電氣化及其自動化論文

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電氣化及其自動化論文

【摘 要】鐵路系統採用電力排程自動化技術替代傳統的排程監視控制方法,符合鐵路行車向著高速、大密度方向發展的客觀需要,也是鐵路電力系統發展的必然趨勢。本文主要探討電氣化鐵路供電排程自動化。

【關鍵詞】電氣化;鐵路;供電排程;自動化

目前有在鐵路的電力排程中,其自動化系統被習慣的稱作是“電力遠動”系統,在國際上指的就是SCADA系統,也就是資料採集和監視控制系統,具體是由硬體系統和軟體系統這兩部分組成的。在電力排程自動化系統中主要是利用計算機硬體技術和軟體技術、網路技術和通訊技術、控制和自動檢測技術,對鐵路執行過程中全部電力系統中的重要環節,包括訊號電源、變配電所、自閉線路分段開關等方面的'內容進行控制和自動監視,從而在為鐵路執行提供可靠安全電力保障的同時確保電力系統的經濟安全執行。

一、供電排程自動化中的硬體系統

(1)主站系統。主站系統安裝在電務段(或供電段)電力排程中心,向排程人員提供圖形化介面,完成基本的遠端監視和控制、變配電所監控和管理、訊號電源監控及線路故障管理等功能。主站一般由排程工作站、資料庫伺服器、Web伺服器、前置通訊處理機(簡稱前置機)、計算機網路裝置、多串列埠伺服器、通訊介面卡以及印表機、UPS等外圍裝置組成。

(2)站端系統及裝置。站端系統及裝置安裝在監控現場,負責變配電所、控制櫃、訊號電源、車站線路開關等的監控,主要包括變配電所微機保護及綜合自動化系統、RTU(RemoteTerminal Unit,遠方終端單元)、STU(Semaphore Terminal Unit,訊號電源終端單元)、FTU(Feeder Terminal Unit,線路終端單元)等。站端裝置負責採集現場電力生產資料和資訊,向主站傳送資料,接收並執行主站下發的各種控制命令。

(3)通訊系統。通訊系統是自動化資料的傳輸通道,是自動化系統的重要組成部分。在排程自動化技術和產品日益成熟的今天,通訊系統的效能優劣、可靠與否成為鐵路電力排程自動化系統建設能否成功的關鍵。

二、供電排程自動化中的軟體系統

(1)系統軟體。這裡主要指的自動化系統的作業系統,而就目前國內鐵路系統中最為常用的作業系統主要就是微軟系統專門為企業使用者以及部門使用者所設計的Windows NT以及Unix等,由於Windows系統具有較好的執行效能以及系統穩定性,可以很好的勝任嚴格、繁重以及複雜的企業人物,並且可以適用於這種作業系統中的軟體也非常豐富,在操作上比較方便,因此目前在鐵路自動化系統中得到了較為廣泛的使用。

(2)應用軟體。一是SCADA支撐軟體。

對於支撐軟體而言,包括前置機通訊、報表程式、圖形管理系統以及實時資料庫等幾部分組成,主要是負責應用功能軟體和作業系統之間的連線,依靠這種軟體不僅可以大大降低作業系統在操作上的負責性,同時也可以實現對作業系統服務功能上的擴充和豐富,同時也為應用功能軟體提供更為有效和靈活的資料儲存、交換、操作以及處理等內容上的綜合服務機制。在具體的結構組成中,首先是前置機通訊。前置機主要負責給系統提供各種內容上的通訊規約庫,實現對常用遠動通訊規約上的支援,包括IEC870.5-101/102/104、1801、CDT等等,同時可以比較靈活的依照使用者的要求對規約進行修改或增加,不需要退出程式而可以線上增加;在報表程式上,包括報表製作、列印軟體、報表顯示以及相關的管理軟體,可以製作各種不同時期和階段的報表以及事故追憶報表,並可以進行各類複雜的計算和資料統計。

此外在報表程式可以實現對各種文字、曲線以及圖形上的嵌入,對統計資料進行形象的顯示,其最後產生的資料結果和html檔案或者是Excel檔案可以實現相容,便於其他軟體的利用。

三、通訊系統

既有通訊系統多基於鐵路電話網路,採用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路資源,具有成本低、簡單易行的特點。但是,基於模擬線路來傳輸數字訊號的通道穩定性差、易受干擾、可靠性不高、頻寬低。隨著鐵路通訊的快速發展,新建線路採用數字網路作為排程自動化通訊系統成為主流的發展趨勢。沿線建有鐵路專用SDH傳輸網路,總頻寬達到2.5G,排程中心和鐵路沿線預留了豐富的E1介面(G.703,2.048M),鐵路電力排程自動化系統完全可以基於E1介面構建專用通訊網路。具體思路是,排程中心、車站均作為通訊節點,每個通訊節點向通訊專業申請兩個E1介面,經接入裝置引入,組成2M環型通道。該通訊方案全部採用數字介面,具有中間轉換環節少、穩定性好、可靠性高、抗干擾能力強等優點;每個站端裝置都有兩個資料傳輸方向,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自愈光纖網路的基礎上,進一步組成基於E1的環型冗餘通道,大大了通訊系統的可靠性。

參 考 文 獻

[1]付宇明.淺談電力排程自動化系統的評價標準[J].中國新技術新產品.2009(10)

[2]沈瑞龍.鐵路電力排程自動化系統通訊問題分析[J].鐵道通訊訊號.2008(2)

[3]翟純玉等.鐵路電力自動化技術[M].北京:中國鐵道出版社,2006