基于SCADA的通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究
[導(dǎo)讀]1 通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)工程
通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要包括機房環(huán)境及動力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。電力通信網(wǎng)目前通信站一般都位于變電所內(nèi)，除了地調(diào)中心通信機房有人值班外，其他通信站均為無人值
1 通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)工程
通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要包括機房環(huán)境及動力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。電力通信網(wǎng)目前通信站一般都位于變電所內(nèi)，除了地調(diào)中心通信機房有人值班外，其他通信站均為無人值守通信站。實施這些通信站的通信電源乃至整個機房環(huán)境監(jiān)控是很有必要的。
1.1 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測量范圍
1.1.1 機房溫/濕度。
1.1.2 智能動力設(shè)備(配電屏、整流設(shè)備、蓄電池組)要求采集如下信息：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。⑥通信機房消防報警由變電站統(tǒng)一考慮。
1.1.3 無通信機房的110kV變電站，動力監(jiān)測基本要求：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。
1.2 變電站端監(jiān)測顯示要求 上述通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號（遙信、遙測和開關(guān)量等）在變電站要求畫面顯示，告警畫面變色閃動、聲音告警。聲音告警確認(rèn)后可人工屏蔽。
1.3 地調(diào)端監(jiān)測顯示要求 各供電局所轄的變電站的無人值班通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到本局調(diào)度自動化系統(tǒng)，開通供電局地調(diào)端通信中心機房登錄Web服務(wù)器的權(quán)限，以瀏覽方式監(jiān)視通信機房動力環(huán)境狀態(tài)，其畫面要求具備聲、光告警。
1.4 省網(wǎng)通信調(diào)度監(jiān)測顯示要求 220kV及以上變電站通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到中調(diào)調(diào)度自動化系統(tǒng)，通信調(diào)度員通過登錄中調(diào)DMIS的Web服務(wù)器，瀏覽各通信機房動力環(huán)境狀態(tài)和告警信息。
1.5 通信機房閉路監(jiān)視 要求在通信機房安裝攝像頭，實現(xiàn)對整個機房的閉路監(jiān)視。并將監(jiān)視信號接入變電站閉路監(jiān)視系統(tǒng)。同時可對異常/事故前狀態(tài)及異常/事故時的狀態(tài)進(jìn)行錄像。并將監(jiān)視信號接入地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視系統(tǒng)，由地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視。
2 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施
該系統(tǒng)按功能共分三個子系統(tǒng)：前端信號采集系統(tǒng)、監(jiān)控子站和監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)。
2.1 前端信號采集系統(tǒng) 前端信號采集系統(tǒng)系統(tǒng)主要硬件是紅外一體化攝像機、溫濕度傳感器、交流電壓變送器、直流電壓變送器組成。
2.2 監(jiān)控子站 在通信機房的19”機柜里安裝一臺硬盤錄像機，用于把通信機房內(nèi)攝像頭的模擬信號處理為數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成E1信號接口，通過河池通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
2.3 監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)（通過SCADA系統(tǒng)完成）
2.3.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的SCADA數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。
2.3.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。
3 設(shè)備主要功能和技術(shù)參數(shù)
3.1 主站端
3.1.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。
3.1.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。
3.1.3 主站端功能介紹：①以形象直觀的圖形界面方式實時顯示本LSC所轄范圍內(nèi)各基站監(jiān)控對象的分布狀況、工作狀態(tài)和運行參數(shù)。②提供整個監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成模擬瀏覽圖，能夠快速進(jìn)入所選擇的基站，瀏覽基站監(jiān)控信息。③監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的顯示可按端局和按設(shè)備類別支持多種列表顯示方式。④自診斷功能，對監(jiān)控系統(tǒng)本身設(shè)備的故障及時監(jiān)測并能發(fā)出告警。⑤信息打印功能具有：a出現(xiàn)告警立即打?。籦根據(jù)管理需要定時打??；c屏幕拷貝打印。⑥實時接收各通站動力設(shè)備和機房環(huán)境的告警信息，具有以下告警功能：a分級告警功能顯示；b緊急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警確認(rèn)；g告警分類顯示；h告警查詢。⑦具有統(tǒng)計功能，能生成以下各種統(tǒng)計報表及曲線圖：a日、月、年告警統(tǒng)計表；b日、月、年監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表；c每天的設(shè)備運行參數(shù)或曲線；d監(jiān)控中心中的告警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用戶和用戶組管理功能，這些功能包括增加、刪除、查詢和修改等，此功能只能由授權(quán)的用戶實施。b用戶的權(quán)限配置和管理功能，對用戶的權(quán)限級別可以進(jìn)行配置。c系統(tǒng)操作權(quán)限的劃分和配置功能。當(dāng)操作人員取得相應(yīng)權(quán)限時，可進(jìn)行相應(yīng)操作。對用戶實施的操作進(jìn)行鑒權(quán)的功能，保證具有權(quán)限的用戶才能實施相應(yīng)的操作。同時系統(tǒng)應(yīng)有設(shè)備操作記錄，設(shè)備操作記錄包括操作人員工號、被操作設(shè)備名稱、操作內(nèi)容、操作時間等。⑨相關(guān)的控制機制，對于監(jiān)控對象的接入以及監(jiān)控設(shè)備的接入進(jìn)行安全管理。⑩系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能。 報表管理功能：a用戶利用監(jiān)控系統(tǒng)提供的工具軟件，生成并打印出各種統(tǒng)計資料、交接班日志、派修工單、機歷卡及曲線圖等。b提供歷史告警紀(jì)錄日、月、年及自定義時段的報表和相關(guān)統(tǒng)計報表。c提供按照告警級別、告警類型、設(shè)備類型等條件統(tǒng)計的歷史告警次數(shù)或告警歷時統(tǒng)計報表。d提供任意遙測量或遙測量組合自定義時段的歷史數(shù)據(jù)曲線分析數(shù)據(jù)。e提供運行狀態(tài)量曲線分析數(shù)據(jù)。f提供系統(tǒng)操作紀(jì)錄輸出報表。g提供登退錄系統(tǒng)輸出報表。h提供系統(tǒng)交接班日志管理輸出報表；i提供自定義打印輸出報表功能。 顯示功能：系統(tǒng)可實時顯示和刷新監(jiān)控范圍內(nèi)所有局站、設(shè)備以及全部監(jiān)控點的運行參數(shù)、所處狀態(tài)、配置屬性。
提供可在線定制的組態(tài)頁面顯示綜合性的局站或設(shè)備群組的監(jiān)控信息。同時提供詳細(xì)資料頁面顯示任意設(shè)備的監(jiān)控信息。
對監(jiān)控對象進(jìn)行分層次、分類型的顯示與管理。監(jiān)控對象狀態(tài)（告警、故障權(quán)限等）顯示醒目清晰, 可在指定的現(xiàn)場運行流程圖上通過逐層擴展，最后將故障定位在監(jiān)控對象上。
界面能夠按照需要及時詳細(xì)的提示和統(tǒng)計系統(tǒng)發(fā)生的任何告警和事件。
3.2 分站端
3.2.1 分站端硬件系統(tǒng)：監(jiān)控主機、溫濕度傳感器、直流電壓變送器、交流電壓變送器。
3.2.2 分站端功能介紹：①周期性地采集各監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和發(fā)送。②隨時接收并快速響應(yīng)來自監(jiān)控主站的數(shù)據(jù)查詢和控制命令，并將控制命令下發(fā)給監(jiān)控模塊。③收集故障告警信息，告警優(yōu)先主動上報。④能進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)處理、存儲，具備接入計算機進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)操作的功能。⑤具有保存告警信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值至少2天的能力。⑥具有本地控制優(yōu)先的功能，可屏蔽監(jiān)控中心發(fā)出的遙控命令并以適當(dāng)方式通知監(jiān)控中心此時所處的控制狀態(tài)。⑦具有告警過濾和屏蔽功能。
4結(jié)語
目前，結(jié)合電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的實際情況，利用電力調(diào)度自動化系統(tǒng)(SCADA)即可簡單地實現(xiàn)對電力通信站的監(jiān)控功能，通過SCADA系統(tǒng)提供的信息接收處理與轉(zhuǎn)發(fā)方式實現(xiàn)通信站機房環(huán)境的遠(yuǎn)程集中監(jiān)視和管控，確保電力系統(tǒng)通信設(shè)備設(shè)施的安全穩(wěn)定運行。
通信站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要包括機房環(huán)境及動力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。電力通信網(wǎng)目前通信站一般都位于變電所內(nèi)，除了地調(diào)中心通信機房有人值班外，其他通信站均為無人值守通信站。實施這些通信站的通信電源乃至整個機房環(huán)境監(jiān)控是很有必要的。
1.1 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測量范圍
1.1.1 機房溫/濕度。
1.1.2 智能動力設(shè)備(配電屏、整流設(shè)備、蓄電池組)要求采集如下信息：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。⑥通信機房消防報警由變電站統(tǒng)一考慮。
1.1.3 無通信機房的110kV變電站，動力監(jiān)測基本要求：①交流配電：三相交流輸入電壓、故障告警；交流輸入故障(過壓、欠壓、缺相)。②直流配電：直流母線總電壓；直流輸出過壓／欠壓；壓限告警。③整流單元：輸出總電壓、總電流；整流模塊故障總告警。④蓄電池組：電池組總電壓。⑤載波設(shè)備總告警。
1.2 變電站端監(jiān)測顯示要求 上述通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號（遙信、遙測和開關(guān)量等）在變電站要求畫面顯示，告警畫面變色閃動、聲音告警。聲音告警確認(rèn)后可人工屏蔽。
1.3 地調(diào)端監(jiān)測顯示要求 各供電局所轄的變電站的無人值班通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到本局調(diào)度自動化系統(tǒng)，開通供電局地調(diào)端通信中心機房登錄Web服務(wù)器的權(quán)限，以瀏覽方式監(jiān)視通信機房動力環(huán)境狀態(tài)，其畫面要求具備聲、光告警。
1.4 省網(wǎng)通信調(diào)度監(jiān)測顯示要求 220kV及以上變電站通信機房動力環(huán)境監(jiān)測信號要求送到中調(diào)調(diào)度自動化系統(tǒng)，通信調(diào)度員通過登錄中調(diào)DMIS的Web服務(wù)器，瀏覽各通信機房動力環(huán)境狀態(tài)和告警信息。
1.5 通信機房閉路監(jiān)視 要求在通信機房安裝攝像頭，實現(xiàn)對整個機房的閉路監(jiān)視。并將監(jiān)視信號接入變電站閉路監(jiān)視系統(tǒng)。同時可對異常/事故前狀態(tài)及異常/事故時的狀態(tài)進(jìn)行錄像。并將監(jiān)視信號接入地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視系統(tǒng)，由地調(diào)監(jiān)控中心監(jiān)視。
2 通信機房動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施
該系統(tǒng)按功能共分三個子系統(tǒng)：前端信號采集系統(tǒng)、監(jiān)控子站和監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)。
2.1 前端信號采集系統(tǒng) 前端信號采集系統(tǒng)系統(tǒng)主要硬件是紅外一體化攝像機、溫濕度傳感器、交流電壓變送器、直流電壓變送器組成。
2.2 監(jiān)控子站 在通信機房的19”機柜里安裝一臺硬盤錄像機，用于把通信機房內(nèi)攝像頭的模擬信號處理為數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成E1信號接口，通過河池通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
2.3 監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)（通過SCADA系統(tǒng)完成）
2.3.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的SCADA數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。
2.3.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。
3 設(shè)備主要功能和技術(shù)參數(shù)
3.1 主站端
3.1.1 主站端硬件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、音箱、以太網(wǎng)光纖收發(fā)器。
3.1.2 主站端軟件系統(tǒng)：利用調(diào)度中心現(xiàn)有監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、殺毒軟件。界面的開發(fā)任務(wù)由SCADA系統(tǒng)廠家完成。
3.1.3 主站端功能介紹：①以形象直觀的圖形界面方式實時顯示本LSC所轄范圍內(nèi)各基站監(jiān)控對象的分布狀況、工作狀態(tài)和運行參數(shù)。②提供整個監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成模擬瀏覽圖，能夠快速進(jìn)入所選擇的基站，瀏覽基站監(jiān)控信息。③監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的顯示可按端局和按設(shè)備類別支持多種列表顯示方式。④自診斷功能，對監(jiān)控系統(tǒng)本身設(shè)備的故障及時監(jiān)測并能發(fā)出告警。⑤信息打印功能具有：a出現(xiàn)告警立即打?。籦根據(jù)管理需要定時打??；c屏幕拷貝打印。⑥實時接收各通站動力設(shè)備和機房環(huán)境的告警信息，具有以下告警功能：a分級告警功能顯示；b緊急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警確認(rèn)；g告警分類顯示；h告警查詢。⑦具有統(tǒng)計功能，能生成以下各種統(tǒng)計報表及曲線圖：a日、月、年告警統(tǒng)計表；b日、月、年監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表；c每天的設(shè)備運行參數(shù)或曲線；d監(jiān)控中心中的告警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用戶和用戶組管理功能，這些功能包括增加、刪除、查詢和修改等，此功能只能由授權(quán)的用戶實施。b用戶的權(quán)限配置和管理功能，對用戶的權(quán)限級別可以進(jìn)行配置。c系統(tǒng)操作權(quán)限的劃分和配置功能。當(dāng)操作人員取得相應(yīng)權(quán)限時，可進(jìn)行相應(yīng)操作。對用戶實施的操作進(jìn)行鑒權(quán)的功能，保證具有權(quán)限的用戶才能實施相應(yīng)的操作。同時系統(tǒng)應(yīng)有設(shè)備操作記錄，設(shè)備操作記錄包括操作人員工號、被操作設(shè)備名稱、操作內(nèi)容、操作時間等。⑨相關(guān)的控制機制，對于監(jiān)控對象的接入以及監(jiān)控設(shè)備的接入進(jìn)行安全管理。⑩系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能。 報表管理功能：a用戶利用監(jiān)控系統(tǒng)提供的工具軟件，生成并打印出各種統(tǒng)計資料、交接班日志、派修工單、機歷卡及曲線圖等。b提供歷史告警紀(jì)錄日、月、年及自定義時段的報表和相關(guān)統(tǒng)計報表。c提供按照告警級別、告警類型、設(shè)備類型等條件統(tǒng)計的歷史告警次數(shù)或告警歷時統(tǒng)計報表。d提供任意遙測量或遙測量組合自定義時段的歷史數(shù)據(jù)曲線分析數(shù)據(jù)。e提供運行狀態(tài)量曲線分析數(shù)據(jù)。f提供系統(tǒng)操作紀(jì)錄輸出報表。g提供登退錄系統(tǒng)輸出報表。h提供系統(tǒng)交接班日志管理輸出報表；i提供自定義打印輸出報表功能。 顯示功能：系統(tǒng)可實時顯示和刷新監(jiān)控范圍內(nèi)所有局站、設(shè)備以及全部監(jiān)控點的運行參數(shù)、所處狀態(tài)、配置屬性。
提供可在線定制的組態(tài)頁面顯示綜合性的局站或設(shè)備群組的監(jiān)控信息。同時提供詳細(xì)資料頁面顯示任意設(shè)備的監(jiān)控信息。
對監(jiān)控對象進(jìn)行分層次、分類型的顯示與管理。監(jiān)控對象狀態(tài)（告警、故障權(quán)限等）顯示醒目清晰, 可在指定的現(xiàn)場運行流程圖上通過逐層擴展，最后將故障定位在監(jiān)控對象上。
界面能夠按照需要及時詳細(xì)的提示和統(tǒng)計系統(tǒng)發(fā)生的任何告警和事件。
3.2 分站端
3.2.1 分站端硬件系統(tǒng)：監(jiān)控主機、溫濕度傳感器、直流電壓變送器、交流電壓變送器。
3.2.2 分站端功能介紹：①周期性地采集各監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和發(fā)送。②隨時接收并快速響應(yīng)來自監(jiān)控主站的數(shù)據(jù)查詢和控制命令，并將控制命令下發(fā)給監(jiān)控模塊。③收集故障告警信息，告警優(yōu)先主動上報。④能進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)處理、存儲，具備接入計算機進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)操作的功能。⑤具有保存告警信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值至少2天的能力。⑥具有本地控制優(yōu)先的功能，可屏蔽監(jiān)控中心發(fā)出的遙控命令并以適當(dāng)方式通知監(jiān)控中心此時所處的控制狀態(tài)。⑦具有告警過濾和屏蔽功能。
4結(jié)語
目前，結(jié)合電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的實際情況，利用電力調(diào)度自動化系統(tǒng)(SCADA)即可簡單地實現(xiàn)對電力通信站的監(jiān)控功能，通過SCADA系統(tǒng)提供的信息接收處理與轉(zhuǎn)發(fā)方式實現(xiàn)通信站機房環(huán)境的遠(yuǎn)程集中監(jiān)視和管控，確保電力系統(tǒng)通信設(shè)備設(shè)施的安全穩(wěn)定運行。
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