33 34 — — COM61 COM62 P1.PCPA P1.PCPB P1.BFTA P1.BFTA P1.DFTA P1.DFTB P1.TFTA P1.TFTB P1.ETCS.L1Y P1.ETCS.L1D P1.ETCS.L2Y P1.ETCS.L2D P1.ETCS.L3Y P1.ETCS.L3D P1.ERCS P1.CCP — — =P1-WT =P1-WT 极I A相星侧换流变 极I A相角侧换流变 极I B相星侧换流变 极I B相角侧换流变 极I C相星侧换流变 极I C相角侧换流变 极I 平波电抗器 =P2-WT =P2-WT 极II A相星侧换流变 极I I A相角侧换流变 极I I B相星侧换流变 极I I B相角侧换流变 极I换流变 极II A相星侧换流变 极II A相角侧换流变 极II B相星侧换流变 极II B相角侧换流变 极II控制设备室 极I换流变 极I A相星侧换流变 极I A相角侧换流变 极I B相星侧换流变 极I B相角侧换流变 极I C相星侧换流变 极I C相角侧换流变 极I 平波电抗器 极I控制设备室 35 P1. PCP CAN 极I阀水冷却设备 极I阀内水冷房 P2.PCPA P2.PCPB P2.BFTA P2.BFTA P2.DFTA P2.DFTB P2.TFTA P2.TFTB P2.ETCS.L1Y P2.ETCS.L1D P2.ETCS.L2Y P2.ETCS.L2D 36 P2.PCP CAN P2.ETCS.L3Y P2.ETCS.L3D P2.ERCS 37 38 STN CAN BCPA BCPB 极I I C相星侧换流变 极I I C相角侧换流变 — — 极II C相星侧换流变 极II C相角侧换流变 极I I平波电抗器 极II 平波电抗器 双极控制设备室(站控)
对于站相关的CAN网络,BCP用作光缆的起始点。这意味着所有在不同的控制室/楼的主机之间相互交换的信息被连接到这个用于信号的相互交换的设备。该系统采用完全冗余方式制成了BCPA和BCPB柜。这个设备被放置在站控制室内。
下面的方框图给出了站CAN网络的概括的功能的总览。(请注意该方框图仅给出了龙泉换流站的两个系统中的一个)
4、LAN网介绍:在SCADA系统上EWS、PWS上可以通过LAN网远程登陆就地CAN网上的MACH2主机查看其运行情况及保护定值的修改,OWS上进行操作时所发出的指令均通过LAN网发送至就地CAN网上的MACH2主机去执行它所控制的设备的操作等。
六、MACH2控制系统 1. MACH2简介
Modular Advanced Control HVDC(High Voltage Direct Current) and SVC(Static Reactive Power Compensation) 2nd edition
模块化高级控制高压直流和静态无功补偿第二版的缩写,是一种基于软件和硬件的开发平台,一种可用于直流输电的系统级解决方案。
MACH2系统主要有以下几个部分组成:
硬件:标准工业计算机、PCI板卡,多种专用电路板。 软件:操作系统(XEX,WinNT)及相关系统软件、应用软件,编程和调试环境Hidraw。
辅助系统
MACH2系统是从DS8,DS100, MACH1逐渐发展而来的,功能更强,模块集成度更高、更加标准化,所用屏柜更少。
MACH2的主要特点: 由标准的工业计算机组成 运行嵌入式的WindowsNT/XP操作系统 连接到标准的以太局域网(使用TCP/IP协议族) 带有6个DSP和FPGA(field programmable gate array现场可编程门阵列)的PCI板 具有同样软硬件的中央或分布式I/O,免维护,全数字,可调的数字化存储的设定 集成的功能块编程工具,覆盖所有的应用
尽可能多的使用商业的“组件软件”,以WindowNT/XP为基础的HMI (Human Machine Interface),暂态分析,数据库服务器和查看器,通讯。
2. HVDC控制概述
高压直流系统主要用于大容量、长距离输电或电网跨区互联,一般由整流站、直流线路、逆变站组成,基于高压直流输电的直流电流/直流电压的特性曲线,一般使用整流站控制电流,逆变站控制电压的方式进行控制。高压直流系统的控制主要由换流器点火控制系统来具体实现的,其中包括VDCOL(Voltage Dependent Current Order Limitation),CCA(Current Control Amplifier),Firing Control及CPG(Control Pulse Generator),其他的控制功能有:VARC(Voltage and Angle Reference Calculation),TCC(Tap Changer Control )和RPC(Reactive Power Control)等. 换流的基本过程
MACH2通过其中的软件、硬件来实现上述的控制功能,发送指令信号到一次设备来执行控制。
上述功能主要是由PCP来实现的,MACH2系统同时还可以实现诸如:交流场控制和保护、水冷控制系统,远程调度控制等功能。
HVDC控制系统中MACH2系统采用分层的概念设计,由本地I/O和/或分布式I/O采集信号、数据及事件记录,通过现场总线(CAN/TDM)发送到MACH2主机,MACH2主机通过LAN网与OWS(运行人员工作站)、EWS(工程师工作站)、SCM服务器及网关系统连接,传输信号及数据到LAN网上,传输事件记录到SCM服务器,OWS上的操作指令信号(如果是远程调度中心的信号,则先发送到GWS上)通过LAN网发送到目标MACH2主机,再通过现场总线发送的I/O系统,I/O系统发送到一次设备执行操作来实现控制。
MACH2主机一般都设计为A、B两个完全相同的系统互为备用,以保证冗余性。I/O板卡以Rack(层架)的方式安装起来,对于I/O接口较多的区域,一般除了本地I/O,增设分布式I/O,利用现场总线和本地I/O系统共同承担本区域的I/O接口工作。
3. MACH2主计算机单元
主计算机单元作为MACH2系统中重要的组成部分,主要由标准工业主计算机和各种PCI板卡组成,其中运行着各种应用软件;MACH2主计算机单元,主要负责数据处理、信号和事件记录的传输,各种应用的执行和实现,及其他的一些辅助功能。
MACH2主计算机单元上的PCI板卡插在工业计算机主板上的PCI插槽上,根据插槽的位置不同分别叫做PCIA、PCIB、PCIC、PCID、PCIE、PCIF等,这些PCI板卡通过PCI插槽与主机交换数据,这些PCI板卡有的通过专用的电路板(ps930和ps931)与I/O系统连接(CAN总线和TDM总线)来交换数据,主要有以下几种PCI板卡:
ps801:包含一个486DX,负责CAN的控制、统筹调度及监视等功能;6个高性能的DSP,分别通过ps930连接到最多6条I/O系统的TDM总线,得到模拟量数据,并进行处理;两条CAN总线,ps930连接到I/O系统,和另外一个CAN网(如:站CAN),负责处理传输二进制的命令和指示。Ps801还通过PCI插槽与主机交换数据。处理器的程序存储在Flash PROM闪存上。其上主要完成一些数据处理及部分控制或保护功能,其软件为pcix.hex x=a,b,c,etc,是486DX和/或DSP上程序的集合。
ps820:2个带TDM通道的DSP,2个CAN通道,HDLC通讯,监视主机的如:风扇
和温度的电路,连接到ps931,并通过其上接口,与互为备用的系统相连,其上的软件主要负责监视和备用系统的切换逻辑功能。
光接口板:主要用光纤直接连接光CT,以实现快速、准确的传输数据,它还为光CT
提供电源。
主计算机为标准的工业计算机,由Pentiun CPU、主板、硬盘、内存、光驱、显示器、网卡及一些外围设备组成。其上运行的软件主要有:操作系统WindowsNT 和 XEX 任务调度器,Hidraw编写的应用软件,一般为main.exe,多个应用的集合,主要负责数据处理、信号和事件记录的传输,各种应用的执行和实现,及其他的一些辅助功能,另外ACP上有loc控制功能,PCP上有buc控制功能,用以在LAN网瘫痪的情况下,进行就地或后备控制。主计算机通过网卡与LAN网相连,这样就可以通过LAN网远程登录到MACH2主计算机上进行程序装载、状态查询和就地操作等。MACH2主机上的程序存放主机上的硬盘里
里面还包括PCI上的程序及一些工具软件,这些文件都是通过LAN,由EWS拷贝过来的, MACH2主机的程序拷贝即可执行,PCI板卡的程序要通过专用软件(如:loadps801)载入后才行,PCI板卡(ps801、ps820)的程序一般放置在其上的闪存里面。
4. MACH2 I/O单元
MACH2系统的I/O单元作为MACH2系统的底层部分,分别与一次设备和MACH2系统主计算机相连接,主要负责模拟量的采集,数字量(开关状态和开关命令)的传输。采集的模拟量经简单处理,由TDM总线(如果是分布式I/O(如:AFP),则通过光桥连接到本地I/O(如:ACP)的TDM总线上)连接ps930进一步传送到DSP上进行处理,处理后供MACH2系统主计算机上的应用使用。之后就通过LAN传输了。数字量是通过CAN总线与MACH2系统主计算机连接的。
I/O单元通过层架(rack)把若干I/O单元电路板电气连接在一起,一个屏柜由若干层架
组成,对于I/O接口较多的区域,一般除了本地I/O,增设分布式I/O,利用现场总线和本地I/O系统共同承担本区域的I/O接口工作,分布式I/O通过光桥连接到本地I/O,再连接到MACH2系统主计算机。如:ACP-AFT,PCP-DFT。
I/O单元电路板主要有以下几种: 板上有计算单元的:控制器板、数字接口板、低级模拟I/O板 只用作接口的板:变送器接口板 辅助板:电源、总线扩展板、现场总线桥 参看:MACH2用户向导 电路板 1JNL100024-074 控制器板主要有:
ps860 带有c167和SHARC处理器主要用作模拟量的采集、处理,并通过TDM
总线发送到MACH2系统主计算机。
Ps830 386EX CPU,两个CAN控制器,两个HDLC控制器,可用作CAN-CAN,
CAN-HDLC桥。
Ps831 CAN光桥,用于连接CAN-HDLC. Ps832 具有CAN3,CAN4的扩展能力,用于长距离、低速率的连接。 Ps876 TDM光桥。 模拟I/O板主要有:
ps860 用于连接模拟I/O板,采集模拟信号,进行处理,并通过TDM总线连接
到MACH2系统主计算机。
Ps841/42 测量交流电压。 Ps845/46 测量交流电流。 Ps862 测量直流电压。 Ps844 测量中性线电压。 Ps868 测量小电流、温度。
带有计算单元的数字I/O板主要有: ps850 开关控制板。 ps851 110/125V数字输入板。 Ps852 220V数字输入板。 Ps853 数字输出板。 辅助板主要有: ps880 21槽背板。 Ps881 10槽背板。 Ps890/92,ps893 电源板。 Ps873 总线扩展和总线自动终端板。 Ps870 总线扩展板。
I/O板上的程序(boot loader 和application)存放在闪存上,使用终端机通过COM口连接I/O板上的接口(在装载boot loader 的时候还要改变I/O板上的跳线位置),启动终端机上的IoloadWin.exe软件设定后进行装载。参数设定(如:节点号、ID、相选择)存放在E2PROM里,可以通过终端机使用Hyper Terminal、Kermit、Himon(Hidraw 调试模式下的communication\\monitor)等软件进行参数设定和软件的调试。
5. SCM系统概述
SCM是Station Control Monitoring 的缩写。SCM系统作为SCADA系统的一部分,和