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第七节SCADA系统一、SCAD;系统概念SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition） 系统: 即数 据采集与监视控制系统远动系统 : 用电气化手段通过一个或多个相互连接 （或非连接） 的 通道，对远方处于分散状态的生产过程的集中监测， 控制和集中管理牵引供电SCADA系统是远动系统的一个典型应用SCAD廉统由调度端、被控站及信道等组成调度端：设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管 理功能等；被控站 : （RTU:Remote Terminal Unit ）：受调度端监视的站称为 被控站，被控站完成远动系统的数据采集、预处理，发送、接收及输 出执行等功能；信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道，可分为有线信道 及无线信道SCADAI息的传输在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息 下行信息：从调度端发往被控站的信息称为下行信息（如下发遥 控，遥调令），所有通道称为下行信道上行信息： 从被控站发往调度端的信息称为上行信息 （如被控站 要上送的测量量， 开关状态及事故信号等），所有信道称为上行信道远动系统信息传送方式分为两大类即循环方式（ CDT和查询（ Polling ）方式CDT方式（循环传送方式）：以被控站的远动装置为主，周期地 采集数据，并且周期性地以循环的方式向调度端发送数据， 即由被控 端传送遥测、遥信量给调度端。

POLLING方式（查询传送方式）：以调度端为主由调度端发出 查询命令， 被控端按发来的命令工作， 被查询的站向调度端传送数据 或状态信息SCAD系统的工作方式：SCADA系统的工作方式有多种，可分为 1:1工作方式，1： N 工作方式及M: N工作方式1： N工作方式：指1个调度端对应N个被控站；M N工作方式： 指M个调度端对应着N个被控站牵引供电SCAD/系统的类型：根据系统所采用的信道，被控站及 调度系统的结构不同可有多种分类按信道结构分： 传送信号是利用有线信道还是无线信道可分为有 线和无线远动系统如站场的开关的无线远动装置；按被控端结构分 ： 常规远动系统，综自远动系统； 按调度端结构分 ： 单机系统，双机系统，网络化系统 遥控：遥控是从调度所发出命令以实现远方操作和切换 遥控分 为单控，程控遥调：遥调是指调度所直接对被控站某些设备的工作状态和参数 的调整，如调整变电所的某些量值（如变压器等可进行分级调整） 遥测：遥测是将被控站的某些运行参数传送给调度所 遥信：遥信是将被控站的设备状态信号远距离传给调度所对牵引供电系统涉及的遥信量可为以下几大类：位置遥信 ： 开关状态信号；非位置遥信 ： 事故及预告信号；软遥信 ： 非常规节点遥信 , 由变电所综合自动化系统根据测量值 及计算给出；变电所遥控对象位置信号 中央信号（包括事故总信号、预告总信号、自动装置动作、控制 回路断线、控制方式、所内监视、交流回路故障、直流电源故障、压 互回路断线等）。

进线有压 /失压、自投投入 / 撤除信号； 牵引变压器的各类故障信号（含保护动作信号） ； 电容补偿装置的各类故障信号（含保护动作信号） ； 动力变压器的各类故障信号（含保护动作信号） ； 馈电线的各类故障信号（含保护动作信号） ； 各开关操作机构的工作状态信号； 远动装置、远动通道运行状态、馈电线的各类故障信号（含保护 动作信号）；各开关操作机构的工作状态信号； 远动装置、远动通道运行状态； 遥视：遥视是将被控站设备的视频信号传送给调度所， 进行远方图像监视；SCADA系统相关技术：1. 网络技术(1) 局域网技术：局域网 (LOCAL Area Network, LAN) ：指在一个 小的区域内由多台计算机互联的系统， 规模可大可小， 可能是由几台 计算机组成，也可能是几百台组成的网络特点：地理范围有限 ( 小于 10kM)；通信速度快、可打10Mbps 100Mbps或千兆，可靠性高、误码率 低；网络拓扑结构简单 ： 主要包括星形、环形或总线形，传输介质为 同轴电缆、屏蔽双绞线，光纤；局域网的的连接方式：星型，总线，环型；不同局域网间的互联可通过交换机 (Switch )、路由器(Router )、 网关 (Gateway) 等互联。

2) 城域网，广域网技术：城域网( Metropolite Area Network)： 网络连接规模在10-100kM;广域网(Wide Area Network , WA) 指 在一个较大的区域内由多台计算机互联的系统 (可跨国界，洲界，甚 至全球)特点：地理范围很大;网络拓扑复杂、纵横交错成网状; 传输媒体主要为卫星、数据交换网;牵引供电系统综合调度系统的主控中心， 维修中心， 被控站可构 成一个广域网系统2. 客户/服务器(C/S)结构指网络中服务的提供方式， 请求服务的一方叫客户方， 提供服务 的一方叫服务器方客户、 服务器服务既可在一台机器上完成，也可 分布在网络上的不同机器上特点：数据集中管理、 安全可靠和数据一致性强， 多用户共享主机系统 的数据资源和外设资源，共享资源能力强 , 降低了系统成本;集成应用能力强 用户需要的各种信息都可在客户机上得到， 用 户可通过客户机交互工作界面， 直接处理从服务器及其它客户机得到的数据，并产生新的有用信息； 组网灵活，客户机配置灵活，增减客户机节点非常方便，这些都 可通过维护软件设定来完成；系统数据库保存在服务器中，客户机启动时按需要传入数据库， 因此，当某一客户机节点故障时，并不影响整个系统运行，系统数据 库也不受影响，提高了系统的可靠性。

3. 浏览器/服务器(B/S)模式将浏览器技术运用于SCADA系统，对扩大实时系统的应用范围， 减少维护工作量；在新一代的SCADA^统中，传统的人机界面将保留，主要供调度 员使用，管理部门的复示系统用标准浏览器通过 Web访问服务器，实 时监视整个系统的运行状态4. 操作系统(1) WIND0WSt作系统：基于INTEL或相应平台，窗口界面，图 形操作系统，用于个人计算机PC或 PC服务器特点：操作直观、简便，对系统硬件要求低，但安全性欠缺；(2) UNIX操作系统：字符界面，多用于基于 RISC的小型机或服 务器特点：系统可靠性高、安全性强，但操作不直观，对系统硬件要 求高，维护较复杂3) 实时多任务操作系统：常用于对实时性要求较高的 SCAD療统测控装置及通信装置，如 RTOS QNX VxWorks等5. 数据库管理系统常用的关系数据库管理系统有： Microsoft SQLSERVE、RSYBAS、E Oracle 、 I nfo rmix 等；关系数据库管理系统提供海量数据的存储、更新及查询、检索； 关系数据库管理系统支持 SQL( Structure query languange )查询语言；关系数据库管理系统支持 ODB(C open database connection, 开 放数据库连接)接口标准， 无论采用何种数据库管理系统，应用软件 均可以采用相同的接口访问数据库系统。

一、SCADA^统基本结构及主要功能SCADAR统分为四个子系统：(1) 信息采集和执行子系统在变电所收集各种表征电力系统运行的实时信息， 并根据运行需要向调度端提供各种监视、分析和控制牵引供电系统所需要的信息， 系统的运行状态信息(电压、电流、功率，开关状态等)，温度、湿 度等；(2) 信息传输子系统电力载波通讯、数字微波通讯、光纤通讯光纤通信为主，数字 微波通讯为辅是电力通信主干网的发展方向3) 信息处理子系统实时信息处理实时信息处理，存储,打印并在调度员工作站以友 好的人机界面显示主站(调度端被控站模拟屏£犬 屏幕投影系显示器控制台打川机用于信息釆集、分析、处理的计 算机系统通信揍口设备通信接口设备□-二信道用于信息采集和执行的计算机入 设 备信 息 输信 出息 设输 备节器人机联系子系I统信息采集处 理和控制子 系统信息传输子系统信息采集和命 令执行子杀统(4) 人机联系子系统通过人机联系子系统，为调度员提供完整的牵引供电系统设备运 行实时状态及分析，完成远方操作模拟盘(大屏幕显示器)，图形显示器，控制台，音像报警系统， 打印绘图系统牵引供电SCADA系统主要功能(1) 牵引供电系统中使用的 SCADA系统主要监控牵引供电系统沿 线各变电所，分区所，开闭所的设备运行状态，完成遥控，遥测，遥 信，遥调，遥视，保护及调度管理；(2) 故障定位,辅助完成设备维修，设备事故处理等功能。

三、SCADA系统的发展电力系统调度自动化自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密 相关电力系统自动化发展到今天已经经历了四代第一代是基于专用计算机和专用操作系统的 SCADA系统，这一阶 段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，广泛采用通用 工作站，操作系统一般是通用的 UNIX操作系统第三代 90 年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关 系数据库技术的能够实现大范围联网的 SCADA系统称为第三代第四代系统的基础条件已经具备 新一代系统的主要特征是采用 In ternet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术， 继续扩大SCADA系统与其它系统的集成，综合安全经济运行以及商业 化运营的需要随着计算机技术，通信技术，网络技术的发展，牵引供电SCADA系 统新的发展有以下几点：1.SCADA与其它系统的广泛集成SCAD療统是电力系统自动化 的实时数据源，为EMIS系统提供大量的实时数据，SCADA系统与EMIS 系统互联为设备检修提供实时信息，有助于事故抢修及指挥2. 变电站综合自动化以RTU微机保护装置为核心，将变电站 的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制 保护屏，能够降低变电站的占地面积和设备投资， 提高二次系统的可 靠性。

3. 专家系统、模糊决策、神经网络，数据挖掘， Agent 等新技术 研究与应用4. 面向对象技术、Intranet,lnternet 技术面向对象技术（00T是网络数据库设计、SCADA系统软件设计的合适工具，面向对象技术 以广泛运用于SCADA系统5.SCADA/CTC/EMIS-体化综合自动化系统大系统集成SCAD廉统在牵引供电系统的重要性：1. 节约天窗作业时间 , 提高天窗兑现率2. 加速故障判定及事故抢修作业3. 实现系统信息共享 , 联动操作，综合管理四、牵引供电SCADA系统调度端1 概述能正确和及时地掌握每时每刻都在变化着的牵引供电系统设备运 行情况， 处理影响整个牵引供电系统正常运行的事故和异常情况； 对 所有数据进行分析，处理， 存储及打印，以友好人机界面向调度员显 示，转发其它系统共享；调度中心(调度端)是 SCAD系统的中枢；SCAD系统调度端组成：计算机子系统和人机接口设备，外围设备计算机子系统：计算机子系统又称作信息采集和处理控制子系 统，是整个调度管理自动化系统的核心 它对采集到的信息进行加工、 处理，把结果通过人机联系子系统呈现给调度人员或者通过执行子系 统直接进行远方控制、调节操作。

组成：计算机硬件和软件组成1) 计算机硬件系统。