情況，軟件設(shè)計(jì)方面基本做到了實(shí)用性與通用性的良好結(jié)合，開(kāi)發(fā)了與其它系統(tǒng)的接口界面，使肇慶電力工業(yè)局的信息管理水平在辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)這個(gè)信息傳輸樞紐的推動(dòng)下上了一個(gè)新的臺(tái)階。
參考文獻(xiàn)
