1.前言
隨著無(wú)線通訊技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的飛速發(fā)展，基于GPRS+交流采樣RTU來(lái)實(shí)現(xiàn)配電變壓器監(jiān)控，越來(lái)越成為一種趨勢(shì)。
配電變壓器監(jiān)控系統(tǒng)是一種SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集監(jiān)視和控制系統(tǒng)。分為三個(gè)部分組成：監(jiān)控中心、通訊、終端。
監(jiān)控中心硬件采用工控機(jī)，軟件平臺(tái)采用最新的組態(tài)軟件技術(shù)，基于B/S模式，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行瀏覽。監(jiān)測(cè)中心軟件為用戶提供一個(gè)可視化的監(jiān)測(cè)界面。該監(jiān)測(cè)界面讓用戶直觀、方便、快捷地了解變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)此界面，用戶可以及時(shí)了解各變壓的工作狀況，并具有聲光報(bào)警等功能。同時(shí)，用戶通過(guò)查詢歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，可以調(diào)出變壓器的歷史運(yùn)行狀態(tài)曲線，從而預(yù)測(cè)變壓器的負(fù)荷情況，并完成上位機(jī)相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理功能。
通訊選用GPRS，利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)SCADA，是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個(gè)重要發(fā)展方向。由于GSM網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)成熟，覆蓋面又廣，利用GSM無(wú)線通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓器參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，無(wú)疑是對(duì)現(xiàn)有資源的最大利用。最重要的是GSM網(wǎng)絡(luò)是由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商投控系統(tǒng)，可以節(jié)省數(shù)以千億計(jì)的導(dǎo)線材料及人工費(fèi)用，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、資源最大共享的目的，而且免除了網(wǎng)絡(luò)的日常修改和維護(hù)工作，最大限度地節(jié)省了投資。無(wú)論何時(shí)何地，只要有一部電腦和可以上網(wǎng)的電話線就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各地變壓器進(jìn)行監(jiān)控。和有線方式比較起來(lái)，成本低，易安裝、易維護(hù)，可靠性高。
RTU采用工業(yè)級(jí)RTU，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的工作狀況，包括變壓器的三相電壓、三相電流、三相功率(負(fù)荷)、三相無(wú)功功率、三相不平衡電流、功率因數(shù)、諧波、脈沖表的電度、變壓器的溫度等，通過(guò)變壓器的工作狀況，可以進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)進(jìn)行故障排除，減少停電時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失和降低對(duì)用戶造成的不便，提高供電的質(zhì)量。
2.系統(tǒng)構(gòu)架
3.三維力控PCAUTO3.62組態(tài)軟件介紹
1 主要特點(diǎn)
（1）管控一體化的軟件
強(qiáng)大的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術(shù)，直接支持多文檔。WWW功能全部用VC++實(shí)現(xiàn)，因此當(dāng)在Internet上遠(yuǎn)程訪問(wèn)監(jiān)控畫(huà)面時(shí)，具有更好的實(shí)時(shí)性。同時(shí)易于使用ASP等快速開(kāi)發(fā)工具構(gòu)建B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可以直接訪問(wèn)單窗口。
國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)架，支持B/S和C/S訪問(wèn)方式，支持多層次網(wǎng)絡(luò)冗余及故障切換。提供多重冗余結(jié)構(gòu)，支持IO設(shè)備冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、數(shù)據(jù)庫(kù)冗余等；
在基于PC控制的“軟PLC”套件得到大量應(yīng)用的基礎(chǔ)上， 控制策略生成器更加完善和符合現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn),輕松的基于PC構(gòu)建復(fù)雜控制系統(tǒng)；
設(shè)備通訊和力控網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)支持GPRS、CDMA等移動(dòng)通訊功能；GSM手機(jī)短信報(bào)警管理系統(tǒng)方便管理報(bào)警信息；
重新設(shè)計(jì)的加密系統(tǒng)，支持工程加密；
（2） HMI新特點(diǎn)
重新設(shè)計(jì)的HMI開(kāi)發(fā)系統(tǒng),更多的組件和控件來(lái)方便您構(gòu)成強(qiáng)大的系統(tǒng)；豐富的函數(shù)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序使您集成更容易；
增強(qiáng)的過(guò)渡色與漸進(jìn)色功能，從根本上解決了很多同類(lèi)軟件在過(guò)多使用過(guò)渡色、漸進(jìn)色時(shí)，嚴(yán)重影響畫(huà)面刷新速度和系統(tǒng)運(yùn)行效率的問(wèn)題；
優(yōu)化設(shè)計(jì)的工具箱和調(diào)色板，在顏色選擇時(shí)更直觀、方便；開(kāi)發(fā)更靈活,更多的矢量子圖，制作工程畫(huà)面更快捷。
提供面向?qū)ο缶幊谭绞剑瑑?nèi)置間接變量、中間變量、數(shù)據(jù)庫(kù)變量，支持自定義函數(shù),支持大畫(huà)面和自定義菜單，方便您構(gòu)造強(qiáng)大的企業(yè)級(jí)運(yùn)行系統(tǒng),
腳本類(lèi)型和觸發(fā)方式多樣，支持?jǐn)?shù)組運(yùn)算和循環(huán)。
（3）開(kāi)放性
直接EXCEL已VBA的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)；
符合工程規(guī)范的設(shè)計(jì)：更多的功能組件是為了滿足工程技術(shù)人員的需要而設(shè)計(jì)的，足夠的靈活性保證了它具有廣泛的適應(yīng)性；
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件靈活方便，OPC技術(shù)直接支持時(shí)間戳和質(zhì)量戳；
多國(guó)語(yǔ)言版本保證了您的項(xiàng)目的拓展
（4）開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
力控提供了一個(gè)高度集成化、可視化的開(kāi)發(fā)環(huán)境。極為友好的界面風(fēng)格使您“上手”非常容易。
* 圖庫(kù)
集成化的開(kāi)發(fā)環(huán)境、增強(qiáng)的圖形功能，豐富的圖形元素及超級(jí)子圖精靈圖庫(kù)集，提供子圖精靈開(kāi)發(fā)工具，用戶可以方便地生成自己的圖庫(kù)；力控?優(yōu)化設(shè)計(jì)的圖庫(kù)，提供了豐富的子圖和“子圖精靈”，任意拖拽不變形，使您的工程畫(huà)面精益求精。
* 內(nèi)部組件
視頻組件：進(jìn)行視頻的捕捉和回放；
溫控曲線組件：可以進(jìn)行溫度的自動(dòng)升溫和保溫控制；
瀏覽器組件：可以作為標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器客戶端；
標(biāo)準(zhǔn)WINDOWS組件：支持標(biāo)準(zhǔn)的文本框、單選框、列表框等組件；
增強(qiáng)的報(bào)警組件：集成的報(bào)警管理和查詢；
X—Y曲線組件：可以自由的進(jìn)行曲線分析和查詢；
幻燈片組件：靈活的幻燈片播放，可進(jìn)行自由控制；
自由曲線組件：方便的繪制各種曲線和動(dòng)畫(huà)連接；
萬(wàn)能報(bào)表組件：類(lèi)EXCEL的報(bào)表工具，方便您完成管理報(bào)表；
立體棒圖組件：直方圖的分析工具；
歷史追憶組件：可以追憶帶毫秒標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，方便事故查詢；
手機(jī)短信組件：簡(jiǎn)單的手機(jī)短信發(fā)送組件
* 報(bào)表組件：
歷史報(bào)表:
方便快速的歷史報(bào)表生成工具，能進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)的生成，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間范圍、間隔、起始時(shí)間可進(jìn)行任意指定，并可以根據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)，組態(tài)時(shí)在力控的繪畫(huà)菜單內(nèi)進(jìn)行歷史報(bào)表的選取。
內(nèi)嵌多功能報(bào)表：
靈活的報(bào)表生成方式，可以任意設(shè)置報(bào)表格式，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表。可以在報(bào)表上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和任意時(shí)刻的歷史數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計(jì)處理，例如取行平均、列平均，統(tǒng)計(jì)出最大最小值。內(nèi)嵌多功能報(bào)表提供了相應(yīng)的報(bào)表函數(shù)，可以制作各種報(bào)表模板，實(shí)現(xiàn)多次使用，以免重復(fù)工作，組態(tài)時(shí) 在力控的子圖內(nèi)。
內(nèi)置數(shù)據(jù)表：
內(nèi)置數(shù)據(jù)表是力控開(kāi)發(fā)人員總結(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出的內(nèi)置實(shí)時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)表，利用報(bào)表模板可以將力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量和報(bào)表字段進(jìn)行任意綁定，可以對(duì)任意的數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、刪除、遍歷、存盤(pán)，內(nèi)置的報(bào)表過(guò)濾器可以任意設(shè)定不同情況下的查詢條件，根據(jù)查詢條件對(duì)所查出的記錄進(jìn)行選取來(lái)參與數(shù)據(jù)處理。
動(dòng)作腳本
動(dòng)作腳本類(lèi)型和觸發(fā)方式多樣，具備自定義函數(shù)功能，支持?jǐn)?shù)組運(yùn)算和循環(huán)控制。內(nèi)置多種打印函數(shù)，可根據(jù)畫(huà)面的大小進(jìn)行任意設(shè)置打印范圍。
自定義運(yùn)行菜單
力控支持用戶自定義菜單，其中包括窗口彈出式菜單和定義在各個(gè)圖形對(duì)象上的右鍵菜單。配合腳本程序與自定義菜單，可以實(shí)現(xiàn)更為靈活與復(fù)雜的人機(jī)交互過(guò)程。
系統(tǒng)安全性
力控提供了完備的安全保護(hù)機(jī)制，以保證生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠。力控?的用戶管理將用戶分為操作工、班長(zhǎng)、工程師、系統(tǒng)管理員等多個(gè)級(jí)別，并可根據(jù)級(jí)別限制對(duì)重要工藝參數(shù)的修改，以有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的誤操作。
報(bào)警和事件記錄
力控在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過(guò)程等重要事件。一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)事故追憶，提供基礎(chǔ)資料。
（5）分布式網(wǎng)絡(luò)
特點(diǎn)
力控是真正的分（）（）式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在工程項(xiàng)目中用戶可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活地構(gòu)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)力控節(jié)點(diǎn)可以構(gòu)建B/S和C/S等方式。
網(wǎng)絡(luò)冗余
力控?支持多層次網(wǎng)絡(luò)冗余，支持報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步。在雙機(jī)冗余基礎(chǔ)上，其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)跟蹤冗余主/從機(jī)的切換。各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以監(jiān)視，還能夠進(jìn)行控制。
開(kāi)放方式
軟件為開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA標(biāo)準(zhǔn)。
以O(shè)LE、COM/DCOM、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)等多種形式提供外部訪問(wèn)接口，便于用戶利用各種常用開(kāi)發(fā)工具（如：VC++、VB等）進(jìn)行深層的二次開(kāi)發(fā)。
多國(guó)語(yǔ)言支持
力控同時(shí)具有英文版、繁體、簡(jiǎn)體中文版，在蘇丹、埃及、馬來(lái)西亞、孟加拉國(guó)、緬甸都有力控?軟件的應(yīng)用實(shí)例。
力控將加速?lài)?guó)際化進(jìn)程，適應(yīng)入世的要求。
（6）區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)處理：
力控監(jiān)控組態(tài)軟件內(nèi)置區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)置多種功能塊，來(lái)完成數(shù)據(jù)處理，可實(shí)現(xiàn)累計(jì)、統(tǒng)計(jì)、控制、線形化、PID控制、各種運(yùn)算等多種功能。
區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警檢查、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等功能。
數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)按區(qū)域、單元、子單元管理，分為6層結(jié)構(gòu)，方便數(shù)據(jù)的管理
數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)為可組態(tài)的“活結(jié)構(gòu)”，用戶可根據(jù)實(shí)際需要自定義自己的各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，方便對(duì)數(shù)據(jù)的管理和查找。
力控?數(shù)據(jù)庫(kù)具備真正意義上的分布式特征。力控?的HMI（人機(jī)界面）部分與數(shù)據(jù)庫(kù)部分可以分別運(yùn)行在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，任意一臺(tái)操作站上的HMI都可以訪問(wèn)任意一臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)行于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)還可以互相訪問(wèn)。真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布處理，界面的集中監(jiān)控與管理。
豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)組件：
ODBC雙向轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)組件：可以和各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)ODBC驅(qū)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)向關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的雙向轉(zhuǎn)儲(chǔ)；
GSM短信管理組件：完善的報(bào)警短信管理，生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息及時(shí)的發(fā)送到管理者的手機(jī)上；
PORT SERVER數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件:支持網(wǎng)絡(luò)其它的節(jié)點(diǎn)通過(guò)串口、網(wǎng)絡(luò)、MODEM、GPRS、CDMA等方式的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)；
NETSERVER組件：專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器組件，構(gòu)成分布式應(yīng)用的核心
DBCOM控件：標(biāo)準(zhǔn)的Activex控件，允許第三方開(kāi)發(fā)工具來(lái)訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，支持C/S網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。
SoftPLC組件：控制策略生成器構(gòu)筑PC控制的靈魂；
OPC/DDE SERVER：標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，第三方軟件可通過(guò)DDE和OPC標(biāo)準(zhǔn)來(lái)遍歷數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。
4.廈門(mén)桑榮GPRS DTU介紹
Saro3130P GPRS DTU是一款基于移動(dòng)2.5G GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、內(nèi)嵌TCP/UDP協(xié)議及功能強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸終端。采用Siemens MC35i工業(yè)級(jí)通訊模塊，工業(yè)規(guī)格設(shè)計(jì)。提供RS232/RS485/RS422等標(biāo)準(zhǔn)串行接口，直接與PLC、RTU、FTU、TTU等采集設(shè)備透明連接。實(shí)現(xiàn)GPRS遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能。
5.北京易控微網(wǎng)科技STC-2 RTU介紹
（1）STC-2功能示意：
（2） STC-2功能簡(jiǎn)介：
測(cè)量變壓器三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無(wú)功功率、三相總有功功率、三相總無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、1-31次諧波(STC-2XB有此功能)、積分電度、三相不平衡電流等，數(shù)據(jù)刷新速度快，電壓、電流輸入均隔離，精度0.5% 以內(nèi)
2路直流模擬量輸入(0-20mA或0-5V)，可通過(guò)溫度變送器測(cè)量變壓器精度
3路開(kāi)關(guān)量繼電器隔離輸出(觸點(diǎn)容量250VAC 5A、30VDC 5A)，可以作為遙控、跳閘或者告警
6路開(kāi)關(guān)量光電隔離輸入，可兼作脈沖輸入(測(cè)量電度表輸出脈沖)，帶SOE(事件記錄)功能
隔離的兩路485或232， MODBUS RTU通訊協(xié)議
貼片安裝，無(wú)外部總線，較高的EMC性能
卡式導(dǎo)軌或螺絲固定
工作溫度：-20℃到70℃
EMC測(cè)試能達(dá)到IV級(jí)
6.系統(tǒng)特點(diǎn)
本系統(tǒng)由國(guó)內(nèi)知名廠商的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品組成，采用開(kāi)放式的協(xié)議MODBUS，應(yīng)用在許多類(lèi)似的SCADA系統(tǒng)，具有可靠性高、綜合性價(jià)比高、開(kāi)放性好、易擴(kuò)展、易維護(hù)、易安裝等特點(diǎn)。
7.系統(tǒng)參考配置
假定測(cè)一個(gè)變壓器，配置設(shè)備清單如下：
監(jiān)控中心：
工控機(jī) 一臺(tái)
激光打印機(jī) 一臺(tái)
UPS電源 一套
組態(tài)軟件PCAUTO3.62 一套
寬帶上網(wǎng)條件(或移動(dòng)數(shù)據(jù)專(zhuān)線，根據(jù)終端點(diǎn)的數(shù)量來(lái)定)
現(xiàn)場(chǎng)：
GRPS DTU(含配件) 一臺(tái)
靜態(tài)IP GPRS SIM卡 一張
STC-2 RTU 一臺(tái)
溫度變送器 一個(gè)
PT100或CU50溫度傳感器 一個(gè)
脈沖電度表 一個(gè)
24V開(kāi)關(guān)電源 一個(gè)
戶外防水箱(包括內(nèi)部配線等) 一個(gè)
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