模拟屏与后台通讯解决方案

1、模拟屏与后台 通 讯解决方案北京京电国瑞电子技术有限公司动态模拟屏是电力监控管理系统的重要组成部分。通过动态模拟屏可以实时地、直观地监视整个供电系统的运行状况。在机场航站楼这样的大型电力监控管理系统中，使用动态模拟屏可以提高监管的实时性和自动化程度，方便运行值班人员的日常监控和事故情况下的 正确判断、即时处理，从而进一步提高了供配电系统的可靠性。概述机场航站楼的供电系统规模很大，由一个 10kV开闭站、6个柴油发电机房和 22 个变电室组成。这些开闭站、变电 室和发电机房的地理位置分散，相距较远。电力监控管理系统在每个变电室安装有监控计算机前端机。前端机通过现场控制总线连接PLG RTl各种终

2、端监控设备，实时采集每个回路的断路器等变配电设备的运行/ 故障状态、电压电 流等运行参数。在的电工总值班室，设有电力监控管理系统的工程师主站。该主站配备有9mK 3m的大型动态模拟显示屏。模拟屏以配电系统主接线形式动态、实时显示 TOC o 1-5 h z 该工程师主站所辖各个开闭站、变电室、发电机房的主要变、配电设备的运行/故障状态和主要运行参数。由于模拟屏需要实时显示的信息量相当大，因此设一台专用的模拟屏监控计算机对其进行控制。计算机内插有多串口卡进行串口扩展。模拟屏监控计算机一方面从前端机获取实时信息，同时又通过这些RS-485 串行通讯口和工业现场控制总线去控制模拟屏上的指示灯和LED

3、数显表，从而保证模拟屏上所显示的状态和参数既与实际状况一致，又和工程师主站的电力监控管理服务器上所显示的状态和参数完全相同并同步刷新。系统 设 计 与分 析系统结构 及模 拟屏 的控制原 理航站楼电力监控管理系统是建立在航站楼地面运行网这个统一的 IP 通讯平台上的一个虚拟子网。工程师主站的电力监控管理服务器、前端机和模拟 屏监控计算机都通过地面运行网进行通讯和数据交换。模拟屏监控计算机从开闭站、变电室的前端机以及监控柴油发电机组运行的服务器获取各种主要配电设备的实时状态信息和运行参数。这些数据经过处理后通过串口和现场控制总线发送到模拟屏的控制器，实现模拟屏显示状况的实时同步刷新。系统结构如图

4、 1 所示。工理知主站*者&1Q*后庭.109.1Q?&h+”航IO &5 1g 3FBTCF以女网KL太阿WTtfun wc?开;仃诂R-nIQ 64 18 24RTUlKFUjJRlgRrrKS-*gSTIORTUnKTlfa博3 I图1系统结构图模拟屏的控制器采用工业智能遥信控制器 JDGR-Y*口工业智能遥测控制器 JDGR-YC控制器以MCS-51单片机为核心，具有较强的数学逻辑运算能力，及 非线性校正等功能。其中，JDGR-YX吉合DAP-LE四色指示灯使用，可以显示 红色、绿色、黄色三种状态，分别表示设备的合闸、分闸、故障状态；JDGR-YC结合LED数显表使用，可以显示工业现场

5、的电压、电流、频率、有功功率、 无 功功率、功率因素等各种工业参数。控制器与模拟屏监控计算机之间通过RS-485接口进行通讯，采用N81码，即1个起始位，8个数据位，1个停止位， 无校验，通信波特率为19.2Kbps。采用Modbus-RTU!信规约，支持 06/10功 能码，信息帧结构为：地址码功能码数据区CRCS8位8位NX 8位16位每个JDGR-YXT驱动12个共阳型DAP-LED双色指示灯（字母编号LEDA- LEDL）;每个JDGR-Y改持5位数据显示，显示范 围-9999+99999。控制器的寄存器有2个字的地址空间，分别对应的不同的内容。JDGR-YX控制器的0000H用于控制

6、显示故障位状态（断路器故障信号），0001H用于控制显示工作位状态（断路器分合信号）。寄存器地址与内容对照表0000H Bit00 LEDA 故障位0000H Bit11 LEDL 故障位0001H Bit00 LEDA 工作位0001H Bit11 LEDL 工作位JDGR-Y（E制器寄存器地址与内容对照表为：0000H遥测数据高16位0001H遥测数据低16位根据上述对照表和信息帧的格式，当我们要实现控制任务：控制器地址为01, LEDA- LEDM红包 LEDE- LEDL为绿色时，主机应发送的数据为：01 10 00 00 00 0F 80 0D关于组态软件航站楼电力监控管理系统采用北

7、京机械工业自动化研究所开发的JZN03组态软件作为监控平台。JZN03组态软件是针对中高端的自动化应用开发的，专门设计了设备数据表，能 对数据进行批量处理；可多线程同时处理多个通讯设备 ，通讯速度和稳定性倍受 赞 誉。JZN03采用设备数据表+设备驱动程序的方式实现与外部设备的通讯，如图 2所示。软件铝分空色|设条数据表设备或仪表图2 JZN03通讯原理设备数据表是系统提供的一块数组内存，大小为 1000X 1024,用来存放与 外部设备进行交换的数据。设备驱动程序用来读取外部设备中的数据，放入 设 备数据表中的指定位置，如果发现设备数据表中的数据被修改，就把被修改的数据发送到外部设备。该组态

8、软件提供了丰富的设备驱动程序，以适应不同通讯协议的设备。在模拟屏的监控中,主要用到的有 MB_RTUMB_RTU/TCP FMTCU种驱动 程序。其中，MB_RTU责模拟屏监控计算机号模拟屏控制器之间的通讯； MB_RTU/TC P责后发电机房终端设备的通讯；FMTCP1责驱动工程师主站服务 器而变电室前端机间的交换数据。JZN03组态软件对模拟屏的控制如上所述，模拟屏监控计算机的组态软件中装有三个驱动程序：FMTCP MB_RTU/TCP MB_RTU它们应定义或设置的设备数据表及各项参数 分 别为：基于FMTC图区动读数据时，对于所有与前端机通讯的设备应按图 3所示的 界面逐个进行参数和数

9、据的定义。其中，远方服务器的端口号和 IP应设置为子 站前端机的端口号和IP;设备号与前端机的相同，起始地址为 0,长度设置和 前端机一致。当某一台前端机监控的所有的设备都定义完成时，在模拟屏监控计算机的组态软件中将自动生成相应的远程设备表。这样做了以后，就能保 证 系统运行时采集到的所有数据和前端机及工程师主站服务器的完全一致，并同步刷新。* 上世甚温基vni t1 1 ,R*1.t串率AI口口田口图3与前端机通讯设备的参数数据定义接下来，采用MB_RTUE动将数据发送到模拟屏。模拟屏的控制器应定义为只写设备。根据控制器所连接的模拟屏监控计算机的串口号（如图4所示），设置控制器的通讯端口参数

10、。控制器的站号按控制器的地址设置。采用10功能码写批量寄存器，数据格 式为字处理，无符号整数，首地址和 起始地址都为0,长度2个字。图5显示了以控制器1为例的设备数据表定义 方法。RS-48S,网 匚？ r-tittzf同 tdtz-y工 t图4控制计算机和控制器通讯连接图淀义通售号IDITML.事事修驻-反*寻常率立|rw三口打fpjna_3 UMS:庠 mg In Mi-nt图5定义只写设备的参数数据表完成设备数据表的定义后，在FMTC股备表上定义需要显示在模拟屏上的状态点DI变量。同样在MB RTU&出设备数据表上定义相应的 DO变量，参照模拟屏控制器寄存器的地址对照表，将这些DO变量地址分别与模拟屏上对应各个LED双色灯的地址保持一致。值得注意的是，由于MODBUS讯规约在高低字节上是取反的，所以在设置 DO变量地址位号时需要将高低字节也取反。以对应 LEDA0L作位的DO变量为例，需要设置单元号为1,位号为.8 ,而不是.0。使用 相似的方法定义遥测量，AI为输入量，AO为输出量发送到模拟屏，AO量用取 反高低字节的处理方式。最后，用变量传送功能将要显示的DI/AI变量对应传送给相应的DO/A破量，这样就实现了对模拟屏的动态显示的控制。结束语用模拟屏监控计算机通过组态软件控制模拟屏的实时动态显示，解决了将 TOC o 1-5 h z