計算機網絡技術在變電站遠程監測系統中的運用

　　變電站遠程監測系統中通過電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、遠程門禁管理、遠程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性，并可逐步實現電網的可視化監控和調度，使電網調控運行更為安全、可靠。

　　《水電站設計》(季刊)創刊于1985年，由國家電力公司成都勘測設計研究院主辦。本刊辦刊宗旨：貫徹理論和實際相結合的方針，結合工程實踐，總結交流經驗，促進技術進步，提高大中型水電站的設計、科研和建設水平，推動我國水電事業的不斷發展。主要讀者對象為從事水電工程規劃、勘測、設計、施工、管理、監理、科研、試驗研究、水利水電環境及與水電相關學科的工程技術人員、大專院校師生。

　　0前言

　　計算機網絡技術正在把全世界的計算機系統、通信系統逐漸集成起來，形成信息高速公路，在此基礎上，傳統的工業控制領域也正在經歷著一場前所未有的變革，開始向網絡化的方向發展，逐漸形成了新的控制網絡系統。同時，新一代的計算機網絡控制系統向工業控制領域的過渡和應用，使得工業控制系統的集成性、復雜性和綜合性都得到了很大程度的提升。

　　1遠程監控系統的分析

　　1.1傳統遠程監控通信技術對比分析

　　當前自動化遠程監控系統的傳輸技術，主要有基于串口通信的RS232技術，RS485技術以及現場總線技術等。下面對現有通信傳輸技術逐一進行簡要分析。

　　1.1.1RS232技術和RS485技術

　　RS232技術是目前工業現場通信中應用最為廣泛的一種通信接口。該通信技術具有通信速率快，通信質量可靠的明顯優勢，但是RS232通信技術受到通信距離的限制。RS485技術，其實質是在RS232技術發展起來的。RS485技術采用差分傳輸，這樣能夠有效地消除通信過程中的共模干擾，大大提高了通信距離。其抗干擾能力也更強，能夠適用于復雜的工業環境中。

　　1.1.2現場總線

　　現場總線是面向工業生產控制現場而發展起來的一種通信技術。該技術具有多點控制，自動化程度高的優點，但是不同的廠家具有不同的現場總線協議，各家所做的現場總線自動化控制設備，互相不能夠兼容，造成了事實上的信息孤島。因此要實現對現場的統一自動化調度，利用現場總線技術實現起來還是有一定困難的。

　　1.2計算機網絡技術應用優勢

　　計算機網絡控制系統的結構一般分為現場設備層、網絡控制層、信息管理層三層其中現場設備層主要負責底層現場設備的模擬量參數的采集與A/D轉換，網絡控制層負責數字信號的傳輸，通過信息層的組態，對底層現場設備實現實時監測與控制。由于以太網支持的傳輸介質為粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線和光纖等，其最大的優點就是簡單、經濟實用、易于掌握。與現場總線控制系統相比，計算機網絡的優勢主要體現在以下幾個方面：通信協議透明，兼容性好，有廣泛的技術支持;為了更好地發揮各種監測控制系統的作用，協調生產過程中各系統間的關系，提高安全生產和管理水平，必須對上述系統整合，進行綜合自動化系統的集成建設。

　　2計算機網絡技術在變電站遠程監測系統中的運用

　　2.1遠程監控系統組網架構設計

　　基于計算機網絡的變電站遠程監控系統總體上劃分為三層：信息管理層、中間層、設備控制層。

　　2.1.1信息管理層

　　信息管理層的主要目的是利用設備控制層提供的大量生產信息使變電站各個實體部門將能夠不受地域的限制進行監視與控制變電站局域網里的各種數據，并對這些數據進行進一步的分析和整理，為相關的各種管理、經營決策提供支持，實現管控一體化。信息管理層實現的途徑是通過企業外部網(Internet)和企業內部網(Intranet)，由于涉及實際的生產過程，必須保證網絡安全。

　　2.1.2中間層

　　中間層即所搭建的計算機網絡，具體由DCS現場控制分站、遠程I/O分站、現場操作員站、中央控制站和交換機設備及控制總線等組成。中間層為整個變電站遠程監控網絡系統的綜合業務提供實時數據采集和傳輸、I/O控制以及編程下載等功能。通過該網絡平臺往下能對變電站內各控制子系統發布調用、監測和控制命令，并能見各子系統內設備的運行狀態，收集所需的生產和安全參數。

　　2.1.3設備控制層

　　設備控制層是通過采用傳感器對底層生產設備的狀態信息進行實時采集并發送傳輸，以完成各種控制、運行參數的監測、報警和趨勢分析等功能。設備控制層是面向變電站的電氣設備及自動控制要求的遠程監控體系的最底層，主要包括現場的各種監測、控制子系統等。

　　2.2變電站遠程監控系統服務器端配置

　　2.2.1數據服務器配置

　　結合變電站的應用需求及類型，以及網絡構建方案、系統組網方式的確定，需要為整個遠程自動監控系統配備數據庫服務器、Web服務器、組態服務器，同時，由于在計算機網絡上并行接入視頻負載，因此還需要視頻服務器。考慮到整個網絡的可靠性，需要采取冗余措施提高整個網絡的可靠性及可用性，采用兩臺服務器雙機熱備，當其中一臺服務器出現故障時，可自動切換到另一臺服務器，以防止數據丟失或控制失控。即使域服務器由于某種故障原因而停止工作，但這并不會導致整個網絡的癱瘓，并且在組建域的過程中，其他服務器都擁有較獨立的權限，這些服務器不會因為域服務器停止工作而癱瘓。因此域服務器無需采取冗余配置的方案。

　　2.2.2視頻服務器配置

　　由于變電站現場攝像頭采用網絡攝像儀，只需為每一臺網絡攝像頭設定固定IP地址，通過光纖就近接入交換機，即可實現變電站視頻監控負載的聯網。由于一般選用的視頻服務器支持四通道信號，根據現場所需要的地面攝像頭數量，對視頻服務器的IP地址統一進行設定，并分別就近安裝在地面攝像頭集中地，即可完成視頻服務器的統一調度。

　　3結語

　　隨著網絡通信技術的飛速發展，對于工業現場的遠程監控系統的要求也越來越高。對變電站遠程自動監控系統進行了完整的功能性設計，并給出了相關具體的網絡組建方案及其技術方案，對于進一步提高變電站遠程自動監控系統的應用及其現代遠程通信技術的應用都具有一定指導和借鑒意義。

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