自动化通讯

2024-07-09

自动化通讯(精选十篇)

自动化通讯 篇1

1.1 载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统, 按功能划分, 大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

1.1.1 载波机。

电力线载波机概括起来由四部分组成:自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同, 各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统:双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号, 只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱;单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号, 一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统:此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中, 载频分量是常发送的, 在接收端, 将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流, 而后去控制高载放大器的增益, 即可实现此目的;单边带载波机, 设置中频调节系统, 发信端的中频载频一方面送往中频调幅器, 另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路, 对方收信支路用窄带滤波器选出中频, 放大后, 一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频, 经整流后, 再去控制收信支路的增益或衰减, 从而实现自动电平调节。振铃系统:为保证调度通讯的迅速可靠, 电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫, 单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统:其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中, 发信端根据调制系统的需要, 一般设有中频载频和高频载频, 而且收信端除设有一个高频载频振荡器外, 中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频, 以实现载频的“最终同步”。

1.1.2 音频架、高频架。

在载波通讯中, 如果调度所和变电站相距较远, 为了保证拨号的准确性和通讯质量, 在调度所侧安装音频架, 而在变电站侧安装高频架, 两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后, 用户线很短, 通讯质量明显提高, 另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时, 话音通路四线端亦在调度所, 便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

1.2 微波通讯设备

根据微波站的作用, 所承担任务的不同, 微波站分为不同类型。根据站型的不同, 其设备也有所不同。但一般来说, 包括以下设备:终端机、收发信机、天馈线、电源、蓄电池、铁塔等。

1.2.1 收、发信机。微波收、发信机的主要任

务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道, 频率变换过程是将信号的频率往高处变, 即上变频。在收信通道, 频率变换过程是将信号的频率往低处变, 即下变频。

1.2.2 终端机。

微波通讯系统中, 必须有复用设备作为终端机, 其作用是:在发信端, 将各用户的话路信号, 按一定的规律组合成群频话路信号;在收信端, 将群频话路信号, 按相应规律解出各个话路信号。

1.3 光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1.3.1 光端机。

光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路, 如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中, 为了提高光端机的可靠性, 往往采用热备用方法, 使系统在主备状态下工作, 正常情况下主用部分工作, 当主用部分发生故障时, 可自动切换到备用部分工作, 目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下:输入接口:将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换:简称码型变换, 将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路:包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路:将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号, 并进行放大, 均衡改善脉冲波形, 清除码间干扰。定时再生电路:由定时提出和再生两部分组成, 从均衡以后的信号流中抽取定时器, 再经定时判决, 产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换:简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。

1.3.2 光中继机。

在进行长距离光传输时, 由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制, 光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50~60km的范围, 155Mbit/s光端机的传输距离一般在40~55km的范围, 距离超过这些范围, 须考虑加中继机, 相当于光纤传输的接力站, 这样可以将传输距离延长。由于光中继机的作用可知, 光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下, 可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此, 光中继机总的来说比光端机简单, 为了实现双向传输, 在中继站, 每个传输方向必须设置中继, 对于一个系统的光中继机的两套收、发设备, 公务部分是公共的。

1.3.3 数字通讯设备。

数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制, 变成数字信号, 再通过数字复接技术, 将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送, 以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程, 还原成模拟的话音信号的一种设备。

2 电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式, 概括为:信源是指信息的产生来源, 这些信息都是非电信息, 要转换成电信号, 需要一种变换器, 即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备, 提高发信设备的利用率。载波通讯中, 载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介, 信号在传输过程中, 还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反, 它们是接收线路传输的信息, 并把它恢复为原始信息形式, 完成通讯。在电力工业中, 现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网, 并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展, 大电站、大机组、超高压输电线路不断增加, 电网规模越来越大;通讯技术发展突飞猛进, 装备水平不断提高, 更新周期明显缩短。数字微波、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

3 结论

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上, 如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务, 就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题, 而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程, 具有十分重要的理论意义和应用价值。

参考文献

[1]张淑娥, 孔英会, 高强.电力系统通信技术[M].北京:中国电力出版社, 2005.

浅谈电力通讯自动化设备与工作模式 篇2

(一)载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统,按功能划分,大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统,其中前四部分是载波机的主要组成。

1.载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成:自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同,各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统:双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号,只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱;单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号,一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统:此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中,载频分量是常发送的,在接收端,将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流,而后去控制高载放大器的增益,即可实现此目的;单边带载波机,设置中频调节系统,发信端的中频载频一方面送往中频调幅器,另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路,对方收信支路用窄带滤波器选出中频,放大后,一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频,经整流后,再去控制收信支路的增益或衰减,从而实现自动电平调节。振铃系统:为保证调度通讯的迅速可靠,电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫,单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统:其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中,发信端根据调制系统的需要,一般设有中频载频和高频载频,而且收信端除设有一个高频载频振荡器外,中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频,以实现载频的“最终同步”。

2.音频架、高频架。在载波通讯中,如果调度所和变电站相距较远,为了保证拨号的准确性和通讯质量,在调度所侧安装音频架,而在变电站侧安装高频架,两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后,用户线很短,通讯质量明显提高,另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时,话音通路四线端亦在调度所,便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

(二)微波通讯设备

根据微波站的作用,所承担任务的不同,微波站分为不同类型,

根据站型的不同,其设备也有所不同。但一般来说,包括以下设备:终端机、收发信机、天馈线、微波配线架、电源、蓄电池、铁塔等。

1.收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道,频率变换过程是将信号的频率往高处变(群路信号变为微波信号),即上变频。在收信通道,频率变换过程是将信号的频率往低处变(微波信号变为群路信号),即下变频。

2.终端机。微波通讯系统中,必须有复用设备作为终端机,其作用是:在发信端,将各用户的话路信号,按一定的规律组合成群频话路信号;在收信端,将群频话路信号,按相应规律解出各个话路信号。

(三)光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

1.光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路,如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中,为了提高光端机的可靠性,往往采用热备用方法,使系统在主备状态下工作,正常情况下主用部分工作,当主用部分发生故障时,可自动切换到备用部分工作,目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下:输入接口:将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换:简称码型变换,将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路:包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路:将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号,并进行放大,均衡改善脉冲波形,清除码间干扰。定时再生电路:由定时提出和再生两部分组成,从均衡以后的信号流中抽取定时器,再经定时判决,产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换:简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构,单元框方式。不同速率下工作的光端机,单元框的组成情况也不同。

电力通讯自动化设备及工作模式浅析 篇3

【关键词】电力通讯;自动化设备;载波通讯;微波通讯;光纤通讯

1.电力通讯自动化设备

1.1载波通讯设备

一个完整的载波通讯系统,按功能划分,大体分为调制系统、载供系统、自动电平调节系统、振铃系统和增音系统。其中前四部分是载波机的主要组成。

(1)载波机。电力线载波机概括起来由四部分组成:自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统。载波机类型不同,各自系统的构成原理、实现方式等都有所不同。调制系统:双边带载波机传输的是上下两个边带加载频信号,只要经过一级调制即可将原始信号搬到线路频谱;单边带载波机传输的是单边带抑制载频的信号,一般要经过两级或三级调制将原始低频信号搬往线路频谱。自动电平调节系统:此系统的设置是为补偿各种因素所引起的传输电平的波动。在双边带载波机中,载频分量是常发送的,在接收端,将能够反映通道衰减特性变化的载频分量进行检波、整流,而后去控制高载放大器的增益,即可实现此目的;单边带载波机,设置中频调节系统,发信端的中频载频一方面送往中频调幅器,另一方面经高频调幅器的放大器送往载波通路,对方收信支路用窄带滤波器选出中频,放大后,一方面送中频解调器进行同步解调另一方面作为导频,经整流后,再去控制收信支路的增益或衰减,从而实现自动电平调节。振铃系统:为保证调度通讯的迅速可靠,电力线载波机均设置乐自动交换系统以完成振铃呼叫自动接续的任务。双边带载波机是利用载频分量实现自动呼叫,单边带载波机则设有专门的音频振铃信号。载供系统:其作用是向调制系统提供所需载频频率。在双边带载波机中,发信端根据调制系统的需要,一般设有中频载频和高频载频,而且收信端除设有一个高频载频振荡器外,中频解调器的载频则主要靠对方端送过来的中频载频,以实现载频的“最终同步”。

(2)音频架、高频架。在载波通讯中,如果调度所和变电站相距较远,为了保证拨号的准确性和通讯质量,在调度所侧安装音频架,而在变电站侧安装高频架,两架之间用音频电缆连接起来。载波机按音频架、高频架分架安装后,用户线很短,通讯质量明显提高,另外给远动通路信号电平的调整也带来方便。同时,话音通路四线端亦在调度所,便于与交换机接口组成专用业务通讯网。

1.2微波通讯设备

(1)收、发信机。微波收、发信机的主要任务就是在群路信号与微波信号之间进行频率变换。在发信通道,频率变换过程是将信号的频率往高处变(群路信号变为微波信号),即上变频。在收信通道,频率变换过程是将信号的频率往低处变(微波信号变为群路信号),即下变频。

(2)终端机。微波通讯系统中,必须有复用设备作为终端机,其作用是:在发信端,将各用户的话路信号,按一定的规律组合成群频话路信号;在收信端,将群频话路信号,按相应规律解出各个话路信号。

1.3光纤通讯设备

光纤通讯系统主要包括光端机和光中继机以及脉冲编码调制PCM数字通讯设备。

(1)光端机。光端机是光纤通讯系统中主要设备。它由光发送机和光接收机组成。在系统中的位置介于PCM电端机和光纤传输线路之间。光发送机由输入接口、光线路码型变换和光发送电路组成。光接收机由光接收定时再生、光线路码型变换和输出接口等组成。光端机中还有其他辅助电路,如公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通讯、电源等。在实际应用中,为了提高光端机的可靠性,往往采用热备用方法,使系统在主备状态下工作,正常情况下主用部分工作,当主用部分发生故障时,可自动切换到备用部分工作,目前应用较多的是一主一备方式。光端机各主要组成部分作用如下:输入接口:将PCM综合业务接入系统送来的信号变成二进制数字信号。光线路码型变换:简称码型变换,将输入接口送来的普通二进制信号变换为适于在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路:包括光驱动电路、自动光功率控制电路和自动温度控制电路。光驱动电路将码型变换后的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路:将通过光纤送来的光脉冲信号变换成电信号,并进行放大,均衡改善脉冲波形,清除码间干扰。定时再生电路:由定时提出和再生两部分组成,从均衡以后的信号流中抽取定时器,再经定时判决,产生出规则波形的线路码信号流。光线路码型反变换:简称码型反变换。将再生出来的线路信号还原成普通二进制信号流。光端机一般采用条架结构,单元框方式。不同速率下工作的光端机,单元框的组成情况也不同。

(2)光中继机。在进行长距离光传输时,由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路衰耗等限制,光端机之间的最大传输距离是有限的。例如34Mbit/s光端机的传输距离一般在50~60km的范围,155Mbit/s光端机的传输距离一般在40~55km的范围,若传输距离超过这些范围,则通常须考虑加中继机,相当于光纤传输的接力站,这样可以将传输距离大大延长。由于光中继机的作用可知,光中继机应由光接收机、定时、再生、光发送等电路组成。一般情况下,可以看成是没有输入输出接口及线路码型正反变换的光端机背靠背的相连。因此,光中继机总的来说比光端机简单,为了实现双向传输,在中继站,每个传输方向必须设置中继,对于一个系统的光中继机的两套收、发设备,公务部分是公共的。

(3)数字通讯设备。一般来说,数字通讯设备包括PCM基群和高次群复接设备。PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码、调制,变成数字信号,再通过数字复接技术,将多路PCM信号变成一路基群速率为2048Mbit/s信号进行传送,以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理过程,还原成模拟的话音信号的一种设备。

2.电力通讯网络的工作模式

通讯的目的是为了传送、交换信息。虽然信息有多种形式(如语音,图像或文字等),但一般通讯系统的组成都可以概括为:信源是指信息的产生来源,这些信息都是非电信息,要转换成电信号,需要一种变换器,即输入设备。交换设备是沟通输入设备与发送设备的接续装置。它可以经济地使用发信设备,提高发信设备的利用率。发送设备的任务是将各种信息的电信号经过处理(如调制、滤波、放大等)使之满足信道传输的要求,并经济有效地利用信道。载波通讯中,载波机的发信部分就是一种发送设备。信道是信息传输的媒介,概括地讲分有线信道和无线信道。信号在传输过程中,还会受到来自系统内部噪声和外界各种无用信号的干扰各种形式的噪声集中在一起用一个噪声源表示。接收设备和输出设备的作用与发送设备和输入设备作用相反,它们是接收线路传输的信息,并把它恢复为原始信息形式,完成通讯。在电力工业中,现已形成以网局及省局为中心的专用通讯网,并且已开通包括全国各大城市的跨省长途通讯干线网络。在现行的通讯网中光纤通讯已占主导地位。随着电力工业的发展,大电站、大机组、超高压输电线路不断增加,电网规模越来越大;通讯技术发展突飞猛进,装备水平不断提高,更新周期明显缩短。数字微波、卫星通讯、移动通讯、对流层散射通讯、特高频通讯、扩展频谱通讯、数字程控交换机以及数据网等新兴通讯技术在电力系统中会得以逐渐推广与应用。

3.结语

在合理规划、设计和实施各种网络的基础上,如何为电力系统提供种类繁多、质量可靠的服务,就成为摆在电力通讯部门面前的一个重要课题,而建立一个综合、高效的电力系统通讯资源管理系统则是解决这一问题的一项重要基础工程,具有十分重要的理论意义和应用价值。

【参考文献】

[1]张淑娥,孔英会,高强.电力系统通信技术[M].北京:中国电力出版社.

电力通讯自动化设备及工作模式浅析 篇4

1 电子通讯自动化设备

1.1 微波通讯自动化设备

目前, 微波站的类型有很多种, 其划分的依据是任务的不同, 我们可以划分为几部分。不同的微波站所需要的设备也是不同的。微波站分为:收、发信机, 其任务是变换频率, 变换范围是微波信号和群路信号, 变换的方式是在收信时, 进行下变频, 即把信号的频率变低, 在发信时, 进行上变频, 即把信号的频率变高, 这种变换方式能够更好的实现频率的变换。终端机, 其设备是复用设备, 其方式是发信时, 将全部的使用用户的话路信号组合成群频信号, 在收信时, 按照同样的规律, 将群频的话路信号分解出各个话路信号。还有其他的类型, 比如微波配线架、蓄电池等。

1.2 载波通讯自动化设备

根据功能的不同, 电力通讯自动化设备中的载波机主要由四大部分构成:载供系统, 调制系统, 自动电平调节系统和振铃系统。由于载波机的类型迥异, 所以各种类型的系统实现原理是不同的, 其实现的方式也存在差异。此处以典型的两种为例, 比如, 自动电平调节系统, 设置此系统的目的是改善各个因素带动的传输电平的变化, 调节波动。在单边带载波机的设置中, 要注意中频调节, 发信的一端要利用高频调幅器的放大功能将中频载频传至载波频道, 而且要送至中频调幅器, 收信的一方则是利用窄带滤波器通过筛选得出中频, 经放大整流, 实现对收信支路的增减控制, 从而达到自动电平调节的目的。在双边带载波机中, 完成发送载频的分量, 在接收端, 检波、整流可以体现增减变换的载频分量, 从而实现增益高载放大器, 最终达到目的;调制系统, 单边带载波机, 即单边有遏制载频的信号, 为了实现原始信号的线路频谱, 此过程需要两到三级的调制。双边带载波机, 即上下两个边有载频的信号, 在实现原始数据的线路频谱时, 只需要一级调制即可完成。在载波通讯中, 如果变电站距离调度所较远, 为了实现高质量和准确的通讯, 可以在调度所的侧面安装音频架, 并用电缆连接, 安装之后的载波机, 由于用户线路变短, 不但提高了通讯质量, 而且也便于调节通讯信号的电平。

1.3 光纤通讯自动化设备

光纤通讯自动化设备由光端机、数字通讯设备和光中继机组成。光端机是光纤通讯自动化设备中最主要的一部分, 由光接收机和发送机组成。在整个传输系统中处于PCM电端机和光纤传输线路间。在实际的工作过程中, 为了更好地实现光端机的可靠性能, 一般采用热备用的操作方法, 实现系统能够在主备状态下工作。正常的情况下, 系统是在主用部分工作, 而当主用部分发生故障时, 系统能够自动的完成备用部分的切换工作, 现阶段应用最多的方式是一主一备的形式。光中继机, 在长距离的光传输过程中, 光端机的传输距离不是可以随意变化的, 会受到一定的限制, 比如发送的光频率的限制, 接受机器灵敏程度的限制, 光纤线路的效率限制等, 然而光中继机可以很好地改善这些问题, 而且光中继机的组成部分包括光接收机、定时、再生和光发送机, 在通常情况下, 被视为不存在输入输出接口的光端机, 因此, 比光端机简单、实用。为了达到双向传输的目标, 每个传输的方向都要安装一个中继, 而一个系统中的收、发设备, 公务部分是可以作为公共部分的。

2 电力通讯的工作模式探究

电力通讯在实际的工作中其模式是多种多样的, 根据工作环境和工作内容的不同, 演变出了很多工作方式。每种工作方式都有不同的适用范围, 最终的目的是为了实现电力通讯的目标。以上提到的三种电力通讯自动化设备有其不同的适用范围和特点, 因此在实际的工作中要根据工作的具体要求选择设备设计模式。

电力通讯的研究目的是为了更好地实现信息的传送和交换。信息组成中最重要的成分是信息源, 信息源一般是非电信号, 电力通讯工作的目的首先是实现其转换为电信号, 此时需要一种输入设备来实现。发送设备的任务是通过对电信号的进一步处理, 使之能够满足信道的传输条件, 并且能够有效地利用这种传输通道。交换设备是一种接续装置, 目的是实现输入设备和发送设备的连接。其作用是能够提高发信装置的使用率。信道作为一种媒介, 分为有限信道和无线信道, 在传输中承载着信息转换的通道作用。信号在传输的过程中会受到很多因素的干扰, 比如噪音、无用信号等, 都会影响有用信号的传输。接收设备的作用是, 接收线路中的信息, 发送设备的作用是将处理过的信号恢复原始信息形式, 完成通讯。目前, 电力通讯自动化设备的应用中, 使用最广泛的是光纤传输。随着电力通讯事业的不断发展, 很多电站的不断建设, 电网的模式越来越复杂, 就需要更先进的通讯技术, 更加完善的装备做支撑。移动通讯、高频通讯等在电力通讯自动化设备的设计起到了重要的作用。

3 结束语

随着我国电力通讯业的不断壮大, 所需要的技术水平和设备要求也越来越严格。为了满足电力事业的发展要求, 建立一个全面、有效的电力通讯自动化系统, 我们要不断的研究电力通讯自动化设备的设计, 并在实际的工作中总结工作的模式, 整理出一套符合电力通讯业发展的工作模式。在复杂繁多的电力系统中, 实现高质量、高可靠的服务, 也是我们研究的重要方向。

摘要:随着电力通讯自动化设备的不断发展, 我们对电力通讯设备的要求越来越高。然而电力通讯作为一门多领域的学科, 其专业知识是非常复杂和庞大的, 涵盖了逻辑资源、线路资源、设备资源、职能资源等内容。随着网络的不断壮大, 电力通讯设备的传输量和传输线路都在不断的增大, 其高速度传输也是我们追求的目标。本文就通过实践工作对电力通讯自动化的设备和工作的模式进行了研究。

关键词:电力通讯,自动化设备,工作模式

参考文献

[1]桂晓明.电力通讯自动化设备及工作模式浅析[J].科技致富向导, 2012 (9) :56-58.

[2]张临城.浅谈电力通讯自动化设备与工作模式[J].中国科技投资, 2013 (12) :111-112.

自动化通讯 篇5

[关键词]变电站;自动化;数据通讯质量;光纤自愈环形以太网

一、变电站自动化系统数据通讯的概述

变电站自动化系统是由不同的子系统构成的,主要目的是为了解决通信管理机和不同子系统之间的数据通讯和互相操作的问题。为了实现变电站自动化系统的工作需要,数据通讯问题始终贯穿于计算机的各项技术问题之间,因此如何有效地提升数据通讯质量是目前变电站自动化系统的关键问题之一。变电站具有高可靠性、高抗干扰性、高扩展性、工作灵活等特点,因此对通讯质量的优化要求也就随之更高,这不但关系到每一所变电站的优劣,也和整个电网的安全稳定息息相关。数据通讯网络作为变电站自动化系统中的重要组成部分,是变电站自动化系统中传输数据的主要通道,因此该网络的性能对自动化系统的整体性能有直接的影响。根据变电站自动化系统的特点和工作环境的要求,数据通讯应该具备实时响应能力快、可靠性高、电磁兼容性能优良、结构分层等要求。

二、变电站自动化系统数据通讯网络的现状

从变电站自动化系统中的通信特点和相关要求来看,数据通讯在自动化系统中所占的比例越来越大,因此数据通讯的质量也随之更加重要。目前随着电网规模的不断扩大,电网的结构也更加错综复杂。变电站的信息量也成倍增长,因此对于数据通讯各方面的质量要求也越来越多。

目前数据通讯的传输方式主要由三种,分别是串行数据通信技术、现场总线技术和以太网技术。串行数据通信技术存在通信接口协议少、通信速率地、实时性差、大数据包传输率低下、站点功能不易扩展等等诸多问题,而且由于只能设置一部主机,因此一旦主机故障,就可能导致整个通讯系统瘫痪。现场总线技术虽然存在相互操作性良好、数据共享性高、通信速率高、实时性好、组网灵活等特点,但是由于网络性能因为通信节点数量增多而下降、通信速率因为总线带宽的限制下降和互联性因为接口协议不具备统一标准而下降等问题,同样制约数据通讯质量的提升。以太网采用总线型拓扑结构,具有更高的可靠性和传输速率,而且可以在网内任意增加节点而不影响通讯质量,实时性强。以太网技术因为成本低、应用环境成熟、网络竞争机制完善、标准协议开发等特点,因此是提升自动化系统通讯质量的最佳选择。

三、通过传输介质提升变电站自动化系统数据通讯质量

传输介质主要是指从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介,是网络中双方的物理通路,也是在数据通讯中实际传送信息的载体。因此传输介质因具备较高的传输效率、连通性、抗干扰性和性价比。传输介质的好坏将直接影响变电站自动化系统中数据通讯质量的好坏,因此在进行传输介质的选择时,要格外慎重。针对变电站自动化系统中数据通讯的特点,通过不断的实践发现,光纤介质具有相对较高的通信速率和数据传输质量,因此现下绝大部分变电站自动化系统的数据通讯的传输介质都是采用光纤,这也是有效提高自动化系统中数据通讯质量的有力手段之一。

四、通过光纤自愈环形以太网结构提升数据通信质量

1.光纤通讯。变电站一般需要进行长距离的数据通讯,而鉴于变电站所处的位置经常会有强电磁、射频、地电位差等多种因素的干扰,这些因素对通讯质量都会产生不利影响。而通过光纤通信则可以有效降低这些因素带来的干扰。光纤通信不但具有优良的电磁兼容性,也有较强的抗干扰能力,即使在高强度的电磁环境下运作,光纤传输的信息也不会受到明显的影响。因此,光纤数据通讯在变电站自动化系统的数据通讯总具有较高的优越性,是提升通讯质量的有效手段。

2.容错网络。变电站的自动化系统一旦出现通信中断,如果无法在规定的时间内修复,就会造成严重的后果。在容错网络中,如果主要通信网络出现问题,备份的通信网络可以立刻发挥作用,隔离故障区域,不影响整体的运行。光纤自愈环型以太网以其典型的环网结构具备了高可靠性的通信模式,具有较高的容错功能,从而越来越多的被应用于变电站的自动化系统数据通讯中。

3.光纤自愈环型以太网自愈功能的实现。光纤自愈环型以太网的自愈功能的原理是将所有的信息分布在信号流走向相反的两个环网上进行数据通讯,如图1。当主网环正常工作时,备网环处于待机备用状态,一旦主网环出现问题,与故障点最近的两个环网节点会通过改变数据的流向在主网环和备网环上自动环回,从而确保数据通信的流畅,这种自愈功能可以极大地提高数据通讯的质量。

4.光纤自愈环型以太网的特点。光纤自愈环型以太网以其高可靠性、高网络监视能力、优良的灵活性和扩展性、安装工作方便等特点,在推动数据通讯质量的提高中有着显著的优势。通过光纤自愈环型以太网,可以有效地降低数据通讯维护的时间和精力,即便出现数据通讯问题,也可以在很短的时间内修复,从而确保数据通讯的质量。

五、变电站自动化技术的未来发展趋势

1构成全分散式网络型结构的综合自动化系统。将原本按照分散考虑的变电站设备进行模块化管理。充分地利用网络技术,将多个电气单元以及间隔单元的管理通过一个模块来实现。建立分层分散式的自动化系统,其优点在于可以突破由于地域分散而产生不利管理,运用光纤通信技术实施网络化管理,就可以将分散的集成功能模块、主变电器的保护装置以及高压线路的保护装置相互之间连接起来,一种全分散式的网络型机构的综合自动化系统形成了。

2开发通用的数字化设备管理平台。目前变电站自动化技术在设备的使用和维护上,普遍具有专一性,各自厂家之间都有各自的维护操作方式,接口更是无法通用。随着变电站自动化技术的发展,利用网络将多功能数字平台,软件和硬件平台为国家统一标准设计,并且能够适应多样化需求。为了适应自动化控制,并能够有效维护,变电站自动化将被设计为开放性的。保护功能上经过优化后被综合在一起,以实现数字化多功能保护,从而专用设备发展为通用管理设备。

3计算机控制发展为网络智能控制。随着机电一体化技术的发展,变电站的电气设备在集成化的过程中,逐渐地形成了控制智能化和保护整体化。断路器装置和变电系统的各种保护装置在智能化技术高度发展的今天,逐渐地提高其应用效率。比如,为了提高设备的空间使用率,可以对于各个连接设备进行优化、协调,使设备的各项使用功能更具有灵活性。另外,还要将数据的不一致性对大程度地消除,并提高数据采集以及控制的质量,增强变电系统的抗风险性。

六、结论

综上所述,国家电网对于变电站安全运行的可靠性要求也越来越高,采用综合自动化系统不但能够提高电能服务质量,而且能够降低运行成本,成为了电力系统未来发展的主要趋势。数据通讯是变电站自动化系统的核心,对变电站的运行有着直接的影响,如果数据通讯的质量得不到保障,变电站的可靠性、抗干扰性等等性能也必然会受到影响,最终影响整个电网的安全。

参考文献:

[1]李凯.如何提升变电站综合自动化系统中数据通信质量[J].青海电力,2007(S1):11-14+25.

[2]毕艳冰.面向智能电网的通信中间件的关键技术研究[D].山东大学,2013.

试论电力通讯自动化设备与工作模式 篇6

1电力通讯自动化设备

1.1载波通讯设备

载波通讯设备主要包括载波机、音频架、高频架、载波配线架等。在工作的过程中载波通讯设备主要完成通讯的调度、载供和调节, 实现电力通讯中载波信号的传输和处理, 其核心为载波机。载波机主要完成电力通讯自动化系统中信号的发送与接收, 依照规范对采集到的用户信号进行调制和解调, 将原始信号频率转变为与系统传输需求相协调的信号功率, 从而保证信号顺利传输。载波机在当前电力通讯中应用非常普遍, 已经成为电力通讯自动化设备中的重中之重。常规载波机多为电力线载波机, 其主要包括自动电平调节系统、载供系统、调制系统和振铃系统四部分内容。调制系统负责原始信号频率的调制, 将信号频率经过两级或三级调制转变到与系统相协调的信号频率范围内;自动电平调节系统主要负责电平波动的调整, 通过自动电平调整装置补偿各种因素引起的电平变化, 使其保证在信号传输需求范围内;振铃系统可以将电力调度通讯中的电力线载波机设置为自动交换系统, 从而保证自动振铃呼叫续接;载供系统主要通过载波装置完成系统的控制。

1.2微波通讯设备

微波通讯与载波通讯不同, 其主要依照站型状况完成收发微波的任务。常见的微波通讯设备主要包括终端机、收发信机、微波配线架、天馈线等。终端机负责信号的收发控制依照一定的规律将信号接收或发送出去, 实现电力通讯;收发信机通过频率信号的上变频或下变频转换将信号进行接收或发送。

1.3光纤通讯设备

光纤通讯设备主要包括光端机、光中继机和数字通讯设备。光端机负责电力通讯自动化系统中光纤的接收和发送, 由光线路码型变换装置和输出接口完成PCM电端机和光纤传输线路中信号的转换, 主要完成信号的二进制数字处理。除此之外, 光端机还能够实现信号的监控, 完成信号报警等;光中继机灵敏度较高, 能够在较长的距离中实现光纤信号的可靠传输, 大大改善了电力通讯的准确性、有效性和可靠性。该装置是光纤传输的接力站, 可以加大传输距离, 保证电力通讯效益;数字信号传输的效益一般优于模拟语音信号, 数字通讯设备就是以数字信号为桥梁的模拟语音信号传输装置, 主要实现信号的脉冲编码和调制、数字复接等。

2电力通讯网络的工作模式

2.1电力通讯系统的分析电力通讯自动化设备构成了电力通讯系统的基础结构, 其载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备均可以实现通信信号的传输及处理, 完成信息交换.电力通讯网络的基础模式在该系统工作的过程中输入设备完成信号的采集和输入, 将信号源产生的信号传输到电力通信自动化装置中;交换设备实现信号的交换, 将载波信号、微波信号、光纤信号等转变为数字信号, 利用信道实现数字信号的传输, 如载波通讯设备中的发信部分;传输完成后通过载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备等的信道输出设备将信道传输的信号解调, 还原成原有的信息形式, 从而完成通讯。

2.2设备的主要工作模式载波通讯设备主要为电力线载波通讯方式, 该通讯的过程中主要以高压输电线路作为通讯通道, 通过该线路及交换机完成区域间信号的传输。电力线载波通讯工作的核心为载波机, 该设备在长途线路传输中可以将原始信号调制为数字信号, 从而保证通信传输质量的需求。与此同时, 电力线载波通讯中还设置增音机, 对信号衰减进行补偿。微波通讯设备主要为微波中继通讯方式, 该通讯方式通过无线电实现信号的传输。微波中继通信方式工作的过程中利用两端的微波站发出微波信号, 借助中间转接站实现信号在频带上的搬移, 由载波机完成传输过程中信号的调制及解调, 从而实现信号传输。

3自动化设备工作模式的协调

3.1加强光传输中光功率的控制电力通讯自动化设备工作过程中可以适当对光传输中的光功率进行提升。上述措施能够有效改善光纤通信效益, 保证电力通讯安全稳定运行。相关资料显示:电力通讯光纤传输的过程中光功率与光端机的最大传输距离相关, 因此, 在光纤通讯设备光传输的过程中要依照光端机的最大传输距离确定光功率数据。与此同时, 光纤通讯设备中光中继机工作过程中很容易出现输入输出接口丢失现象, 造成线路码型正反发生变换, 导致系统通讯效益受到影响。

3.2全面优化电力通讯的网络模块电力通讯自动化设备工作的过程中要对电力通讯网络模块进行完善, 通过网络模块构建系统化、层次化传输体系, 从而保证各项传输方式能够高效、有序地进行。人员可以在传统设备传输方式中设置基于通讯网络的传送模块、交换模块, 借助互联网技术增强信息模块之间的协调性, 保证信号源信号能够实时、准确地传输和控制, 消除外部信号在信道中对传输信号的影响, 防止信息失真。尤其是在信号接收的过程中, 可以适当加入变换器提升设备的利用率, 为非电信息电信号的转换打下良好的基础, 从而保证电力通讯的信号接收效益。

4结语

常用的电力通讯自动化设备主要包括载波通讯设备、微波通讯设备和光纤通讯设备。上述设备在工作的过程中相互配合, 实现了基础的电力通讯自动化功能, 对我国通讯系统发展具有至关重要的意义。在电力通讯自动化设备工作的过程中, 人员要结合其工作模式及工作内容实施相应协调, 对电力通讯环节进行优化, 这样才能够最大限度地改善电力通讯质量, 提升电力通讯效益。

摘要:文章研究了电力通讯自动化的基础设备及其工作模式。首先从载波通讯设备、微波通讯设备、光纤通讯设备出发, 对电力通讯自动化的设备组成进行研究;其次, 在上述基础上结合电力通讯系统内容, 对电力通讯自动化设备的工作模式进行分析, 挖掘了工作设备与工作模式之间的协调性, 希望为电力通讯效益的改善提供一定的参考。

光纤通讯在配电自动化系统中的应用 篇7

对于配电自动化, 《配电系统自动化设计导则》中针对其给出了明确的定义:“利用现代电子、计算机、通信及网络技术, 将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成, 构成完整的自动化系统, 实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化”。配电自动化系统 (DA) 在纵向结构分属于配电管理系统 (DMS) 的子系统, 横向与变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等紧密关联。

1.1 配电自动化系统的监控范围和基本构成

配电自动化系统主要监控设备是10kV城网配电线路的电力元件, 包括柱上开关、变压器等。随着城网改造工作的开展, 也出现了越来越多的箱式变电站、电缆分支箱、小型开闭站等组合式设备。这些设备沿着配电线路分散在城网的所有供电范围。

依照配电自动化系统应完成的功能要求, 考虑若干年内的发展需要, 配电自动化系统的整体结构包括以下子系统:配电中心主站系统、站端系统、配电终端系统和通讯系统。整个系统自上而下构成3个层次, 而通讯系统则是将各子系统有机连接起来的重要环节, 是配电自动化系统的神经中枢。配电自动化的许多功能都要通过通讯系统来进行, 一个完善、高速可靠的通讯网络, 对配电自动化的实时监控起着至关重要的作用。

配电自动化系统应覆盖所有配电设备, 但应考虑现有的调度自动化系统已监控一部分设备。为避免设备的重复投入, 配电自动化系统通过与调度自动化系统进行数据通讯并获取相关信息, 同时根据需要可向调度自动化系统提供配网的相关数据。另外, 由于大部分供电企业已经建立了管理信息系统 (MIS) , 配电自动化系统应充分利用原有MIS系统的网络资源和功能, 将配电自动化系统的信息以WEB形式发布到MIS系统, 实现配电自动化数据的MIS浏览。图1为配电自动化系统通讯构成示意图。

1.2 配电自动化系统通讯的特点

由于节点终端设备数量庞大和分散, 且在不同的通讯层次上, 对数据的流量需求也有差别, 由此造成了在针对实际系统设计通讯方案时的复杂性。因此在各层次的通讯方案选择上, 对通讯设备、通讯介质和传输协议都应分别进行设计和选择。

配电自动化系统的通讯方案, 应该在考虑现有的成熟技术基础上, 综合电力系统的各种应用, 统一规划, 分层实施, 减少重复投资, 实现资源共享。

2 配电自动化系统通讯设计方案探讨

根据配电自动化系统的结构, 通讯系统也分为3层结构:配电自动化主站系统与其它系统的通讯;配电自动化主站系统与变电站层站端系统的通讯;站端系统与配电终端设备的通讯。

2.1 配电自动化主站系统与EMS和MIS的通讯

配电自动化主站系统与能量管理系统 (EMS) 要进行数据交换, 从EMS获取变电站的数据信息, 并可将配电自动化系统的信息, 按要求传送给EMS;同时, 配电自动化系统的数据信息, 可以在MIS上进行发布, 实现远程数据浏览功能。由于配电管理系统 (DMS) 、EMS、MIS都建成了各自的计算机网络, 供电企业的各个单位之间, 基本上都实现了局域网互通。因此, 在这些系统之间实现通讯, 可以方便地通过局域网 (以太网) 方式实现。

在配电自动化主站系统中, 设1台网关机, 由该计算机通过接入调度自动化系统的局域网, 连接2个系统, 实现数据的交换。通讯协议为TCP/IP。

配电自动化系统与MIS的连接, 可采用WEB服务器的方式。在配电主站系统, 设1台WEB服务器, 以网络形式, 连接MIS的局域网, 实现MIS对配电自动化系统的数据浏览。

2.2 配电自动化主站系统与变电站站端系统的通讯

由于城市供电企业, 大都建立了从调度中心到各变电站的基于光纤传输的SDH网络, 因此, 充分利用SDH提供的丰富的传输通道, 可以减少通讯的成本, 提高资源和设备的利用率。配电主站系统与变电站站端设备的通讯, 就可以利用SDH的空闲通道, 实现主站系统与站端设备的通讯。在这个层次上, 根据SDH资源利用的程度, 若有较富裕的资源, 可以选择用 (E1+以太网) 传输;在资源不太富裕的情况下, 也可选择低速率的64K数据通道, 连接中心站和站端设备。

2.3 变电站站端系统与配电终端设备的通讯

变电站站端系统到配电终端设备 (RTU) 的通讯, 是配电自动化通讯系统中关键的一个层次。其特点是, 设备数量庞大, 节点众多, 分布范围广, 地理位置分散, 路由复杂。该层的通讯网络, 基本是一个一点对多点的结构。因此, 要结合具体的情况, 采取以光纤通讯为主, 辅助以一定的有线通讯方案, 达到既通讯可靠, 又经济可行的目的。

该层的自动化通信网络应具备以下特点:网络稳定可靠;具备主备通道, 双通道可自行切换;环路的节点数量要有限制, 各环上的负载流量均衡;路径尽量短, 光缆破口少, 施工工作量小。

(1) 光缆路由的规划。在进行光缆路径规划中, 应结合几个方面因素进行整体考虑。

(1) 根据不同城网线路结构, 合理的规划光缆的路由, 尽量将主干线路的重要节点规划到光缆路径中, 同时减少不必要的迂回和重叠。

(2) 通讯子网的结构, 可设计成以2个变电站为首尾的双纤链状, 使其具备自愈保护, 提高可靠性;也可设计成环状, 形成双纤自愈环, 在现场较为复杂的情况下, 也可选择相切环或相交环, 充分利用设备的功能和特性。

(3) 合理分配子网上的节点数量, 提高光环子网的稳定性, 平衡数据流量。

(4) 合理地配置有线或其它方式的辅助通道。不可能把所有配电终端设备都直接接入光纤通讯子网中, 必须合理地配置有线电缆或电力载波等其它通讯方式, 并通过一定的接口方式和协议转换, 接入光纤通讯子网中。

(5) 在站端通讯前置机功能的设计上, 应能实现通讯子网节点与电网拓扑节点的对应与组织, 使传输透明化。

(2) 通讯协议的选择。由于配电中心对配电网重要时间的实时性响应, 有相当高的要求。因此, 除了要规划合理的通讯子网结构外, 在通讯协议的选择和站端对终端设备的巡测方式的设计上, 同样也得合理地选择。站端系统与终端的通讯协议, 要求具备重要事件优先检出, 并优先传送, 站端对重要数据也具备优先处理原则, 才可以保持配电自动化系统整体的实时性。目前较常用的协议有DNP3.0、IEC870-5-101等。

(3) 终端数据传输方式。配电终端传统的通信传输方式大都采用串行异步传输。一般配电终端数据流量不大, 串行异步传输仍能满足通讯在速率上的要求, 所以通讯子网的光传输通讯设备 (称为光调制解调器) 一般具有2M以下的传输速率, 提供一个或多个异步串行通讯接口, 串口采用3线透明传输。也可根据需要增加流量控制等信号, 符合EIA232/EIA422规范。

随着技术的不断进步, 新型的终端设备大都具有符合IEC 802.3以太网接口, 采用TCP/IP协议, 具备了实现高速网络通讯的能力。传输设备则可采用具有10BASE-T规范接口的以太网光调制解调器。

(4) 通讯可靠性问题。由配电自动化系统的固有特点, 导致通讯系统的结构复杂多样, 其通信可靠性问题尤为关注。配电网终端 (通信光节点) 间的距离较短, 一般在1~3千米范围内, 每个光接点对应一光缆破口, 而光缆破口多, 由此引起的传输衰耗增大;通信设备大部分在室外运行, 对设备环境参数的要求高;通讯设备的电源由配电设备提供, 而配电设备的电源通过TV取自配电线路, 受到电网运行工况的直接影响, 在线路停电后, 其后备电源的能力有限;光缆配线盒大都安装在户外, 经受温度、污染、粉尘等环境因素的考验。因此, 采用光纤通讯, 虽然大大提高了介质的通信传输能力, 但在实施过程中, 针对实际情况须进行必要的可靠性设计。

3 结束语

由于配电自动化系统运用在国内还是一个新的课题, 本文初步探讨了配网自动化系统中通讯系统的一些应用方案, 总结了将光纤传输应用在配电网自动化系统的一些体会, 与从事电力系统自动化和通讯的技术专家进行交流探讨。

自动化通讯 篇8

1 RCS-9000变电站自动化系统工作原理

RCS-9000变电站自动化系统以RCS-9698B总控单元为核心, 提供数据监控功能, 由RCS-9601等装置提供继电保护。总降变电所是无人值班的变电所, 每小时由发电局控值班员到总降巡检一次。发电局控至总降变电所距离约600m, 通过光纤通讯将总降变电所的运行数据传输给总降监控电脑。发电局控监控电脑是主机, 总降变电所的监控电脑是副机。正常工作时, 监控数据界面电流、电压、无功、有功、功率因数等数据应在1~2ms刷新一次。

RCS-9698B为双系统, 一路处于正常工作状态, 另一路处于备用状态。当出现通讯故障时, 系统会自动切换到另一路, 备用RCS-9698B总控单元变成为主控, 原主控单元会自动转换到备用状态。

2 发生的问题及分析

2013年1月, 电气值班员在调整电压时, 发现有时远程操作总降变压器一次分接开关不动作, 同时监控电脑界面数据不变化, 总降电脑界面与发电局控电脑界面变电所运行数据都不变化。在无法远程操作和监控电脑运行数据不变化时, RCS-9698B总控单元在运行和备用状态下频繁进行切换。

故障发生后, 公司设备处电话通知大连供电公司调度所 (负责该变电所远动设备维护) 。第二天经过厂家工程师一天的检测和排查, 确定为RCS-9698B总控单元主板有问题。因远动设备控制时好时坏, 所以在等待新板的这段时间里, 当遥控失灵时, 值班员就到现场调节变压器分接开关。

2013年3月, 更换主板后, 故障没排除, 说明RCS-9698B总控单元没有问题。又经过仔细分析, 判断问题应该出在通讯方面。

3 采取的措施

我们用了2天的时间配合售后服务工程师进行排查故障, 对通讯线路和通讯设备进行了系统排查。首先, 把发电局控电脑搬到总降, 不经过光纤通讯、以太网, 直接与RCS-9698B总控单元进行通讯。经运行通讯检测软件, 发电局控电脑工作正常。而把电脑搬回到发电局控后, 总降信号通过600m光纤长度、光端机、以太网E1网桥到监控电脑时, 电脑工作不正常。

判断问题出在总降与发电局域网通讯线路或者通讯设备上。先后对发电局控、总降监控电脑的以太网线、以太网E1网桥, 分别与RCS-9698B总控单元进行通讯测试, 没发现问题。问题范围缩小在600m光纤电缆或两侧光端机上。但经过一些测试, 如:把总降电脑和发电局控电脑的主副关系更换, 并相应更改通讯地址, 依旧没有查到故障问题所在。在发电局控电脑通讯故障没有得到解决的情况下, 只能暂停发电局控监控电脑的运行, 派人到总降值班。

经过3天的检查无果后, 公司设备处又组织电气人员进行原因分析, 经电话咨询局域网相关专家, 认为以太网的通讯时好时坏, 不应该是通讯设备的问题, 应该是接触不良的问题。又经过2天的仔细检查, 发现发电局控光端机与以太网E1网桥的连接处的外部螺丝没拧紧, 造成有一个接线端子接触不良。重新把没拧紧的螺丝拧紧, 彻底消除了接触不良的问题。

自动化通讯 篇9

关键词:MMS,分布式对象技术,制造自动化,通讯设计

0 引言

制造数字化、自动化、集成化等新理念的提出,创新了制造模式,使其更趋现代化和智能化,但怎样高效地实现这些新模式也给制造业,特别是该领域的研究人员提出了新的挑战。同时,越来越多的智能电子设备不断涌现,这些设备不仅具有很强的当地控制功能,还有很强的通信能力,如何更充分地利用其效能以完成所需功能也是急需解决的问题。计算机网络技术全球化可以实现设计、制造各个环节的信息与知识的流通与集成,极大地实现资源共享和优化组合,这能在很大程度上解决了上述问题。这就需要将各个设备统一在一个框架之下,最根本的方法是把通讯协议统一起来,制造报文规范(Manufacturing Message Specifi cation,MMS)正是在这种背景下产生的。但是MMC并未对客户机/服务器间的通讯方式进行相应的规定,还需要寻求统一的通讯方式。目前,主要是采用分布式对象技术来完成通讯设计问题,最终实现基于MMS的制造自动化。

1 MMS简介

为了规范工业领域具有通信能力的智能设备之间的通信行为,增强各制造商设备间的互操作性,使系统集成变得简单方便,实现资源共享,国际标准化组织(ISO)制定了一套独立的国际标准报文规范MMS[1]。国际标准IS0-9506系列(对应国家标准(GB/T 16720-1996))给出了MMS的服务定义和协议规范以及四种典型的可编程设备的伴随标准机器人数控机床可编程逻辑控制器PLC和过程控制。MMS具有良好的通用性和互操作性,是许多国际标准的基石,对其进行理论和应用研究具有重要意义。

基于开放系统互联(Open System Interconnect,OSI)网络模式的MMS为制造系统具备信息交换能力的设备间定义了统一的通信语言框架。具体地,MMS对实体设备模型和所需的服务过程进行抽象以得到抽象模型,进而对该抽象模型、其特性以及其操作进行定义。MMS一共定义了16种对象和86种服务。其中之一便是虚拟制造设备(Virtual Manufacturing Device,VMD),VMD抽象地描述了一个实际制造设备的网络可见部分的行为,VMD模型能使设备之间具有很高的互操作性,同时可使MMS与具体制造设备的内部特性无关[2]。这样只需根据VMD模型及VMD之间的映射功能,相应的实体设备就可以进入0SI环境而成为开放的互连设备,实现相应的功能。MMS只要针对统一的VMD进行管理控制,就可完成对实体设备的操作而从VMD到实体设备的映射功能则需根据不同设备的具体特性选择相应的伴随标准来实现。

MMS采用客户/服务器(Client/Server)模型来描述服务过程。客户一般是一个应用进程,它通过请求原语向服务器发出服务请求;服务器是用于实现特定MMS服务的VMD与实体设备的统一体。从客户端看服务器仅是一个VMD,客户只需发出操作VMD的请求(服务),而在服务器端这些请求的操作被映射到实设备,进而实体设备执行相应的操作并将结果报告给VMD,VMD再根据实体设备的报告修改内部的逻辑状态及有关属性并将结果返回给客户,完成一次客户/服务器的信息交流,流程如图1,其中PDU(Protocol Data Unit)为协议数据单元,而MMPM(Manufacturing Message Protocol Machine)为制造信息协议机。

目前,MMS技术已广泛用于工业过程控制、工业机器人等领域[3],其在电力系统远动通信协议中的应用也越来越广泛[4],其他应用如文献[5]、[6]。但大多数情况均是基于不同的操作系统平台开发出各自的MMS通信系统,即用软件的方式实现MMS协议,其主要缺点是缺乏统一的研究框架、移植自适应差,难于充分实现不同厂商智能设备间相互通信及资源共享;在MMS的硬件实现研究方面,国内还没有相关成果报道,国外已经开发出了MMS嵌入式产品UCA/MMS In-a-LINUX-box,但也有其缺点还是很突出,如实现程序和方法完全固化在板卡中,难以升级以及其采用的是以太网通讯,难以充分利用现有的工业总线。因此,研究开发一种应用层遵循国际标准,具有我国自主知识产权和市场竞争力,克服现有产品缺点的MMS嵌入化方法有重要意义[1]。

2 基于MMS与分布式对象技术的通讯设计

MMS虽然定义了智能通讯设备间的统一通讯语言框架,但并未对客户/服务器间的具体通讯方式进行相应的规定,因此为实现自动化制造系统中各控制实体设备间实时的报文通讯,还需要依据使用要求设计实时通讯方法。此处仅对基于MMS和分布式对象技术的通讯实现方法进行简述。

分布式对象技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象的技术,它有效地提高了分布式对象之间良好的互操作性,其现已成为建立服务应用框架和软件构件的核心技术,在开发大型分布式应用系统中表现出极大地优越性。目前,分布式对象技术形成了两个主流技术方向,即对象管理组织(Object Management Group,OMG)的公用对象请求代理体系结构(Common Object Request Broker Architecture,CORBA)与微软(Microsoft,Micro)的分布式组件对象模型(Distributed Component Object Model,DCOM),两者各有优势,简要比较见表1[7]。

具体应用时,需按具体的情况选用,而且也已有很多可以借鉴的案例。

基于CORBA—MMS的通讯系统设计,如文献[2]构建了基于CORBA—MMS的自动化制造控制系统通讯系统结构,同时还对实际制造系统中实体设备的通讯接口进行了设计,并在无锡职业学院的单元自动化控制系统中得到了验证;文献[9]介绍了基于CORBA的面向对象MMS协议的实现原理及异同步机制,还对MMS引入了必要的新对象,对该协议进行了扩展。

基于DCOM—MMS的通讯系统设计,如文献[8]系统地设计并开发了一个基于DCOM—MMS的分布式可重配置机器人控制系统,并用原型系统进行了验证;文献[10]对CORBA—MMS和DCOM—MMS进行了比较,并基于C++开发了系统原型对所构建的DCOM—MMS进行了验证;文献[11]构建了基于Web—MMS构建了车间制动化通信模型,并利用Petri网对其动态行为特性进行了分析,也通过实验原型对其性能进行了验证。

3 结束语

网络集成自动化制造已成为制造业的发展趋势,结合MMS和分布式对象技术进行制造自动化的通讯系统设计,可以极大地提高制造系统各智能设备的互操作性,从而提高企业的竞争能力。

虽然MMS已得到了广泛的应用、针对MMS和分布式对象技术的通讯系统设计也得到了很多仿真或实验论证,但也有很多需要进一步研究或创新的内容:如对原有的MMS进行完善以满足最新科技的应用;进行MMS嵌入化研究;构建统一的研究框架,寻求通用的建模或实现方法;进行比较研究确定最优的设计模型等。

参考文献

[1]田汉平,段斌.MMS嵌入化研究[J].电脑与信息技术,2008,16(3):17~20.

[2]周炳海,王世进,王国龙,等.基于CORBA—MMS的制造自动化通讯系统设计[J].计算机集成制造系统,2005,11(1):17~21.

[3]Sengoda G.Shanmuguam,Terrence G.Beaumariage,Chell A.Roberts,et al.Manufacturing Communication:A Review of the MMS Approach[J].Computers Industrial Engineering,1995,28(1):1-21.

[4]王德文,张长明,李源,等.基于ACSI/MMS网关的电力远动通信的研究[J].华北电力大学学报,2008,35(4):18~22.

[5]李整,朱永利.基于OOPN的MMS通信服务的建模及实现[J].微计算机信息,2008,24(30):97-99.

[6]丁青锋,杨丰萍.采用ASN.1规则的MMS PDU编码系统研究[J].城市轨道交通研究,2010,13(10):57-59.

自动气象站通讯传输故障分析及处理 篇10

1 分析所出现的故障

经过调查得知, 只要是在故障发生前没有做不法操作的亦或是没有进行其他软件或硬件的设置的但是这是在排除了人为的因素之外的;且示值都为空的数据, 基本上可以断定是采集器上的问题或通讯线路上的问题。同时还需与当天天气相联系, 需要考察当天的天气状况。如果当时正好有强对流云过境, 并且雷电持续不断, 第一次听到雷声的时间是14时05分, 这一时间和故障发生时间相当, 据此我们就可以判断它为通讯线路的故障, 很有可能是被雷击的结果。

对于这一现象的相应的如下:

第一步要做的就收益进行检查, 检查一个参数即通讯口的参数, 将其设置正确;然后把主控微机重起, 将监控软件加以运行, 如果任然存在故障;再把采集器电源关掉, 过一段时间后开启电源, 如果还是有故障存在;就进行主控微机上的串口的调换, 然后对通讯参数进行相应的修改, 发现故障还是存在;就需要将室内和采集器箱内的串口隔离器的电源依次拔掉, 把两个RS-232接口直接连上。

2 传输错误原因

不传输就是所谓的传输错误, 传输无数据或有据错误也是不传输的表现。导致错误的原因有:1) 微机采集器无法运用在其无电的情况下, 虽然有且正常工作运行, 但是指示灯闪烁的次数为每秒一次;2) 如果存在不正常的气象要素值, 要对微机与数据采集器的连接进行检查以及各电缆与采集器的链接看其是否存在故障, 还有电缆线本身是否存在问题, 及是否本身有断裂。当然这一动作是在排除感应器故障之后进行的。3) 程序没有得到完整的进行。地面的综合遥测站程序没有得到运行。如果在正点前这个程序还没有打开并运行, 微机不能自动卸载数据并且让数据上传只要在正点后$"1, 如果超过#&1, 但时不到$"1, 即使正点后打开遥测站让程序运行, 还是一种无数据的状态。即使能上传但是上传的数据是空数据, 超过$"1, 就不能将数据进行自动卸载。当然还是有办法来解决这个问题的:通过人工卸载这时侯的数据, 就会使数据自动的上传;如果微机时间和采集器时间不相同, 或是修改微机的时间恰好事正点都很容易导致上面的错误。传输失败的原因也是可研究的。文件不能通过微机进行传输 (也就是岁然执行了传输命令但是文件传不出去) 就是传败。并且会有相应的提示给出, 比如:在相应的界面中的网络通信状态上的显示字符是黄色的“23343”且工作日志查询中显示了“传输失败”时。检查处理方法如下:1) 对微机进行检查, 从而判断它是否正常, 是否存在死机现象, 对他的检查可以通过他的指示灯来判断, 如果微机网卡指示灯亮那么就是正常的, 反之则存在问题。这时就应看下它的网卡的好坏、安装是否有错或设置上市否有偏差。2) 对集线器、路由器、调制解调器要进行依次检查。检查他们是不是正常的工作状态。集线器指示灯与各线路指示灯要同时亮才是正常, 只要有一处不亮都会导致“传输失败”, 要对他们的应电源、双绞线、插头等进行一定的检查。3) 如果不存在上面所受过的问题这是就要对微机网络设置与路由器、解调器设置进行检查。这也是最后一步检查。

3 故障检测的原则及方法

3.1 原则

当有故障发生的是要进行一个总的分析, 通过这个分析来掌握住整个问题的关键。然后再从大局的角度去分析这个问题, 在大范围中找出我们要的小范围, 这样就能很好的做到万无一失了。在这个问题上一般都遵循这两个原则:第一个就是先易后难的原则, 把那些容易发现的检查出的问题排除掉。不容易检查或排除的放在最后。第二个原则就是先室内后室外。就拿自动站的通讯来讲, 发生故障在室内的概率较大, 比如:主机、Moxa卡、隔离器等等。

3.2 方法

对于电子技术之类的产品的检测方法多种多样, 根据气象业务设备的特征有, 可两种方法可以使用。1) 通过仪表进行测量。对于那些拆装不方便的部件, 如电源、电缆等等等这些大都采用这种方法。2) 通过更换器件。对于那些集成化的, 维修不了的部件, 但是也有备份存在的, 如保险管、串口隔离器等等大都采用这种方法。

3.3 相应的解决措施

1) 建立一份相关的备份目录和文件, 且在参数中设置相关的路径;2) 尽可能多的保证服务器的应用, 存好备用服务器, 这样就能可完成传送两个节点服务器;3) 再加一个世界时/北京时的转换开关。

4 小结

通讯故障出现的比较频繁的一种故障。但是它却是是基层台站维护工作的重点。所以维护人员必须要熟悉来熟悉电子设备的一些基本工作原理, 这样的话当出现一些常规故障时就能进行一定的判断并能做出相应的处理。对于那些在通讯中所出现的传输故障能进行合理的分析, 很大程度上便减少了故障的发生, 从而有利于自动气象站工作的顺利进行。这也能够为气象站节约成本, 提高实效。

摘要:通讯是一个容易引发故障的部分, 尽管他在自动气象站系统中有着举足轻重的作用。通讯会受很多因素的影响, 比如自动气象站中的主控微机、进行采集的采集器、传感器以及电源的故障等等。在这些要素中主控微机与采集器显得尤为重要, 因为一旦他们出现了问题, 其他所有故障都无法查明原因。并且系统也不能够进行监控。不能够进行资料的传输。所以要尽可能的保证通讯的顺畅。这样才能较少事故的发生。

关键词:自动气象站,通讯,故障

参考文献

[1]胡玉峰.自动气象站原理与测量方法.北京:气象出版社, 2011.

[2]青海省气象局.MILOS500型自动气象站实用手册, 2010.

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