隨著經濟和科技的快速發(fā)展以及我國電力事業(yè)的發(fā)展，自動化技術在供電企業(yè)得到廣泛的應用及發(fā)展。下面是小編精心推薦的自動化專業(yè)的科技論文，希望你能有所感觸!

　　自動化專業(yè)的科技論文篇一

　　鐵路電力調度自動化系統(tǒng)探究

　　[摘要] 鐵路電力系統(tǒng)由鐵路沿線變配電所、10KV貫通/自閉電力線路、站場高低壓配電系統(tǒng)及配套電力設施組成，擔負著為鐵路沿線信號電源、通信系統(tǒng)、電氣集中、計算機系統(tǒng)、紅外軸溫探測、TMIS系統(tǒng)等一系列與行車密切相關的主要負荷，以及沿線各生產、工作和生活片區(qū)等負荷的供電任務。近年來，鐵路部門廣泛采用電力調度自動化技術，對電力設施實施自動化監(jiān)控。該文首先介紹了鐵路電力調度自動化系統(tǒng)的基本概念、硬件組成，重點討論了調度自動化系統(tǒng)的軟件組成，并結合新建向莆鐵路線的實際情況提出了一種基于E1接口的2M環(huán)型通信系統(tǒng)的設計思路，最后根據運營單位的需求指出調度自動化系統(tǒng)應在SCADA的基礎上逐步增加生產管理功能，向著管控一體化的方向發(fā)展。

　　[關鍵詞] 鐵路電力調度自動化系統(tǒng) 通信系統(tǒng) 管控一體化

　　1 概述

　　鐵路電力調度自動化系統(tǒng)，也稱SCADA系統(tǒng)，即監(jiān)視控制與數(shù)據采集系統(tǒng)，國內習慣上稱為“電力遠動”系統(tǒng)，由調度主站、站端系統(tǒng)及設備、通信系統(tǒng)組成。它是利用先進的計算機軟硬件技術、自動檢測和控制技術、計算機通信和網絡技術，對鐵路電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，如變配電所、信號電源(雙電源)、貫通自閉線路分段開關等，進行自動監(jiān)視和控制，保證鐵路電力系統(tǒng)的安全、經濟運行，為鐵路運輸?shù)陌踩峁┛煽康碾娏ΡＵ稀?/p>

　　2 硬件系統(tǒng)

　　調度自動化硬件系統(tǒng)包括主站系統(tǒng)、站端系統(tǒng)及設備、通信系統(tǒng)三部分。如圖1所示。

　　2.1 主站系統(tǒng)

　　主站系統(tǒng)安裝在電務段(或供電段)電力調度中心，向調度人員提供圖形化界面，完成基本的遠程監(jiān)視和控制、變配電所監(jiān)控和管理、信號電源監(jiān)控及線路故障管理等功能。

　　主站一般由調度工作站、數(shù)據庫服務器、Web服務器、前置通信處理機(簡稱前置機)、計算機網絡設備、多串口服務器、通信適配器以及打印機、UPS等外圍設備組成。其中的關鍵設備，如調度工作站、前置機、數(shù)據庫服務器等，可以雙機冗余配置。

　　2.2 站端系統(tǒng)及設備

　　站端系統(tǒng)及設備安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，負責變配電所、控制柜、信號電源、車站線路開關等的監(jiān)控，主要包括變配電所微機保護及綜合自動化系統(tǒng)、RTU(Remote Terminal Unit，遠方終端單元)、STU(Semaphore Terminal Unit，信號電源終端單元)、FTU(Feeder Terminal Unit，線路終端單元)等。

　　站端設備負責采集現(xiàn)場電力生產數(shù)據和信息，向主站發(fā)送數(shù)據，接收并執(zhí)行主站下發(fā)的各種控制命令。

　　2.3 通信系統(tǒng)

　　通信系統(tǒng)是自動化數(shù)據的傳輸通道，是自動化系統(tǒng)的重要組成部分。在調度自動化技術和產品日益成熟的今天，通信系統(tǒng)的性能優(yōu)劣、可靠與否成為鐵路電力調度自動化系統(tǒng)建設能否成功的關鍵。

　　3 軟件系統(tǒng)

　　電力調度自動化軟件是調度自動化系統(tǒng)的核心和靈魂，主要包括系統(tǒng)軟件和應用軟件兩部分。

　　3.1 系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據庫等。目前，國內常用的操作系統(tǒng)有微軟公司的Windows NT、2000以及Unix等。

　　Windows NT、2000操作系統(tǒng)專門為部門用戶和企業(yè)用戶設計，具有良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和運行性能，能夠承擔復雜、繁重和嚴格的企業(yè)任務，而且建立在該平臺的各種軟件工具非常豐富，使用方便，是目前在國內外使用最為廣泛的操作系統(tǒng)。但正是由于它的易操作性和普及性，Windows操作系統(tǒng)也是受到病毒攻擊最嚴重的，很容易造成系統(tǒng)死機或癱瘓。

　　Unix操作系統(tǒng)是世界上性能最穩(wěn)定、最可靠、擴展最方便的操作系統(tǒng)，而且不易受病毒干擾。但它有使用復雜、支持開發(fā)的工具少、各廠家提供的版本不統(tǒng)一等缺點，限制了大規(guī)模推廣使用，一般適用于重要用戶或要求特別嚴格的大企業(yè)用戶。

　　綜合Unix和Windows各自的特點，可以構造Unix和Windows NT/2000混合平臺，即服務器選用穩(wěn)定可靠的Unix操作系統(tǒng),而客戶端工作站則選用界面友好、容易操作的Windows操作系統(tǒng)。

　　3.2 應用軟件

　　調度自動化應用軟件由SCADA支撐軟件和應用功能軟件組成。

　　3.2.1 支撐軟件

　　支撐軟件是介于操作系統(tǒng)和應用功能軟件之間的橋梁，它屏蔽了操作系統(tǒng)的復雜性，豐富和擴充了操作系統(tǒng)的服務和功能，為應用軟件提供更靈活、更強有力的數(shù)據處理、數(shù)據操作、數(shù)據交換、數(shù)據存儲的綜合服務機制。

　　SCADA支撐軟件一般由實時數(shù)據庫、圖形管理系統(tǒng)、報表程序、前置機通信等幾部分組成。

　　1)實時數(shù)據庫

　　實時數(shù)據庫基于內存共享技術，實時數(shù)據常駐內存，以滿足數(shù)據的實時性要求;同時，借鑒關系型數(shù)據庫設計原理描述參數(shù)和實時數(shù)據，使得實時數(shù)據的管理更方便，增加和擴充更容易;另外，提供統(tǒng)一的數(shù)據訪問接口，供其他應用程序使用，完成各種二次開發(fā)工作。

　　2)圖形管理系統(tǒng)

　　圖形管理系統(tǒng)一般包括圖元編輯器、圖形編輯器、畫面顯示軟件、顏色管理軟件、設備管理軟件、網絡拓撲軟件等部分，方便用戶建立界面友好直觀、操作簡單方便、功能強大豐富的圖形化人機交互界面。

　　3)報表程序

　　報表程序包括報表制作與管理軟件、報表顯示及打印軟件，可以制作日報、周報、月報、季報、年報及事故追憶報表，報表中可進行各種復雜的數(shù)據統(tǒng)計和計算，報表可嵌入多種圖形、文字、曲線等內容，形象地顯示統(tǒng)計數(shù)據，報表系統(tǒng)產生的數(shù)據文件能與Excel文件或html文件格式兼容，以便廣泛地被其他軟件系統(tǒng)訪問利用。

　　4)前置機通信

　　前置機主要提供內容豐富的通信規(guī)約庫，支持多種常用遠動通信規(guī)約，包括CDT、1801、IEC870.5-101/102/104等;而且可以根據用戶要求修改舊的規(guī)約或增加新的規(guī)約，修改或增加規(guī)約可以在線完成，而不需要退出應用程序。

　　3.2.2 功能應用軟件

　　功能應用軟件具體完成鐵路電力調度自動化的各項功能。主要包括：

　　1)常規(guī)SCADA功能

　　即遠動功能，具體包括實時數(shù)據采集和處理、告警處理、SoE(Sequence of Event，順序事項記錄)、遙控遙調、系統(tǒng)對時、圖形界面、報表、曲線、打印，及實時數(shù)據管理、歷史數(shù)據管理、用戶管理等，這是調度自動化系統(tǒng)的功能基礎。

　　2)變配電所監(jiān)控和管理

　　變配電所監(jiān)控和管理是在常規(guī)SCADA功能的基礎上，完成保護投退、保護信息查詢、方式字整定、遠程抄表、故障錄波等功能，最終滿足“無人值班”的技術條件。

　　3)信號電源監(jiān)控

　　信號電源監(jiān)控是對鐵路信號電源進行自動化監(jiān)視和控制，完成遙測越限告警、信號電源故障告警、故障錄波、低壓開關分合等功能。

　　4)線路故障管理

　　線路故障管理，又稱線路自動化。主要以貫通、自閉電力線路分段開關為監(jiān)控對象，在正常情況下完成SCADA功能，在線路故障時完成故障監(jiān)測和故障點的自動定位，以及實現(xiàn)快速隔離故障和快速恢復供電等功能。

　　以上四項功能是鐵路電力調度自動化的基本功能，在設計電力自動化系統(tǒng)方案時，應做到統(tǒng)籌規(guī)劃，避免就事論事的設計技術方案，防止將變配電所自動化、信號電源監(jiān)控、車站開關監(jiān)控等功能割裂開來，出現(xiàn)多個“孤島自動化系統(tǒng)”。

　　4 通信系統(tǒng)

　　既有通信系統(tǒng)多基于鐵路電話網絡，采用MODEM和電話專線構建。這種方式利用了鐵路部門豐富的電話網絡資源，具有成本低、簡單易行的的特點。但是，基于模擬線路來傳輸數(shù)字信號的通道穩(wěn)定性差、易受干擾、可靠性不高、帶寬低。隨著鐵路通信的快速發(fā)展，新建線路采用數(shù)字網絡作為調度自動化通信系統(tǒng)成為主流的發(fā)展趨勢。

　　以新建向莆鐵路線為例，沿線建有鐵路專用SDH傳輸網絡，總帶寬達到2.5G，調度中心和鐵路沿線預留了豐富的E1接口(G.703，2.048M)，鐵路電力調度自動化系統(tǒng)完全可以基于E1接口構建專用通信網絡。

　　具體思路是，調度中心、車站均作為通信節(jié)點，每個通信節(jié)點向通信專業(yè)申請兩個E1接口，經接入設備引入，組成2M環(huán)型通道。工作原理如圖2所示。

　　該通信方案全部采用數(shù)字接口，具有中間轉換環(huán)節(jié)少、穩(wěn)定性好、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點;每個站端設備都有兩個數(shù)據傳輸方向，當一個方向的通道故障時可以自動切換至另一個方向，在SDH自愈光纖網絡的基礎上，進一步組成基于E1的環(huán)型冗余通道，大大了通信系統(tǒng)的可靠性。

　　5 結論

　　鐵路系統(tǒng)采用電力調度自動化技術替代傳統(tǒng)的調度監(jiān)視控制方法，符合鐵路行車向著高速、大密度方向發(fā)展的客觀需要，也是鐵路電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。因此，探索如何建設性能穩(wěn)定可靠、功能完善強大、開放性良好、容易擴展的電力調度自動化系統(tǒng)，是擺在每一個鐵路電力工作者面前的一個重要課題。

　　今后還要進一步結合運營單位的實際需求，在實時監(jiān)控的基礎上逐步增加電力生產管理自動化功能，將實時監(jiān)控與信息管理結合起來，實現(xiàn)包括調度自動化、圖象管理、設備管理、地理信息管理、電力生產運營管理、用戶管理、生產信息管理等“管控”一體化的管理方式，從而更好地為電力運營服務。

　　參考文獻

　　[1] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路電力設計規(guī)范(TB-10008-2005). 北京：中國鐵道出版社，2005.

　　[2] 翟純玉等. 鐵路電力自動化技術[M]. 北京：中國鐵道出版社，2006.

　　[3] 錢清泉. 電氣化鐵道微機監(jiān)控技術[M]. 北京：中國鐵道出版社，2000.

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