專利名稱：高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于變電站自動(dòng)控制的高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，屬于電力控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)電力變電站二次設(shè)備大致可劃分為三種模式。一是常規(guī)方式，即變電站二次設(shè)備采用常規(guī)電磁式繼電保護(hù)、儀表屏、操作屏、無(wú)功補(bǔ)償?shù)椭軠p載等設(shè)備，這種分立式設(shè)備配置不能實(shí)現(xiàn)變電站控制自動(dòng)化。二是在常規(guī)二次設(shè)備基礎(chǔ)上配置計(jì)算機(jī)功能，屬于常規(guī)方式下的計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)不能滿足變電站無(wú)人值班的自動(dòng)化要求。三是全微機(jī)化的電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，采用新型的二次設(shè)備代替常規(guī)的電磁式設(shè)備，盡量做到硬件資源共享，用不同的軟件實(shí)現(xiàn)常規(guī)設(shè)備的功能，用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信代替大量的信號(hào)電纜，配上遠(yuǎn)動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守的自動(dòng)化要求，通過(guò)調(diào)制解調(diào)與總調(diào)聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙調(diào)、遙信；由于現(xiàn)有設(shè)備通常采用不同的設(shè)備分別完成測(cè)量、信號(hào)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)等功能，因而系統(tǒng)的功能體積、成本和可靠性等方面都受到了一定的限制。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，它可以集測(cè)量、信號(hào)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)于一體，并且有容錯(cuò)、糾錯(cuò)和自診斷的功能，有利于滿足電力工業(yè)現(xiàn)代化、集成化、小型化和無(wú)人化的要求。
本實(shí)用新型采用冗余設(shè)計(jì)的模板式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其多功能和自動(dòng)化，它可由主控裝置和從控裝置組成，主控裝置可由一個(gè)測(cè)控器和監(jiān)控器構(gòu)成，從控裝置可由兩個(gè)測(cè)控器和一個(gè)監(jiān)控器構(gòu)成，主控裝置與從控裝置通過(guò)一個(gè)公共數(shù)據(jù)區(qū)連接，采用表決(三取二)的方案確定正確工作狀態(tài)的測(cè)控器。在設(shè)備正常工作時(shí)，主控裝置負(fù)責(zé)把保護(hù)、測(cè)量及其動(dòng)作信號(hào)送入公共數(shù)據(jù)區(qū)，從控裝置通過(guò)公共數(shù)據(jù)區(qū)來(lái)監(jiān)視主控裝置的工作，同時(shí)擔(dān)任一些其它任務(wù)，如接收脈沖表屏發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)制解調(diào)電路向總調(diào)度室傳達(dá)現(xiàn)場(chǎng)信息、接收總調(diào)度室發(fā)來(lái)各種測(cè)控信號(hào)等。當(dāng)設(shè)備某部分發(fā)生故障時(shí)，主控裝置和從控裝置在測(cè)試、控制中產(chǎn)生不相同的結(jié)論，此時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)供核查用的測(cè)控器進(jìn)行采樣、測(cè)量，并把所產(chǎn)生的結(jié)論與另外兩個(gè)測(cè)控器的結(jié)論比較，根據(jù)少數(shù)服從多數(shù)原則，將其結(jié)論三中取二，這就是人們常說(shuō)的表決方式。這樣，即使設(shè)備某部分發(fā)生故障，也不影響整個(gè)設(shè)備的正常工作，并能糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和信息，發(fā)出正確動(dòng)作或信號(hào)。同時(shí)，本裝置還能提示裝置中什么部件發(fā)生什么樣的故障，當(dāng)主控裝置發(fā)生硬件故障時(shí)，從控裝置發(fā)出預(yù)告信號(hào)后，自動(dòng)投入接替主控裝置工作，并提示硬件故障的性質(zhì)；當(dāng)從控裝置發(fā)生故障時(shí)，則主控裝置發(fā)出預(yù)告信號(hào)，提示硬件故障性質(zhì)，以便工作人員及時(shí)維修。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有可靠性高，成本低、功能多和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。本裝置的軟件冗余大于硬件冗余，主控、從控裝置都有一套完整的功能相同的監(jiān)控程序，以便在主控裝置出現(xiàn)故障時(shí)從控裝置能接替主控裝置的工作，不僅使裝置集測(cè)量、信號(hào)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)于一體，而且提高裝置的可靠性，并使裝置在幾乎不增加硬件成本的情況下具有容錯(cuò)、糾錯(cuò)和自診斷等功能。本裝置對(duì)某些垂要?jiǎng)幼鳌⑻幚?、校?yàn)等程序適當(dāng)冗余，數(shù)據(jù)區(qū)的冗余設(shè)置用于程序跑飛、干擾等因素引起數(shù)據(jù)區(qū)的破壞時(shí)的修復(fù)。本裝置采用多CPU集中式結(jié)構(gòu)，采用性能穩(wěn)定的STD工業(yè)控制總線，各功能板采用模塊化設(shè)計(jì)，使得各接口擴(kuò)展容易、維修方便、通用性強(qiáng)。中央處理單元與輸入、輸出、A/D等電路全部采用光電隔離，提高了裝置的可靠性。本裝置通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)公共數(shù)據(jù)區(qū)連接主控裝置與從控裝置，實(shí)現(xiàn)測(cè)量中央信號(hào)與遠(yuǎn)動(dòng)間的數(shù)據(jù)共享，避免了通訊速度低、易受干擾的缺點(diǎn)。本裝置由于具有綜合造價(jià)低、占地面積小、可靠性和自動(dòng)化程度高，故可以滿足電力工業(yè)現(xiàn)代化、集成化、小型化和無(wú)人化的要求，適用于電力系統(tǒng)35KV、110KV、220KV等供變電站的自動(dòng)控制。


圖1為本實(shí)用新型方框結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型可采用附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)。圖1中的監(jiān)控器(1)和測(cè)控器(2)構(gòu)成主控裝置，監(jiān)控器(3)和測(cè)控器(4)、測(cè)控器(5)構(gòu)成從控裝置，主控裝置與從控裝置之間通過(guò)公共數(shù)據(jù)區(qū)(6)連接，遠(yuǎn)動(dòng)裝置(7)、變送器(8)和控制開(kāi)在(9)均可采用常規(guī)的方案實(shí)現(xiàn)。一種集測(cè)量、信號(hào)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)功能為一體的實(shí)施方案如圖2所示。主控裝置的測(cè)控器(2)可由64路帶光隔模擬輸入擴(kuò)展板(64A/D A)STD 5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D B)STD 5488、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量功放輸出板(320UTA)和(320UT B)STD 5373、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板(32IN A)和(32IN B)STD 5372-2構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸出端連接，各板均直接與監(jiān)控器(1)的STD工業(yè)控制總線相連接；主控裝置的監(jiān)控器(1)可由系統(tǒng)II V40 CPU板(V40-II)STD5086、V40系統(tǒng)II系統(tǒng)支持板(SYSTEM)STD 5796、二級(jí)漢字庫(kù)板(漢卡STD5719)、系統(tǒng)II彩色圖形顯示/標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口板(STD 5788)構(gòu)成，彩色監(jiān)視器或標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)可與接口板相連接，CPU板與支持板、漢字庫(kù)板和接口板均與STD控制總線相連接。從控裝置的監(jiān)控器(3)可由系統(tǒng)II V40 CPU板(V40-II)STD 5086、V40系統(tǒng)支持板(SYSTEM)STD5796、二級(jí)漢字庫(kù)板(漢卡STD5719)、系統(tǒng)II彩色圖形顯示/標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口板(STD 5788)、雙軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器板(磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器STD5186)構(gòu)成、各板均與STD工業(yè)控制總線直接相連接，也可將語(yǔ)言放音板(STD 5740)和打印機(jī)板(LQ1600K)直接接在STD工業(yè)控制總線上，彩色監(jiān)視器和標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)(101)可以通過(guò)接口板與STD工業(yè)控制總線相連接；測(cè)控器(4)可由64路帶光隔模擬輸入擴(kuò)展板(64A/D C)STD5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D D)STD5488、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量功放輸出板(320UT C)和(320UT D)STD 5373、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板(32IN C)和(32IN D)STD5372-2構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸出端連接，各板直接與監(jiān)控器(3)的STD控制總線相連接；測(cè)控器(5)可由64路帶光隔模擬輸入擴(kuò)展板(64A/D E)STD5498、通用高速光隔12位32路A/D板(32A/D F)STD5488、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板(32IN E)和(32IN F)STD5372-2構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸出端連接，各板均直接與監(jiān)控器(3)的STD工業(yè)控制總線相連接。公共數(shù)據(jù)區(qū)(公共RAM區(qū))采用雙端口靜態(tài)寄存器(RAM)，其左端地址線(LA)和數(shù)據(jù)線(LD)分別與主控裝置的監(jiān)控器(1)的CPU板的地址接口(A)和數(shù)據(jù)線接口(D)相連接，右端地址線(RA)和數(shù)據(jù)線(RD)分別與從控裝置的監(jiān)控器(3)的CPU板的地址線接口(A)和數(shù)據(jù)線接口(D)相連接，監(jiān)控器(3)的CPU板的RS232接口與遠(yuǎn)動(dòng)裝置(7)相連接。本裝置可通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)裝置(7)與總調(diào)度聯(lián)網(wǎng)，這樣就可在總調(diào)度室監(jiān)視變電站的工作情況，按需要顯示或打印各種報(bào)表，并可實(shí)行遙控、遙測(cè)、遙調(diào)和遙信。當(dāng)在變電站就地操作時(shí)，彩色高分辨率監(jiān)視器可顯示變電站主接線圖及各種參數(shù)，并可就地打印各種報(bào)表數(shù)據(jù)。中央信號(hào)在事故跳閘時(shí)可顯示跳閘設(shè)備的編號(hào)，自動(dòng)重合閘和速斷器動(dòng)作等情況。異常運(yùn)行時(shí)可顯示變壓器油溫過(guò)高和輕、重瓦斯信號(hào)、直流電源系統(tǒng)有無(wú)失電或電壓過(guò)高過(guò)低情況。打印機(jī)可記錄每天0～24時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)或打印所需報(bào)表，如各出線電壓、電流、有功、無(wú)功以及用電量等，也可記錄繼電保護(hù)、自動(dòng)重合閘、斷路器的工作情況和事故跳閘時(shí)間與性質(zhì)等。語(yǔ)言放音板可通過(guò)喇叭發(fā)出語(yǔ)言報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種用于變電站自動(dòng)控制的高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，由主控裝置和從控裝置組成，其特征在于主控裝置由一個(gè)測(cè)控器和監(jiān)控器構(gòu)成，從控裝置由兩個(gè)測(cè)控器和一個(gè)監(jiān)控器構(gòu)成，主控裝置與從控裝置通過(guò)一個(gè)公共數(shù)據(jù)區(qū)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，其特征在于主控裝置的測(cè)控器(2)由64路光隔模擬輸入擴(kuò)展板，通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量功放輸出板、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸入端連接，各板均直接與監(jiān)控器(1)的STD工業(yè)控制總線相連接；主控裝置的監(jiān)控器(1)由系統(tǒng)置IIV40CPU板、V40系統(tǒng)II支持板、二級(jí)漢字庫(kù)板、系統(tǒng)II彩色圖形顯示/標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口板構(gòu)成，CPU板、支持板、漢字庫(kù)板和接口板均與STD工業(yè)控制總線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，其特征在于從控裝置的監(jiān)控器(3)由系統(tǒng)IVV40CPU板、V40系統(tǒng)II系統(tǒng)支持板、二級(jí)漢字庫(kù)板、系統(tǒng)II彩色圖形顯示/標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口板、雙軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器板構(gòu)成，各板均與STD工業(yè)控制總線直接相連接；測(cè)控器(4)由64路帶光隔模擬輸入擴(kuò)展板、通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量功放輸出板、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸出板的輸出端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸入端相連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開(kāi)關(guān)(9)的輸出端連接，各板直接與監(jiān)控器(3)STD工業(yè)控制總線相連接；測(cè)控器(5)由64路帶光隔模擬輸入擴(kuò)展板、通用高速光隔12位32路A/D板、兩塊32路光隔開(kāi)關(guān)量并行輸入板構(gòu)成，擴(kuò)展板與A/D板相連接，其輸入端與變送器(8)的輸出端連接，兩塊輸入板的輸入端與控制開(kāi)關(guān)(9)輸出端連接，各板直接與監(jiān)控器(3)的STD工業(yè)控制總線相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置，其特征在于公共數(shù)據(jù)區(qū)公共RAM區(qū)采用雙端口靜態(tài)寄存器(RAM)，其左端地址線(LA)和數(shù)據(jù)線(LD)分別與主控裝置的監(jiān)控器(1)的CPU板的地址線接口(A)和數(shù)據(jù)線接口(D)相連接，右端地址線(RA)和數(shù)據(jù)線(RD)分別與從控裝置的監(jiān)控器(3)的CPU板的地址線接口(A)和數(shù)據(jù)線接口(D)相連接，監(jiān)控器(3)的CPU板的RS232接口與運(yùn)動(dòng)裝置(7)相連接。
專利摘要高可靠電站多功能自動(dòng)控制裝置由主控裝置和從控裝置組成，主控裝置由一個(gè)監(jiān)控器和測(cè)控器構(gòu)成，從控裝置由兩個(gè)測(cè)控器和一個(gè)監(jiān)控器構(gòu)成，主控裝置與從控裝置通過(guò)公共數(shù)據(jù)區(qū)連接，當(dāng)主控裝置發(fā)生故障時(shí)，從控裝置可自動(dòng)投入接替主控裝置工作，集測(cè)量、信號(hào)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)于一體，有容錯(cuò)、糾錯(cuò)、自診斷功能，采用冗余設(shè)計(jì)方式的三取二表決電路，裝置具有可靠性高、成本低、多功能等優(yōu)點(diǎn)，適用于供變電站的自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)G05B15/02GK2252358SQ9524063
公開(kāi)日1997年4月16日 申請(qǐng)日期1995年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月11日
發(fā)明者屠錫瑜, 陶成穩(wěn) 申請(qǐng)人:屠錫瑜, 陶成穩(wěn)