多功能仪表的系统构成

按照ECS典型的分层分布式结构，基于总线技术的多功能电力仪表数据处理平台采用三层设备、两层网络的结构，自下向上分为间隔层、通信管理层和站控层:

1、间隔层，由各种多功能仪表和智能设备等组成，完成就地电气设备的保护、测量、控制功能，通过现场总线、串口等通讯方式与通信管理层连接。

2、通信管理层，是系统构成的枢纽，处于承上启下的层次，完成站控层和间隔层之间的实时信息交换，实现与其他系统、调度中心的数据交换以及电气控制逻辑功能。由于间隔层各种装置通信规约的多样性，彼此之间无法实现信息的直接交互，通过通信管理层可以完成通信规约的转换，从而实现不同装置之间以及装置与电气主站、分散控制系统(DCS)之间的信息交互。

3、站控层，是系统的控制管理中心，完成对整个系统的数据收集、处理、显示、监视功能，经过授权对多功能仪表等电气设备进行控制。

在本系统中，多功能电量表、保护测控装置、多功能电能表布置在间隔层，主控单元位于通信管理层，数据服务器、工程师站等处于站控层，其中通信管理层和间隔层设备分散分布配置，方便了设备的维护与系统扩展。

二、通信接口与规约

主控单元向下可以采用LonWorks、ProfibusDP、串口或以太网等端口与间隔层组网，允许各类多功能仪表和电气设备的接入，向上可以采用以太网或ＲS－485端口与站控层连接;支持各种常用的通信规约(如Modbus、DL/T645、IEC60870－5－104等标准规约)。

三、隔层与通信管理层间组网方式

间隔层与通信管理层之间的组网方式又可以细分为两类:

1、面向电气间隔的组网方式，是根据厂(站)用电系统主接线分段，基于地理上的就近原则，对各种智能设备进行分组组网至对应的通信管理机;

2、面向过程的组网方式，是根据发电厂发电控制流程，将与热工控制流程紧密相关的6kV、400V厂用电中的各种电动机的保护测控设备、开关测控设备等组成一个或几个组，其他设备再组成另外一个或几个组接入通信管理机。

本系统采用的是面向过程的组网方式。假设CSC211属于热工相关装置，A2000与DTSD341是电气相关的装置，它们分成两组分别接入两台主控单元。

四、系统软件

多功能仪表数据处理平台系统软件采用组态软件开发。组态软件在站控层的开发环境中能够以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面，其预设的各种软件模块可以方便地实现站控层的各项功能。

利用组态软件开发了本系统的如下功能:

1、以图形方式展示系统的网络结构;

2、采集并显示各种电气量的数据(包括画面监视、实时曲线、历史曲线)，可以存储、查询和打印;

3、自动对用电量进行统计，生成电度日报表;

4、对前置数据设置数据系数与偏移量;

5、对电源中断、系统时钟同步故障、网络通信及接口故障、软件运行异常等故障实时报警;

6、在数据服务器与工程师站之间同步数据等。

本系统操作平台采用WindowsXP。需要说明的是，组态软件不仅可以在Windows平台运行，还可以根据需要在Unix平台运行。因此该系统支持跨平台的主站系统，能够实现混合操作平台，必要时数据服务器和工程师站可以分别运行在Unix与Windows平台以满足不同的应用需求。

近些年随着计算机技术与通信技术的发展，在变电站与发电厂电气自动化系统中各种多功能电力仪表(如保护测控装置、多功能电量表、多功能电能表等)得到越来越广泛的应用。多功能仪表不仅可以一表多用、同时测量多个重要的电气参数，而且可以通过其通信接口来实现对测量值的监视、处理和自动控制等功能。

在生产现场不同的多功能电力仪表都需要接入监控、远动等信息处理主站，然而目前在用的多功能仪表生产厂家、出厂时期、型号繁多，它们的通信接口和通信规约不尽相同，因此有必要研究一种能够对不同介质、不同规约设备的信息进行统一管理的平台。总线技术由于其系统结构高度分散以及对现场环境适应性强等特点，在厂站电气自动化系统中具有很大的应用潜力，采用这一技术有助于实现不同类型多功能电力仪表的组网。