煤礦井下電力監測監控系統的設計與實(shí)踐
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1．2 數據交換中心
此部分主要由數據采集服務(wù)器和兩臺互為冗余的網(wǎng)路交換機組成。
數據采集服務(wù)器：主要通過(guò)井下隔爆交換機把井下各個(gè)電力監控分站的數據采集匯總到此服務(wù)器，完成數據處理及數據備份。
選用了IBM X3500服務(wù)器一臺，做了RAID5磁盤(pán)鏡像。
網(wǎng)路交換機：采用了雙交換機、冗余設計，保證了地面集控站與數據交換中心的數據鏈路安全。
選用了CISC029系列的兩臺網(wǎng)絡(luò )交換機。
1．3 地面集控站
此部分主要配置包括兩臺互為雙機熱備的電力監控服務(wù)器(選用IBM X3500服務(wù)器)和兩臺操作員站(選用DELL工控機)。
主要根據采集的電網(wǎng)數據和友好的軟件平臺，實(shí)現電網(wǎng)的運行監視和控制管理。另外，地面集控站預留了視頻及WEB接口，便于將來(lái)擴充視頻服務(wù)器和WEB服務(wù)器。視頻服務(wù)器主要用于將井下和地面的配電室及變電所現場(chǎng)安裝的攝像頭采集的視頻信號進(jìn)行監視和保存；WEB服務(wù)器則用于將系統采集的電網(wǎng)數據以網(wǎng)頁(yè)的形式發(fā)布到公司的辦公系統網(wǎng)絡(luò )中，公司領(lǐng)導只要在自己的辦公室打開(kāi)電腦就可以觀(guān)看到全礦的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數據。
綜述，以上體系結構符合集控系統的體系結構原理，滿(mǎn)足了系統功能和性能要求，并且符合實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性原則。關(guān)鍵設備用了冗余配置。
2 系統軟件
2．1 系統組態(tài)軟件
選用了具有良好的開(kāi)放性和靈活性的SIMATIC WinCC組態(tài)軟件，布置在地面集控站的監控服務(wù)器上，實(shí)現用戶(hù)的監控需求。采用此軟件主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)包括所有的SCADA功能在內的客戶(hù)機／服務(wù)器系統。最基本的WINCC系統仍能夠提供生成可視化任務(wù)的組件和函數，而且最基本的WINCC系統組件即涵蓋了畫(huà)面、腳本、報警、趨勢和報表的各個(gè)編輯器。
(2)強大的標準接口。WINCC提供了OLC、DDE、ActiveX、OPC等接口，可以很方便地與其他應用程序交換數據。
(3)使用方便的腳本語(yǔ)言。WINCC可編寫(xiě)ANSI-C和Visual Basic腳本程序。
(4)具有向導的簡(jiǎn)易(在線(xiàn))組態(tài)。WlNCC提供了大量的向導來(lái)簡(jiǎn)化組態(tài)工作。在調試階段還可以進(jìn)行在線(xiàn)修改。
2．2 系統數據庫軟件
系統選用了力控實(shí)時(shí)數據庫，它以其強大的功能，為企業(yè)信息化建設提供了完整的實(shí)時(shí)管理工具，能夠提供及時(shí)、準確、完整的產(chǎn)生和統計信息，為實(shí)施企業(yè)管控一體化提供穩固的基礎和有力的保證。其性能主要有：
(1)真正的分布式結構，同時(shí)支持C／S和B／S應用；
(2)實(shí)時(shí)數據庫系統具有高可靠性和數據完整性；
(3)靈活的擴展結構可滿(mǎn)足用戶(hù)各種需求；
(4)高速的數據存儲和檢索性能；
(5)實(shí)現了毫秒級數據采集和采集器的時(shí)間同步；
(6)以高壓縮比保存數據，實(shí)現了歷史數據的海量存儲；
(7)支持OPC、DDE、ODBC、ActiveX等標準；
(8)可以從DCS、PLC以及其它SCADA系統中讀寫(xiě)過(guò)程數據；
(9)每臺力控實(shí)時(shí)數據庫服務(wù)器能采集10萬(wàn)個(gè)不同的數據點(diǎn)。
2．3 操作系統軟件
監控服務(wù)器和數據采集服務(wù)器選用windows server 2003企業(yè)版；
操作員客戶(hù)機選用windows xp professional。
以上軟件系統滿(mǎn)足實(shí)時(shí)應用的及時(shí)性和高可靠性，具有開(kāi)放性、可維護性，并且具有分布式體系和面向對象技術(shù)。
3 系統功能
3．1 數據采集
數據采集的內容包括遙測量、遙信量等數據：
(1)遙測量主要包括：電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、電度(單回路有功、無(wú)功電量，可設置分、谷時(shí)段遠程計量)等。
(2)遙信量主要包括：斷路器和刀閘位置、保護自動(dòng)裝置動(dòng)作信號、事件順序記錄。
3．2 保護及自動(dòng)化信息的采集
(1)接收監控站上送的運行信息及變電所內的其它變化信息。
(2)查詢(xún)并遠方整定微機保護裝置定值和微機保護裝置的自檢、動(dòng)作信息。
3．3 數據統計、計算和采樣
(1)電壓等測量值的越限判別、以及在此基礎上的合格率計算。
(2)電網(wǎng)有功、無(wú)功功率的電度積分和總加、電網(wǎng)有功電能量總加及功率因數計算。
(3)任意測量值在一段時(shí)間內最大、最小、平均值的統計，并記錄最大、最小值出現的時(shí)間。
3．4 控翻和調節功能
遙控功能：
(1)對斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等進(jìn)行分合閘操作。
(2)電容器、電抗器的遠方投切。
(3)順序控制，系統按照事先定義好的由多個(gè)控制命令組成的系列控制命令對設備進(jìn)行控制，包括控制的安全性檢查和延遲等。
遙調功能：
遙調功能用于設定各種智能模塊的運行參數，既計算機根據屏幕操作指令或計算機根據對系統分析判斷結果，對智能模塊的設定值和故障保護值進(jìn)行遠程整定。
3．5 事件順序記錄
井下設備運行發(fā)生事故時(shí)，系統在監控站或綜合保護器的配合下，按順序記錄繼電保護、自動(dòng)裝置和斷路器動(dòng)作的時(shí)間，并保存到數據庫中(事故錄波)，供事故分析用。
3．6 運行報警
系統運行過(guò)程中發(fā)生了某些變化，則會(huì )立即提示出來(lái)，告知調度人員。
(1)報警類(lèi)別包括事故、遙信變位、遙測越限、保護動(dòng)作、遙控操作、系統運行等。
(2)不同類(lèi)別的信息具有不同優(yōu)先級，同時(shí)有多個(gè)信息需要提示時(shí)，優(yōu)先提示級別較高者。
(3)分類(lèi)保存告警信息。
3．7 畫(huà)面顯示及人機交互操作
提供了友好的、易于操作的畫(huà)面風(fēng)格，畫(huà)面上顯示了電壓、電流、有功功率、功率因數等值及開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，可以查看實(shí)時(shí)歷史曲線(xiàn)，查看報警記錄等?？赏瓿傻慕换ゲ僮髦饕ǎ簰炫撇僮?、人工置數、保護操作、系統內主要設備參數及操作運行日志的瀏覽和檢索。
3．8 報表系統
報表系統提供了整點(diǎn)記錄、日報表，月報表、年報表等不同形式的報表格式，內容包括系統運行、設備健康狀態(tài)級報表、電能平衡報表、電壓監察報表、事故(故障)明細報表等；可實(shí)行報表管理、報表定義、報表打印等功能。
3．9 安全管理
所有的系統操作員(系統管理員、系統維護員、操作員等)根據其需要被賦予不同管理范圍和操作權限，依登錄的權限控制操作人員的讀、寫(xiě)、維護、執行等行為。
重要遙控實(shí)行口令字控制，在執行遙控操作時(shí)進(jìn)行口令字校驗，以確保無(wú)關(guān)人員不能執行遙控操作。
所有登錄(退出)和修改口令、權限、重要操作都能按時(shí)記錄備查。
4 系統主要技術(shù)指標
系統最大容量：每臺分站最多可以外掛64臺綜合保護器。
傳輸介質(zhì)：
(1)地面集控站到井下監控分站之間的傳輸介質(zhì)為光纖；
(2)井下監控分站到綜合保護器之間的傳輸介質(zhì)為通信電纜。
傳輸方式：
(1)地面集控站到井下監控分站之間為IEP／IP協(xié)議；
(2)井下監控分站之間TCP／IP協(xié)議；
(3)井下監控分站到綜合保護器之間為RS485。
傳輸速率：光纜傳輸速率為10 Mbps，通信電纜傳輸速率為2 400 bps。
傳輸距離：KJ392-F礦用隔爆兼本安型分站與綜合保護器之間的距離為2 km。
5 結束語(yǔ)
目前，在陽(yáng)煤集團開(kāi)元礦運行的該系統安全穩定，能夠實(shí)時(shí)監測井下供電系統各級電壓值，負載電流值，功率值及開(kāi)關(guān)的運行狀態(tài)，并能夠查看相關(guān)值的歷史曲線(xiàn)；能對各個(gè)高低壓開(kāi)關(guān)的保護值進(jìn)行整定和在線(xiàn)修改，通過(guò)在客戶(hù)機端的操作實(shí)現遠程分合閘；能夠對井下電網(wǎng)的數據實(shí)時(shí)采集處理，對其出現的短路、過(guò)載、過(guò)壓、漏電等各種系統故障進(jìn)行實(shí)時(shí)告警和定位；另外，系統還預留了視頻及WEB接口，便于將來(lái)系統的擴展。通過(guò)在該礦的實(shí)際應用，說(shuō)明了該系統技術(shù)先進(jìn)、功能完善、可靠性高，提高了生產(chǎn)效率，為煤礦的井下電力安全提供了很好的保障，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/195175.htm
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