FBM242 FOXBORO
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關(guān)鍵詞： 加固便攜式計算機平臺，電力規(guī)約分析儀
摘要：ACME便攜式計算機FlexPAC730是一款適應(yīng)性非常強的加固便攜式計算機平臺，可以使用于電力規(guī)約分析儀設(shè)備。
ACME便攜式計算機FlexPAC730是一款適應(yīng)性非常強的加固便攜式計算機平臺，是電力規(guī)約分析儀設(shè)備的完美解決方案。
FlexPAC730便攜式計算機作為電力規(guī)約分析儀可靈活方便地滿足電力系統(tǒng)自動化測試中心對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的主站系統(tǒng)、廠站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的專業(yè)化測試和分析要求，并能進行實時數(shù)據(jù)的輸入輸出、實時數(shù)據(jù)的處理、規(guī)約解析、模擬電網(wǎng)事故下的數(shù)據(jù)雪崩試驗、模擬遙測突變、保存通信報文、交換控制調(diào)節(jié)報文、偵聽報文內(nèi)容等功能的測試，為主站、廠站系統(tǒng)各項功能和性能指標(biāo)進行專業(yè)測試評估 。
一、功能描述
1. 模擬主站
支持遙測、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度等參量的人工置數(shù)；遙控操作模擬，供對各變電所進行模擬遙控操作，可單個/批量/順序遙控測試及保護命令測試；
支持包括遙測原值、遙測工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線遙信值和定值等實時數(shù)據(jù)顯示；
遠動報文顯示，可交替啟動/停止遠動報文的顯示，交替進入調(diào)試狀態(tài)/正常狀態(tài)，在調(diào)試狀態(tài)下，使用快捷鍵可單步執(zhí)行報文事故模擬；
人工發(fā)送命令，通信報文導(dǎo)入，模擬主站數(shù)據(jù)、參數(shù)清零。
2. 模擬從站
廠站類型、錯誤條件、錯誤規(guī)則和事件等錯誤數(shù)據(jù)模擬；
雪崩事故模擬，模擬電網(wǎng)事故狀態(tài)下數(shù)據(jù)雪崩和主站系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)極限容量、用于測試、分析系統(tǒng)在極限狀態(tài)下處理能力和性能；
事故遙信變位模擬；
支持包括遙測、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度、定值等參量的人工置數(shù)；
子站實時數(shù)據(jù)信息顯示，包括遙測原值、遙測工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線遙信值和定值等信息顯示；
子站端口報文分析，規(guī)約交互過程顯示/停止；
遙測量模擬、模擬輸出量模擬、遙信量模擬、電度量模擬RTU使能；
人工發(fā)送命令，通訊報文導(dǎo)入，模擬子站數(shù)據(jù)、參數(shù)清零。3. 報文監(jiān)測、解析
報文監(jiān)測，以原始代碼形式對通信端口報文進行監(jiān)視，接收上行、下行報文，并輔以通信接口信息、精確報文收發(fā)時間等信息，方便對歷史記錄調(diào)用查詢；
規(guī)約分析，可以進入規(guī)約調(diào)試狀態(tài)，可以單步執(zhí)行一條指令、多條指令，也可按一定次序批量執(zhí)行多條指令，方便用戶調(diào)試規(guī)約；
報文分析功能，以純中文方式逐行、逐字節(jié)透徹解析報文，并檢驗對錯；
導(dǎo)入\導(dǎo)出報文，可以將以前記錄的報文重新導(dǎo)入（包括上行報文和／或下行報文），報文文件可以以文本方式存儲，方便離線處理分析；
通過調(diào)入監(jiān)測記錄數(shù)據(jù)，再現(xiàn)通信全過程。
4. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕捉
可任意監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)上（包括本地主機接口和遠程主機接口）的TCP/UDP通訊，并解釋出對應(yīng)的規(guī)約數(shù)據(jù)，顯示報文、變化數(shù)據(jù)、全數(shù)據(jù)等；
網(wǎng)絡(luò)捕獲報文，并可按規(guī)約進行解釋；
支持遙測原值、遙測工程值、模擬輸出量原值、模擬輸出量工程值、遙信、數(shù)字輸出量、輸入SOE、輸出SOE、電度原值、電度工程值、離線遙信值和定值網(wǎng)絡(luò)在線捕獲。
5. GPS、RTU對時
自動對時：按規(guī)定時間間隔自動對時；
人工對時：需要時人工對時一次。
6. 數(shù)據(jù)庫管理
支持報文顯示、存儲及導(dǎo)入導(dǎo)出功能；
記錄回放，真實重現(xiàn)通信數(shù)據(jù)記錄過程，重現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)斷面；
取點方案自定義：支持遙測、模擬輸出量、遙信、數(shù)字輸出量、電度等取點方案自定義；
根據(jù)測試結(jié)果，自動生成測試報告；
統(tǒng)計信息打印，可以將測試過程的相關(guān)統(tǒng)計信息以報表形式打印出來；
配置文件信息輸出，將配置文件信息輸出到文本文件中，以便于使用；
支持多達20多種數(shù)據(jù)類型記錄選擇功能；
記錄儀數(shù)據(jù)查找，根據(jù)條件搜索記錄儀所記錄數(shù)據(jù)，方便對其進行深入研究。
7. 其他功能
可定義、保存和裝載測試方案，實際測試可根據(jù)預(yù)定的方案自動完成；
遠程維護和控制，可使用局域網(wǎng)內(nèi)的任意一臺機器對本分析儀進行維護和控制；
測試信息輸入和保存，可將本次測試的相關(guān)信息進行輸入和保存。
RS-232/V.24接口
10M/100M以太網(wǎng)接口艾默生 SCADA如何解決高含氫焦?fàn)t氣管線運行中的幾個關(guān)鍵問題
供稿：艾默生過程管理 2015/3/12 16:10:05
星級： 人氣：638
關(guān)鍵詞： SCADA
摘要：本文以艾默生實施的內(nèi)蒙古-寧夏的一條焦?fàn)t煤氣輸氣管線為例,論述了基于OpenEnterprise軟件、CotrolWave系列硬件PLC/RTU和艾默生集成技術(shù)的SCADA系統(tǒng)在解決高含氫焦?fàn)t氣管線中幾個關(guān)鍵問題的重要應(yīng)用，以及未來該系統(tǒng)的前瞻性發(fā)展。
1. 管線需求概述
本文以艾默生實施的內(nèi)蒙古-寧夏的一條焦?fàn)t煤氣輸氣管線為例,論述了基于OpenEnterprise軟件、CotrolWave系列硬件PLC/RTU和艾默生集成技術(shù)的SCADA系統(tǒng)在解決高含氫焦?fàn)t氣管線中幾個關(guān)鍵問題的重要應(yīng)用，以及未來該系統(tǒng)的前瞻性發(fā)展。
內(nèi)蒙古-寧夏輸氣管道是我國第一條長距離高氫含量焦?fàn)t煤氣輸送管道，全長216.4公里，管徑611mm，是某國有大型天然氣公司焦?fàn)t煤氣節(jié)能減排綜合利用項目下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。焦?fàn)t煤氣的主要成分是氫氣和甲烷，有時還會有部分CO甚至氧氣混合。含氫量最高時，氫氣含量可高達99%。因此該管道有別于通常的天然氣管道，氣質(zhì)更易燃易爆，運行更危險，因此也對SCADA系統(tǒng)提出了高于傳統(tǒng)管道的要求：如安全、環(huán)保、設(shè)備和通訊數(shù)據(jù)可靠、無人值守免維護等等。
艾默生針對以上的需求為客戶提供了一整套的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集系統(tǒng)（SCADA）解決方案，且包含整體的工程實施和后續(xù)服務(wù)。當(dāng)前艾默生SCADA系統(tǒng)通過調(diào)控中心、場站和閥室的多級監(jiān)控，將積累了35年之久的SCADA系統(tǒng)經(jīng)驗運用于此項目，為用戶提供了一流的產(chǎn)品和服務(wù)，幫助客戶實現(xiàn)節(jié)能減排、安全管理、可靠運營的目標(biāo)。
二、特點
根據(jù)電力用戶實際應(yīng)用的需求，為中國電力自動化系統(tǒng)用戶量身定制；
便攜式方式，堅固型結(jié)構(gòu)，工業(yè)級設(shè)計，符合電力系統(tǒng)現(xiàn)場操作；
儀表內(nèi)置雙FSK模擬接口，無需外配電力MODEM，即可實現(xiàn)上下行模擬數(shù)據(jù)報文同時監(jiān)測；
獨特的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲功能，可實時在TCP/UDP網(wǎng)絡(luò)上進行主站、廠站信息數(shù)據(jù)的捕獲；
強大的報文解析功能，讓用戶十分清楚地對數(shù)據(jù)報文進行解讀、查閱；
多種報表自動生成，測試數(shù)據(jù)使用WORD工具生成測試報表，支持統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表，遙控遙調(diào)測試報表，變化遙信測試報表；
支持目前電力系統(tǒng)常用規(guī)約，并可十分方便地進行規(guī)約擴展，滿足用戶新增規(guī)約分析的需求，有效保護用戶的投資。
從以上功能與特點我們可以得知，F(xiàn)lexPAC730當(dāng)之無愧是電力規(guī)約分析儀的完美解決方案，能滿足電力規(guī)約分析儀所有的需求。
2. 艾默生SCADA針對高含氫焦?fàn)t氣幾個關(guān)鍵問題的解決方案
2.1如何確保管道的安全性
焦?fàn)t煤氣的氫氣含量很高，因此用戶對整條管線的安全運行提出更高要求，針對客戶的需求，艾默生在管道安全監(jiān)控和管理上提供了以下幾方面的考慮和解決方案：
首先，保證系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的安全。管道安全運行的前提是所有反映管道運行狀態(tài)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r有效的傳遞到調(diào)控中心。從SCADA整體構(gòu)架來說，采用了基于OpenEnterprise(簡稱OE)軟件的C/S結(jié)構(gòu)，場站和閥室采用ControlWave PLC和RTU的混合控制器采集現(xiàn)場儀表信號的三級控制模式。SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：
為保證數(shù)據(jù)采集的可靠性，調(diào)控中心SCADA服務(wù)器為熱備冗余結(jié)構(gòu)，裝有OE冗余軟件，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時能自動切換到備用服務(wù)器，由于基于OE的主備服務(wù)器之間實時數(shù)據(jù)同步，所以主備之間可無擾切換，這樣即使在出現(xiàn)故障切換時系統(tǒng)仍能保持平穩(wěn)運行。
在場站為了確保運行安全，我們采用了艾默生獨特的PLC和RTU混合控制器ControlWave（簡稱CW）。該款控制器既具備有PLC高速邏輯數(shù)據(jù)處理能力，又具備RTU的硬件性能卓越、可適應(yīng)惡劣環(huán)境的特點。
CW PLC硬件采用多種隔離技術(shù)設(shè)計，具有較強的防浪涌和防電磁干擾性能，減少感應(yīng)雷電或瞬態(tài)電流對卡件的破壞。場站的大型壓縮機、泵等設(shè)備不會對其造成信號干擾。
站控PLC通常放置于控制室內(nèi)，常規(guī)的管道會選擇不具備防爆特性的傳統(tǒng)PLC，而在本項目中所使用的CW PLC 具備Class 1, Division2的防爆等級，可以在偶爾出現(xiàn)危險氣體的環(huán)境中使用，這也正是考慮將其運用到高氫焦?fàn)t氣管道的目的。場站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
其次，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?。為了管道的安全運行，不僅現(xiàn)場的數(shù)據(jù)要可靠的傳輸?shù)秸{(diào)控中心，報警和歷史數(shù)據(jù)也需要反映到調(diào)控中心。該管道SCADA系統(tǒng)的通訊線路受地理條件影響無法做成雙光纖冗余信道，只能采取主通信信道使用聯(lián)通公司的公共光纖網(wǎng)，備用通信采用CDMA無線的方式。如此的通訊條件很容易出現(xiàn)通訊中斷的風(fēng)險。對于處理通訊中斷，艾默生采用了歷史數(shù)據(jù)就地存儲通訊恢復(fù)后自動回填的方式。
ControlWave PLC和RTU均設(shè)計有特殊的存儲器結(jié)構(gòu)，其中具有大容量的掉電非易失存儲器，當(dāng)通訊出現(xiàn)中斷時，帶有時間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲在本地PLC/RTU內(nèi)，一旦通訊恢復(fù)，歷史數(shù)據(jù)和報警會自動回傳到OE系統(tǒng)。這樣則不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述歷史數(shù)據(jù)回填功能，我們采用了艾默生高級同步/異步協(xié)議-BSAP協(xié)議完成實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的傳輸。BSAP協(xié)議是遠遠優(yōu)于modbus的高速協(xié)議，可以使數(shù)據(jù)在不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)上傳輸，可支持多級網(wǎng)絡(luò)劃分從而確保SCADA的分布式結(jié)構(gòu)。BSAP協(xié)議內(nèi)置握手和失敗重發(fā)功能，確保信息傳輸?shù)恼_性。BSAP協(xié)議可傳輸帶時間標(biāo)簽的報警信息，采用陣列、存檔和審核結(jié)構(gòu)來貯存歷史數(shù)據(jù)，具有RBE（異常狀況主動告警）功能。所有ControlWave PLC/RTU通過BSAP協(xié)議連接到OE，使用戶在調(diào)度管理中心獲取完整的實時、報警和歷史數(shù)據(jù)信息。即使通訊鏈路出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)仍然可以在故障修復(fù)后自動回填到上位機的OE中。
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