河南世通电气自动化控制有限公司河南新乡453000
摘要：随着信息技术的不断发展,信息交换技术覆盖了各行各业,越来越多的企业需要建立包含从现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络监控平台,工业以太网为此提供了很好的解决办法。
关键词：高低压；智能电气；监控系统；配电系统；应用
1系统概述
本系统是通过双光纤以太网交换机构成中、低压两个工业性冗余环网,是两个独立的网络,他们之间通过网络1的通讯管理机的RS-485接口进行信息交换。环网1通过交换机后直接6kV综合保护器和中压监控中心,环网2通过通讯管理机转换成485协议与低压马达保护器等智能电器设备实现信息交换,由中压控制中心统一发送管控指令,实现6kV电气设备和400V以下低压设备的智能管控。
在智能通讯设备较多站配置ZKM-SCADA就地监测系统,可与智能型低压柜实现数据交换,实现变电所各种事件的记录、存储和实时数据上传等功能。它通过PROFIBUS总线与马达保护器、智能配电监测单元、多功能单元、变频器等的智能接口相连,实现数据通讯功能。
2低压配电自动化系统构成
2.1低压智能监测功能
2.1.1智能配电网络图
(1)智能配电通过通讯管理机采集现场层智能设备的信息,通讯管理机通过光纤以太网交换机构成光纤网,并通过以太网接口和中压综合自动化系统连接。(2)低压变电所配置1套后台,通过光纤网能监视整个系统的所有变电所的智能设备。(3)配置交换机的各站通过以太网电接口,采用MODBUS协议与DCS通讯。
2.1.2通信控制层:通讯管理机
通讯控制层是整个系统构成的关键纽带,完成监控层和现场层之间的实时信息交换,并完成用户现有各种自动化装置的接入,实现通讯物理介质和通讯规约的转换、接入功能。保证网络传输的可靠性。
通讯管理机主要实现主站与各种通讯设备之间的通讯。除将主站下发的各种命令通过管理机下达到各种通讯设备外,还将通讯设备采集、检测到的各种信号传送到主站。
2.1.3站级控制层:监控层
(1)实现电气数据在线监控;(2)控制功能:在中控室中远程对框架式开关的分合闸操作;手自动切换功能,现场手动分合闸;(3)自动生成运行数据记录。
2.2低压监测功能的信息上传
低压智能配电及光纤以太网系统ZKM-SCADA为全厂的电气设备运行状态和运行数据同过RS-485传输到ET-1000通讯管理机,再通过现场光纤以太网交换机传输至监控站。
3电气自动化监控系统的优势
3.1提高工作效率
在我国企业日常工作的过程中,经常会对电气自动化的监控系统进行一系列的优化,这种优化可以更好地实现数据采集、数据分析和处理等工作,对于企业来说,可以解决很多不必要的麻烦,也可以节省很多的时间,对于电气自动化监控系统来说,它不仅仅可以对信息进行采集分析以及处理的工作,它还可以根据数据来进行随时的更新,这样一来也可以使工作人员更好更快更及时地掌握工厂生产的实时状况,对于一些人工不容易发现的细小问题,也可以及时地发现,与此同时,对于一些事故的预防以及处理都有着很好地推动作用。它可以从根本上提高员工的工作效率,也可以增加在工作时的工作安全系数。
3.2提高工作精准度
对于传统的电气化工作方式来说,企业主要是通过选聘较为专业的人员来进行专业的工作,这些工作人员的技术水平虽然很高,工作态度也很认真,但是在工作的过程中,工作是十分繁忙并且是十分复杂的,在部分较为繁琐的工作中,有很多工作人员都没有办法注意到一些较为细节的问题,或者是没有办法解决一些问题,面对这种现象,电气自动化的监控技术就可以较为有效地进行解决,它可以通过互联网技术来对问题进行及时地分析和解决,除此之外,对于人来说,在工作的过程中,难免会受到情绪的影响,或者是身体的影响,但是机器就不会受到这些因素的影响,在进行工作的过程中,如果人受到其他因素的影响,那么就会很容易导致工作效率及产品质量出现问题,而电气自动化的监控系统就不会受到这些现象的影响,机器和系统不会有情绪上的波动,也不会受到天气或者是其他因素的影响,所以可以有效地避免一些不必要的错误。当然,对于机械来说,他们可能发生损坏,或者是系统漏洞的情况,但是通过科技的不断发展,以及机械的维修与换代,系统的定期维护,都可以进行及时地解决。
4ZKM-SCADA监测软件设计
4.1系统简介
某公司ZKM-SCADA智能化后台监控系统,能够实现各配电室无人值班。通讯原理采用OPC通讯,现场设备包括:马达保护器、变频器、软起动器、PUM302开关量采集装置等。以上自动化设备通过PROFIBUS总线与智能通讯管理机实现通讯并将底层运行数据上传至光纤以太网。
4.2监测功能结构
上位机监控功能采用集成化、各现场受控设备互不影响通讯组成结构。系统采用分散控制、集中监控,大致分为现场受控设备层和通讯网络层。整个电气监控系统分为受控设备级和网络通讯级。
4.2.1现场受控设备级
现场受控设备是整个监控系统的核心,设备层某一间隔出现故障时其他间隔保护功能不受影响。
4.2.2通讯控制层
ET-1000通讯管理机是整个低压智能电气监控系统的通讯设备的核心,它的主要任务是采集现场设备的运行数据和运行状态并通过以太网的形式传输到上位机监控系统。它具有IEC60875-5-104、IEC60875-5-103规约和TCP/IP协议,组态配置维护功能。
4.2.3工程师站
工程师站是整个系统的首脑,包括人机接口功能、现场控制站功能和组成这些功能的工程师功能。
4.3ZKM-SCADA6.0系统软件特点
4.3.1数据采集
系统采集的数据主要分为模拟量和开关量数据,所采集的模拟量和开关量数据经过下位机处理后,上传至光纤以太网,通过以太网传至上位机系统。
4.3.2数据传输
现场设备为受控终端设备,接受ET-1000通讯管理机的控制,以RS-485的通讯方式向通讯管理机发送数据。通讯管理机采集现场数据后,通过光纤以太网向系统发送信息,直接接受工程师主站的控制。
4.3.3远程操作功能
工程师站和操作站对现场设备具有远程监控功能。为防止操作人员的误操作,必须为每个操作人员在上位机监控系统中设置操作口令,操作口令是操作员唯一通过上位机系统来分合开关或断路器的一把钥匙。
4.4ZKM-SCADA6.0操作系统的特点
ZKM-SCADA监测功能与微机综合保护装置及智能监控装置等系列智能继电器构成的智能监测功能,将为工厂供电电网稳定运行提供强有力的保障。设计理念独特:在设备控制层采用分散分布式结构,按设备类型划分,单元化设计,分布式处理。各设备级单元相互独立,功能上不互不影响,增强了系统的可靠性和可用性。友好的人机界面:微机综合保护装置及智能监控装置采用简明易懂的设计风格,操作人易操作。操作人员通过简单的按键操作,可直观地看到与该一次设备相关的运行参数,可远程对断路器进行分合闸操作;ZKM-SCADA监测系统具有可扩展功能,为以后增加控制间隔提供了很大的方便。
5结论
总之，智能电力监控系统将配电系统和Web技术结合起来，将互联网技术合理应用到电能管理中，实现了电力系统内部信息共享与沟通协作，使配电系统具有可靠、安全和持续等特点提高了电能使用的效率，节约了住户的用电成本。同时，智能电力监控系统的应用，还将电气、供水、供暖和供气等充分的结合起来，对推进了智能建筑的发展有着重要的意义。
参考文献：
[1]刘宇辉:关于电气自动化监控系统技术的研究[J].中国市场,2017.