一,、        系統(tǒng)概述

隨著城市化進(jìn)程的逐步加速，我國城市軌道交通建設(shè)未來發(fā)展有著巨大潛力,。（國務(wù)院批準(zhǔn)地鐵建設(shè)有3項(xiàng)指標(biāo)——城市人口超300萬,、GDP超1000億元、地方財(cái)政一般預(yù)算收入超100億元,。目前全國有近50個(gè)城市達(dá)標(biāo)）,。伴隨投資額度的加大，城市軌道交通建設(shè)有望成為繼鐵路大規(guī)模投資之后新的投資熱點(diǎn),，城市軌道交通將成為“十二五”期間基礎(chǔ)建設(shè)投資的新貴,，我國的城市軌道交通建設(shè)有望迎來黃金發(fā)展期。

現(xiàn)城市軌道交通的地面建設(shè)包含AFC(自動售檢票系統(tǒng)),、PIS（乘客信息系統(tǒng)）,、BAS（環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）、FAS（火災(zāi)消防監(jiān)控系統(tǒng)）,、PSD（車站屏蔽門系統(tǒng)）,、PSCADA(電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)、MCS（主控系統(tǒng)）,、SIG（信號系統(tǒng)）,、NCS（網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)）九大系統(tǒng)，本文主要討論P(yáng)SCADA系統(tǒng)的需求,、架構(gòu)及應(yīng)用,。

二、        系統(tǒng)要求

PSCADA(電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)：包括全線由若干個(gè)變電站綜合自動化系統(tǒng),；SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng),，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng),；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣,，可以應(yīng)用于電力、冶金,、石油,、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域;

地鐵行業(yè)電力監(jiān)控子系統(tǒng)與地鐵行業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）緊密集成，實(shí)現(xiàn)PSCADA子系統(tǒng)功能,，共同完成變電站主要供電設(shè)備及接觸網(wǎng)（軌）等電力設(shè)備運(yùn)行情況的分層分布遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制,，處理供電系統(tǒng)的各種異常事故及報(bào)警事件，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)大大提升供電系統(tǒng)調(diào)度,、管理及維修的自動化程度,，提高供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全,、可靠地運(yùn)行,。

    地鐵變電所綜合自動化系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的12kV開關(guān)柜、750V開關(guān)柜,、0.4kV開關(guān)柜,、牽引變壓器、硅整流器,、配電變壓器,、排流柜、雜散電流監(jiān)測裝置,、牽引網(wǎng)電動隔離開關(guān),、再生能量利用裝置、鋼軌電位限制裝置等配置的綜合測控保護(hù)裝置,、智能采集裝置通過通信接口連接實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控,。

依據(jù)智能電網(wǎng)系統(tǒng)需求，對控制工控機(jī)的要求如下： 

u通過國家電科院電力四級認(rèn)證,、符合IEC 61850-3和IEEE 1613認(rèn)證 ,；

u電源及接口滿足浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等要求,；

u電源輸入支持直流110V/220V,，交流220V/50Hz供電，滿足冗余供電,，支持整機(jī)不斷電更換,、維護(hù)模塊電源;要求支持失電報(bào)警功能；

u支持多種通訊接口和靈活的擴(kuò)展（10個(gè)串口：采用光電隔離電路設(shè)計(jì),，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在惡劣,、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作；6個(gè)網(wǎng)口,；6個(gè)USB;1個(gè)VGA;1個(gè)擴(kuò)展槽）,；

u標(biāo)準(zhǔn)19寸上架無風(fēng)扇、低功耗,、全密封產(chǎn)品,；

三、        系統(tǒng)描述

PSCADA系統(tǒng)包括全線由若干個(gè)變電站綜合自動化系統(tǒng),，該系統(tǒng)可分為兩類：

u    牽引降壓混合變電站（以下簡稱混合站）

u    降壓變電站（以下簡稱降壓站）

 車站,、車輛段牽引降壓混合變電站綜合自動化系統(tǒng)通過與本車站,、車輛段的綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度中心與變電所綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,。

變電站自動化系統(tǒng)采用分層,、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由變電站站級管理層,、網(wǎng)絡(luò)通信層,、間隔設(shè)備層組成。系統(tǒng)以供電設(shè)備為監(jiān)控對象,，通過所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)將10kV,、0.4kV交流保護(hù)測控單元、DC750V直流保護(hù)測控單元,、交直流系統(tǒng)監(jiān)控單元、變壓器與整流器監(jiān)控單元,、排流柜與雜散電流監(jiān)控單元,、軌電位限位裝置、電動隔離開關(guān)等分散布置的間隔層設(shè)備連接起來,，通過工控機(jī)進(jìn)行集中管理,。

下圖為PSCADA系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)：

（圖1：PSCADA系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)）

u    站級管理層

包括安裝在控制信號盤內(nèi)的工控機(jī)、通信處理器,、交換機(jī),、智能測控單元等設(shè)備組成。該層主要完成全站的數(shù)據(jù)通訊處理,、人機(jī)界面,、數(shù)據(jù)庫等功能，是系統(tǒng)與運(yùn)行和維護(hù)人員的接口,。

u    數(shù)據(jù)通信層

站控級網(wǎng)絡(luò)

間隔級網(wǎng)絡(luò)

u    間隔設(shè)備層

間隔層智能設(shè)備主要包括10kV綜合保護(hù)測控單元,、750V直流開關(guān)柜保護(hù)測控單元、0.4kV低壓開關(guān)柜監(jiān)控單元,、制動能量消耗裝置監(jiān)控單元,、雜散電流監(jiān)控單元、整流器監(jiān)控單元,、交直流電源系統(tǒng)監(jiān)控單元,、整流變壓器溫控器、動力變壓器溫控器,，所有智能設(shè)備由通信方式接入綜合自動化系統(tǒng),。

研祥電力行業(yè)專業(yè)級全密封工控機(jī)SPC-8231主要承擔(dān)地鐵PSCADA體統(tǒng)中運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)處理;數(shù)據(jù)信息分層,、分流交換自動化控制;變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障報(bào)警功能,，指出故障問題點(diǎn)等等,。

研祥全新的SPC-8231產(chǎn)品符合地鐵PSCADA設(shè)備應(yīng)用重要指標(biāo)：

（圖3:SPC-8231）

u    通過國家電科院電力四級認(rèn)證、符合IEC 61850-3和IEEE 1613認(rèn)證

IEC 61850-3認(rèn)證保證了在變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的抗電磁干擾能力,，IEEE 1613標(biāo)準(zhǔn)則闡明了通訊互聯(lián)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境和測試要求,。通過IEC 61850-3和IEEE 1613專業(yè)認(rèn)證的，能夠與變電站內(nèi)的不同設(shè)備進(jìn)行通訊,。

u    滿足電力行業(yè)EMC指標(biāo)

電源及接口具有浪涌4級抗擾度,、靜電4級抗擾度等高EMC性能，同時(shí)滿足行業(yè)中絕緣性能的要求,，并且串口采用電子隔離設(shè)計(jì),，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作,。

u    支持交直流電壓輸入,、電源供電冗余

電源輸入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供電,，且采用可熱拔插冗余模塊電源,，支持整機(jī)不斷電更換、維護(hù)模塊電源,。

u    多種通訊接口和靈活的擴(kuò)展

 6個(gè)USB 2.0接口,，6個(gè)千兆網(wǎng)口、10個(gè)隔離的RS-232/422/485串口,；1個(gè)VGA接口,，1個(gè)MiniPCIE插槽（不支持USB設(shè)備），1個(gè)CFast卡插槽,，1個(gè)2.5寸硬盤接口（可兼容1.8寸SSD硬盤）,，1個(gè)客戶自定義功能接口；配置各接口狀態(tài)指示燈,，可準(zhǔn)確監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),、串口、電源及整機(jī)工作狀態(tài); 同時(shí)1個(gè)面向用戶開放的行業(yè)I/O擴(kuò)展槽方便用戶根據(jù)需要自行選擇I/O模塊,。

u    采用模塊化設(shè)計(jì)

客戶可根據(jù)實(shí)際使用情況,，配置串口功能模塊，實(shí)現(xiàn)RS-232/RS-422/RS-485模式靈活切換,；預(yù)留PCI-104擴(kuò)展卡插槽及支架,，客戶可配置行業(yè)功能擴(kuò)展卡，通過自定義接口實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展,。（*注意：擴(kuò)展卡必須采用浮地設(shè)計(jì)）,；核心板、串口模塊,、模塊電源均可單獨(dú)訂購 ,。

u    失電報(bào)警功能

由于各種原因造成用電設(shè)備供電故障或供電中斷時(shí),，能夠及時(shí)、主動發(fā)出告警信號,，避免設(shè)備由于失電停運(yùn)而造成的損失,。

四、        結(jié)論

地鐵PSCADA應(yīng)用專業(yè)級產(chǎn)品推薦：研祥SPC-8231

本文論述了地鐵PSCADA綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)的特征,、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用,。綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)全部自動化變電站自動化的功能,，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決,，研祥將結(jié)合國家發(fā)展規(guī)劃及地鐵行業(yè)應(yīng)用需求，不斷的推出更專業(yè)的產(chǎn)品滿足未來智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng),。

附一：

智能電網(wǎng)專業(yè)級低功耗耗無風(fēng)扇產(chǎn)品SPC-8231

u    產(chǎn)品概述

SPC-8231是一款專門針對電力行業(yè)且面向未來數(shù)字化變電站的專用產(chǎn)品,，并嚴(yán)格遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字化變電站的特殊要求，能夠?yàn)樽冸娬?、電廠等嚴(yán)酷工業(yè)應(yīng)用環(huán)境提供理想的通信解決方案,。可廣泛應(yīng)用于變電站遠(yuǎn)動終端管理,、智能電網(wǎng)調(diào)度通信管理機(jī)和地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）。

u    主要功能特點(diǎn)

◆板載Intel@  ATOM™ D525 1.8GHz處理器,；

◆板載2.0GDDRⅢ內(nèi)存,最大支持2.0G內(nèi)存,；

◆支持6個(gè)RJ45 10/100/1000網(wǎng)絡(luò)接口；

◆支持10個(gè)串口,，RS232/485/422模塊可選,，采用光電隔離設(shè)計(jì)，帶2.5KV隔離保護(hù),；

◆支持可插拔110/220VACDC 100W雙電源冗余供電,，且支持失電報(bào)警功能；

◆可以通過中國電科院電力四級認(rèn)證,，適合電力自動化對苛刻環(huán)境的要求,；

u    詳細(xì)規(guī)格

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產(chǎn)品尺寸圖

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