文档介绍：数据采集系统
概述
数据采集系统是SUPER POWER8000系统的基础,它主要完成对各种RTU设备各种数据(如遥测、遥信、电度量、SOE、录波数据等)的接收,并将各种操作命令(如遥控、遥调、定值修改、校时等)转发给相应的RTU设备。
对电力调度系统和铁路水电调度系统而言,数据采集系统主要采用串行通信方式,通过电力载波、专线、光纤、电话线路、微波等通道与RTU子站系统连接,子站系统通过某种数据传输协议(如CDT、101以及各厂家自定义协议等)将子站系统的一些自检信息和采集的各种数据(如电流、电压、有功、无功、电度量、开关信号、各种水机信号、录波数据等)传送到数据采集系统,数据采集系统接收分析这些数据的同时,以将SUPER POWER8000系统的各种控制指令(如遥控、遥调、遥设、定值修改、校时、电度冻结等)按相同的协议下发相应的子站系统,从而将整个电力公司或铁路水电段所管辖的各变电站、水电站或者各铁路车站连接成一个整体。
SUPER POWER8000系统用于变电站、水电站时,数据采集系统直接使用各种现场总线(如CAN、RS422/RS485等)、点对点的RS232等方式与各种单元控制设备(如EDCS6000系列、TTG2000系列、各种电度表、温度巡检仪、转速测控仪、PLC、直流屏、励磁屏等)相连,与电力调度系统和铁路水电调度系统相似,这些单元控制设备按各自的通信协议将所采集的数据信息传送给数据采集系统,数据采集系统按相同的协议对这些信息进行处理,同时将SUPER POWER8000系统的各种控制指令下发各单元控制设备。
数据采集系统的功能
数据采集系统主要功能包括:
通道管理:完成通道的打开、关闭、复位;通道初始信息的设定;通道数据的收发及通报;通道故障的检测及自动恢复、报警;通道误码统计;通道工作状态通报。
通信协议管理:完成通道收发数据按照各自使用协议的双向转换,将通道数据按协议断帧,从数据帧中分离出原始数据,同时将各种操作控制命令翻译成协议数据帧向通道发送;按通信协议的要求完成其自动操作过程;协助通道进行通道误码统计。
厂站设备管理:对各种RTU设备进行管理,根据设备使用的通道和协议,从协议库中选择相应的协议,对使用的通道进行打开、关闭、复位操作;对实时数据库提供设备数据服务,并对设备相关的各种突发事件、故障进行通报;完成对所辖设备的各种操作。
数据采集系统的结构设计
数据采集系统采用通道、协议、厂站设备三层管理模式,模块化设计,对不同的系统自须选择不同的厂站设备、协议和通道
类型,并对他们进行相应的设置即可,结构如图6-1所示。
设备管理模块
调度RTU (厂站)
铁路双电源(子站)
卫星时钟(GPS)
未来开发的产品
协议管理
部颁CDT模块
新世纪CDT模块
部颁 101模块
通道管理
RS232模块
RS485模块
CAN模块
MODEM模块
RTU子站设备
图6-1 数据采集系统结构框图
以前,数据采集系统传统做法是将各种设备、协议、通道等模块集中开发在一个应用程序或动态链接库中,这样新添加一种设备或协议往往要对整个应用程序或动态链接库进行重新编译、连接,甚至受到各种限制。SUPER POWER8000系统的数据采集系统和以前系统相比具有以下优点:
技术先进性,(组件对象模型)技术
优良的可扩展性,各设备模块、协议模块、通道模块可根据需要添加、删除,甚至各模块可热插拔
语言无关性,各模块只需要按定义好的接口去编程就可以了,至于采用啥编程语言、由何人编写均无要求
灵活性,各种模块在工程应用时可灵活使用,如某一设备可采用各种协议,亦可采用各种通道进行搭配
数据采集系统与厂站设备的通信
数据采集系统与厂站设备可采用多种通讯介质和通讯方式,以满足不同用户的需求。
通信介质包括双绞线、电力载波、微波、光纤等,通讯方式由全双工、半双工;同步、异步;各种通信介质和通讯方式可混合使用,以下介绍几种典型的通信网络结构。
点对点通信
点对点通信指一个RTU设备独占一个通道与数据采集系统通信,这种方式结构清晰、实时性好(只与通信速率有关),其结构如图6-2所示。
专线、电力载波、微波、光纤、市话线路等
数据采集系统
RTU1
RTU2
RTUn
图6-2 点对点通信结构图
这种方式典型应用于电力调度系统,由于电力系统的通讯介质大多采用电力载波,通信速率低,投资较省。
点对多点通信
点对多点通信指一个数据采集系统通道同时与多个RTU设备进行通信,这种方式在采集系统中心设备较少、投资省,实时性与通信速率和RTU设备个数有关。其典型应用于现场总线(如CAN、