一、前言 　　隨著無線通訊技術和測控技術的飛速發(fā)展，基于GPRS+交流采樣RTU來實現(xiàn)配電變壓器監(jiān)控，越來越成為一種趨勢。 　　配電變壓器監(jiān)控系統(tǒng)是一種SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)的遠程采集監(jiān)視和控制系統(tǒng)。分為三個部分組成：監(jiān)控中心、通訊、終端。 　　監(jiān)控中心硬件采用工控機，軟件平臺采用最新的組態(tài)軟件技術，基于B/S模式，可以通過網(wǎng)絡進行瀏覽。監(jiān)測中心軟件為用戶提供一個可視化的監(jiān)測界面。該監(jiān)測界面讓用戶直觀、方便、快捷地了解變壓器的運行狀態(tài)。通過此界面，用戶可以及時了解各變壓的工作狀況，并具有聲光報警等功能。同時，用戶通過查詢歷史數(shù)據(jù)庫，可以調(diào)出變壓器的歷史運行狀態(tài)曲線，從而預測變壓器的負荷情況，并完成上位機相應的數(shù)據(jù)管理功能。 　　通訊選用GPRS，利用移動運營商提供的無線網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)SCADA，是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個重要發(fā)展方向。由于GSM網(wǎng)絡的通信技術已經(jīng)成熟，覆蓋面又廣，利用GSM無線通信方式來實現(xiàn)變壓器參數(shù)的實時采集，無疑是對現(xiàn)有資源的最大利用。最重要的是GSM網(wǎng)絡是由移動運營商投控系統(tǒng)，可以節(jié)省數(shù)以千億計的導線材料及人工費用，達到環(huán)保、節(jié)能、資源最大共享的目的，而且免除了網(wǎng)絡的日常修改和維護工作，最大限度地節(jié)省了投資。無論何時何地，只要有一部電腦和可以上網(wǎng)的電話線就能實現(xiàn)對各地變壓器進行監(jiān)控。和有線方式比較起來，成本低，易安裝、易維護，可靠性高。 　　RTU采用工業(yè)級RTU，實時監(jiān)測變壓器的工作狀況，包括變壓器的三相電壓、三相電流、三相功率（負荷）、三相無功功率、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，通過變壓器的工作狀況，可以進行配電網(wǎng)絡的優(yōu)化運行，當發(fā)生故障時，進行報警，及時進行故障排除，減少停電時間，減少經(jīng)濟損失和降低對用戶造成的不便，提高供電的質(zhì)量。 　　 二、系統(tǒng)構(gòu)架 三、三維力控PCAUTO3.62組態(tài)軟件介紹 　　1 主要特點 　?。?）管控一體化的軟件 　　強大的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術，直接支持多文檔。WWW功能全部用VC++實現(xiàn)，因此當在Internet上遠程訪問監(jiān)控畫面時，具有更好的實時性。同時易于使用ASP等快速開發(fā)工具構(gòu)建B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可以直接訪問單窗口。 　　國內(nèi)領先的網(wǎng)絡體系構(gòu)架，支持B/S和C/S訪問方式，支持多層次網(wǎng)絡冗余及故障切換。提供多重冗余結(jié)構(gòu)，支持IO設備冗余、網(wǎng)絡冗余、數(shù)據(jù)庫冗余等； 　　在基于PC控制的“軟PLC”套件得到大量應用的基礎上， 控制策略生成器更加完善和符合現(xiàn)場特點,輕松的基于PC構(gòu)建復雜控制系統(tǒng)； 　　設備通訊和力控網(wǎng)絡節(jié)點支持GPRS、CDMA等移動通訊功能；GSM手機短信報警管理系統(tǒng)方便管理報警信息； 　　重新設計的加密系統(tǒng)，支持工程加密； 　　　　 　　（2） HMI新特點 　　重新設計的HMI開發(fā)系統(tǒng),更多的組件和控件來方便您構(gòu)成強大的系統(tǒng)；豐富的函數(shù)和設備驅(qū)動程序使您集成更容易； 　　增強的過渡色與漸進色功能，從根本上解決了很多同類軟件在過多使用過渡色、漸進色時，嚴重影響畫面刷新速度和系統(tǒng)運行效率的問題； 　　優(yōu)化設計的工具箱和調(diào)色板，在顏色選擇時更直觀、方便；開發(fā)更靈活,更多的矢量子圖，制作工程畫面更快捷。 　　提供面向?qū)ο缶幊谭绞?，?nèi)置間接變量、中間變量、數(shù)據(jù)庫變量，支持自定義函數(shù),支持大畫面和自定義菜單，方便您構(gòu)造強大的企業(yè)級運行系統(tǒng), 　　腳本類型和觸發(fā)方式多樣，支持數(shù)組運算和循環(huán)。 　　 　?。?）開放性 　　直接EXCEL已VBA的方式訪問數(shù)據(jù)庫； 　　符合工程規(guī)范的設計：更多的功能組件是為了滿足工程技術人員的需要而設計的，足夠的靈活性保證了它具有廣泛的適應性； 　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件靈活方便，OPC技術直接支持時間戳和質(zhì)量戳； 　　多國語言版本保證了您的項目的拓展 　　 　?。?）開發(fā)系統(tǒng)　 　 　　力控®提供了一個高度集成化、可視化的開發(fā)環(huán)境。極為友好的界面風格使您“上手”非常容易。 　?。?圖庫 　　　集成化的開發(fā)環(huán)境、增強的圖形功能，豐富的圖形元素及超級子圖精靈圖庫集，提供子圖精靈開發(fā)工具，用戶可以方便地生成自己的圖庫；力控®優(yōu)化設計的圖庫，提供了豐富的子圖和“子圖精靈”，任意拖拽不變形，使您的工程畫面精益求精。 　?。?內(nèi)部組件 　　 視頻組件：進行視頻的捕捉和回放；　　 　　 溫控曲線組件：可以進行溫度的自動升溫和保溫控制；　　 　　 瀏覽器組件：可以作為標準的瀏覽器客戶端；　　 　　 標準WINDOWS組件：支持標準的文本框、單選框、列表框等組件；　　 　　 增強的報警組件：集成的報警管理和查詢；　　 　　 X—Y曲線組件：可以自由的進行曲線分析和查詢；　　 　　 幻燈片組件：靈活的幻燈片播放，可進行自由控制；　　 　　 自由曲線組件：方便的繪制各種曲線和動畫連接；　　 　　 萬能報表組件：類EXCEL的報表工具，方便您完成管理報表；　　 　　 立體棒圖組件：直方圖的分析工具；　　 　　 歷史追憶組件：可以追憶帶毫秒標簽的數(shù)據(jù)，方便事故查詢；　 　　 手機短信組件：簡單的手機短信發(fā)送組件　 　　?。?報表組件： 　　歷史報表: 　　方便快速的歷史報表生成工具，能進行日報、月報、季報、年報的生成，對數(shù)據(jù)存儲的時間范圍、間隔、起始時間可進行任意指定，并可以根據(jù)存儲的時間進行查詢歷史數(shù)據(jù)，組態(tài)時在力控的繪畫菜單內(nèi)進行歷史報表的選取。 　　內(nèi)嵌多功能報表： 　　　靈活的報表生成方式，可以任意設置報表格式，實現(xiàn)各種運算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計分析、報表打印等。既可以制作實時報表，也可以制作歷史報表?？梢栽趫蟊砩贤瑫r顯示實時數(shù)據(jù)和任意時刻的歷史數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計處理，例如取行平均、列平均，統(tǒng)計出最大最小值。內(nèi)嵌多功能報表提供了相應的報表函數(shù)，可以制作各種報表模板，實現(xiàn)多次使用，以免重復工作，組態(tài)時 在力控的子圖內(nèi)。 　　內(nèi)置數(shù)據(jù)表： 　　內(nèi)置數(shù)據(jù)表是力控開發(fā)人員總結(jié)關系數(shù)據(jù)庫的特點開發(fā)出的內(nèi)置實時關系數(shù)據(jù)表，利用報表模板可以將力控實時數(shù)據(jù)庫的變量和報表字段進行任意綁定，可以對任意的數(shù)據(jù)進行插入、刪除、遍歷、存盤，內(nèi)置的報表過濾器可以任意設定不同情況下的查詢條件，根據(jù)查詢條件對所查出的記錄進行選取來參與數(shù)據(jù)處理。 　　動作腳本 　　動作腳本類型和觸發(fā)方式多樣，具備自定義函數(shù)功能，支持數(shù)組運算和循環(huán)控制。內(nèi)置多種打印函數(shù)，可根據(jù)畫面的大小進行任意設置打印范圍。 　　自定義運行菜單 　　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圖形對象上的右鍵菜單。配合腳本程序與自定義菜單，可以實現(xiàn)更為靈活與復雜的人機交互過程。 　　系統(tǒng)安全性 　　力控®提供了完備的安全保護機制，以保證生產(chǎn)過程的安全可靠。力控®的用戶管理將用戶分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員等多個級別，并可根據(jù)級別限制對重要工藝參數(shù)的修改，以有效避免生產(chǎn)過程中的誤操作。 　　報警和事件記錄 　　力控®在運行時自動記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件。一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據(jù)，為實現(xiàn)事故追憶，提供基礎資料。 　　 　?。?）分布式網(wǎng)絡 　 　　特點 　　力控®是真正的分（）（）式網(wǎng)絡系統(tǒng)。在工程項目中用戶可以根據(jù)實際需要，靈活地構(gòu)建符合要求的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡中的各個力控節(jié)點可以構(gòu)建B/S和C/S等方式。 　　網(wǎng)絡冗余 　　力控®支持多層次網(wǎng)絡冗余，支持報警、歷史數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡時鐘的同步。在雙機冗余基礎上，其它網(wǎng)絡節(jié)點自動跟蹤冗余主/從機的切換。各個網(wǎng)絡節(jié)點不僅可以監(jiān)視，還能夠進行控制。 　　開放方式 　　軟件為開放式體系結(jié)構(gòu)，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA標準。 　　以OLE、COM/DCOM、動態(tài)鏈接庫等多種形式提供外部訪問接口，便于用戶利用各種常用開發(fā)工具（如：VC++、VB等）進行深層的二次開發(fā)。 　　多國語言支持 　　力控®同時具有英文版、繁體、簡體中文版，在蘇丹、埃及、馬來西亞、孟加拉國、緬甸都有力控？軟件的應用實例。 　　力控®將加速國際化進程，適應入世的要求。 　　 　?。?）區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫 　　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數(shù)據(jù)庫，區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫內(nèi)置多種功能塊，來完成數(shù)據(jù)處理，可實現(xiàn)累計、統(tǒng)計、控制、線形化、PID控制、各種運算等多種功能。 　　區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫完成實時數(shù)據(jù)、報警檢查、歷史數(shù)據(jù)的存儲等功能。 　　數(shù)據(jù)庫對生產(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)庫結(jié)構(gòu)為可組態(tài)的“活結(jié)構(gòu)”，用戶可根據(jù)實際需要自定義自己的各類數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，方便對數(shù)據(jù)的管理和查找。 　　力控®數(shù)據(jù)庫具備真正意義上的分布式特征。力控®的HMI（人機界面）部分與數(shù)據(jù)庫部分可以分別運行在不同的網(wǎng)絡節(jié)點上，任意一臺操作站上的HMI都可以訪問任意一臺服務器上的數(shù)據(jù)庫。運行于不同網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)據(jù)庫還可以互相訪問。真正實現(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)庫組件： 　　ODBC雙向轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)組件：可以和各種關系數(shù)據(jù)庫通過ODBC驅(qū)動進行實時歷史數(shù)據(jù)向關系數(shù)據(jù)庫的雙向轉(zhuǎn)儲； 　　GSM短信管理組件：完善的報警短信管理，生產(chǎn)出現(xiàn)問題的時候，通過移動網(wǎng)絡將報警信息及時的發(fā)送到管理者的手機上； 　　　　 PORT SERVER數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件:支持網(wǎng)絡其它的節(jié)點通過串口、網(wǎng)絡、MODEM、GPRS、CDMA等方式的數(shù)據(jù)進行訪問； 　　NETSERVER組件：專用的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)服務器組件，構(gòu)成分布式應用的核心 　　DBCOM控件：標準的Activex控件，允許第三方開發(fā)工具來訪問實時數(shù)據(jù)庫，支持C/S網(wǎng)絡訪問。 　　SoftPLC組件：控制策略生成器構(gòu)筑PC控制的靈魂； 　 OPC/DDE SERVER：標準的數(shù)據(jù)服務器，第三方軟件可通過DDE和OPC標準來遍歷數(shù)實時數(shù)據(jù)庫的各種實時和歷史數(shù)據(jù)。 　　 四、廈門桑榮GPRS DTU介紹 　　Saro3130P GPRS DTU是一款基于移動2.5G GPRS網(wǎng)絡平臺、內(nèi)嵌TCP/UDP協(xié)議及功能強大的單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸終端。采用Siemens MC35i工業(yè)級通訊模塊，工業(yè)規(guī)格設計。提供RS232/RS485/RS422等標準串行接口，直接與PLC、RTU、FTU、TTU等采集設備透明連接。實現(xiàn)GPRS遠程實時數(shù)據(jù)傳輸功能。 5 北京易控微網(wǎng)科技STC-2 RTU介紹 　?。?）STC-2功能示意： 　　（2） STC-2功能簡介： 　　測量變壓器三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率、三相總有功功率、三相總無功功率、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），可通過溫度變送器測量變壓器精度 　　 3路開關量繼電器隔離輸出（觸點容量250VAC 5A、30VDC 5A），可以作為遙控、跳閘或者告警 　　 6路開關量光電隔離輸入，可兼作脈沖輸入（測量電度表輸出脈沖），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，無外部總線，較高的EMC性能 　　 卡式導軌或螺絲固定 　　 工作溫度：-20℃到70℃ 　　 EMC測試能達到IV級 　　 六、系統(tǒng)特點 　　本系統(tǒng)由國內(nèi)知名廠商的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品組成，采用開放式的協(xié)議MODBUS，應用在許多類似的SCADA系統(tǒng)，具有可靠性高、綜合性價比高、開放性好、易擴展、易維護、易安裝等特點。 　　 七、系統(tǒng)參考配置 　　假定測一個變壓器，配置設備清單如下： 　　 　　監(jiān)控中心： 　　 工控機 一臺 　　 激光打印機 一臺 　　 UPS電源 一套 　　 組態(tài)軟件PCAUTO3.62 一套 　　 寬帶上網(wǎng)條件（或移動數(shù)據(jù)專線，根據(jù)終端點的數(shù)量來定） 　　 　　現(xiàn)場： 　　 GRPS DTU（含配件） 一臺 　　 靜態(tài)IP GPRS SIM卡 一張 　　 STC-2 RTU 一臺 　　 溫度變送器 一個 　　 PT100或CU50溫度傳感器 一個 　　 脈沖電度表 一個 　　 24V開關電源 一個 　　 戶外防水箱（包括內(nèi)部配線等） 一個