工厂用电综合自动化系统的设计及应用研究论文

1、xx学位论文 绪论1.1 选题背背景及意义1.1.1 选选题背景信息技术、自动动化技术等先先进技术的发发展给电力企企业带来了更更多的机遇和和挑战，对于于发电企业来来说，针对目目前的企业现现状，需要采采取进一步的的改革策略，采采用更为先进进的自动化技技术手段，提提高电厂的自自动化水平，降降低能耗，才才能适应新的的市场竞争，增增强企业的核核心竞争力。经经济水平和人人们生活质量量的提高带动动了电力系统统规模的扩大大，这就对变变电站的安全全性、经济性性、稳定性等等提出了更高高的要求。上上个世纪七十十年代以来，世世界范围内的的工业化国家家将变电站的的监控和保护护工作放在一一起研究，这这也就是变电电站综合

2、自动动化系统的雏雏形。上个世世纪八十年代代后期，变电电站综合自动动化技术在我我国迅速发展展，并且逐渐渐的在企业中中推广应用。在在当时，一般般的变电站的的电力系统都都有缺陷，尤尤其是恰逢信信息技术、自自动化技术等等多种新技术术的发展和推推广，技术基基础坚固，以以及人们对变变电站的要求求越来越高，变变电站综合自自动化技术在在应用范围上上越来越广。面对如今的能源源紧缺问题，我我国在发展战战略上也有所所体现，无论论是低碳经济济还是可持续续发展的实施施都是我国处处理这一问题题的策略，建建设资源节约约型、环境友友好型社会，更更多的使用电电能等绿色能能源能有效的的解决能源短短缺的问题。针针对这一情况况，国家

3、提出出了一系列的的战略目标，改改变传统的用用电环境，原原本的变电站站的工作系统统也会发生一一定的改变。国国内的电力机机组在改造中中己广泛采用用了分散控制制系统(DCCS)，这一一系统是我国国电力机组在在运行过程中中控制的主要要方式，并且且和传统的控控制方式不同同，能实现对对工厂内部用用电机组的集集中控制和监监视，在出现现用电事故的的时候，可以以实现对数据据的采集和相相关模拟量的的控制，并且且对整个工厂厂的用电安全全加以控制，能能严格保证工工厂用电的安安全稳定。分分散控制系统统自动化技术术水平的发展展直接影响工工厂用电综合合自动化水平平的进一步发发展，从目前前我国工厂大大型机组的电电气系统来看看

4、，系统的自自动化水平发发展速度还是是有待加强的的地方，整体体水平来看还还是较为落后后。在一些工工厂用电系统统还是停留在在传统的手控控操作上，对对于电气的继继电保护装置置和相关的安安全装置角度度来看还是有有一些差距，并并不能满足工工厂用电的需需求。尽管工工厂用电装置置自动化技术术已经达到了了一定水平，但但是从电气系系统的整体自自动化水平来来看,还有待待进一步提高高。目前电力企业自自动化系统的的研究和相关关技术和的发发展、自动化化控制下产品品的开发等问问题成为了电电力企业的重重点关注内容容。对于电力力企业来说，提提高企业的自自动化运行水水平，能有效效的降低企业业的生产成本本，增强企业业的核心竞争争

5、力，尤其是是计算机网络络技术、信息息技术、自动动化技术等新新进技术的应应用，能有效效的保护用电电系统。我国国经济水平的的提高，带动动了各个行业业的发展，各各个企业对电电力的需求越越来越高，相相关研究和配配套的电力系系统研究也在在进步。针对对这一背景，提提高工厂用电电综合自动化化系统的自动动化水平极为为重要，也更更为了工厂用用电综合自动动化技术和系系统的迫切需需求。1.1.2 选选题意义 工厂用用电综合自动动化系统需要要借助计算机机作为载体，实实现对大规模模集成电路控控制的自动化化系统，而且且和传统的测测量、监视仪仪表等监控技技术相比，用用计算机保护护系统中的各各个机械设备备，并且可以以实现和外

6、界界的通信设计计，避免了之之前只能内部部处理不能传传递信息的缺缺陷。目前计计算机网络技技术飞速发展展，带动了我我国经济的进进一步发展，也也带动了工业业领域的控制制化技术的飞飞跃发展。本本文针对工厂厂生产的实际际情况，设计计了一款工厂厂用电综合自自动化系统，并并且在实际的的企业中加以以应用，本文文的研究能完完善工厂综合合自动化技术术和相关理论论，丰富其理理论内容，也也能通过该系系统具体的实实践，来阐述述本文设计的的工厂用电综综合自动化系系统在实践中中取得的效果果。本文的研研究有一定的的学术价值，也也有较强的实实践意义。1.2 国内外外研究现状信息技术、自动动化技术等先先进技术的发发展给电力企企业

7、带来了更更多的机遇和和挑战，各个个用电企业也也需要采用更更为先进的自自动化技术手手段，提高电电厂的自动化化水平，降低低能耗，才能能适应新的市市场竞争，增增强企业的核核心竞争力。针针对这一问题题，许多的电电力企业也实实行了电气化化改革，并且且开发出了一一系列针对企企业电力机械械设备的实时时监控系统能能有效的提高高电力系统的的运行效率，并并且降低维护护成本，让管管理人员能够够利用计算机机网络技术在在网络上查询询和电力机械械设备生产云云相关的各项项数据信息，有有效的提高了了企业的管理理效率，减轻轻工作人员的的工作压力，为为系统的管理理和决策分析析提供实时信信息。工厂用用电综合自动动化系统能将将供电和

8、配电电系统经过进进一步的优化化组合和设计计，并且借助助计算机网络络技术、信息息技术、通信信技术等先进进技术实现对对整个供配电电系统的生产产运行过程的的监测和保护护。我国国内内的集团企业业和西方国家家的集团企业业相比有较大大的差距。国国外关于工厂厂用电综合自自动化系统的的研究开始于于上个世纪五五十年代，最最开始对系统统的监控和管管理主要是采采用晶体管或或者集成电路路技术的布线线逻辑来完成成的，后来借借助了通信技技术，这一技技术和原本的的编码传输工工作相比有较较大的差异，极极大的简化了了系统的硬件件编程，并且且可以实现软软件编程过程程中的逻辑控控制，提高了了系统的灵活活性，并且深深化的系统的的功能

9、，对供供配电网络的的监控功能也也正在朝着综综合自动化的的角度来发展展。上个世纪纪八十年代之之后，研究工工厂用电综合合自动化系统统的企业越来来越多，例如如德国西门子子公司研制生生产的LSAA678系统统;ABB公公司的ScSSIOo、SSCS20OO供配电综合合自动化系统统等。从我国国内的集集团企业角度度来看，在近近年来，一些些工厂用电综综合自动化系系统都是在传传统的综合自自动化系统的的角度上改变变而成的，这这一自动化系系统在应用上上并没有较为为系统的结构构，而是在逻逻辑结构上极极为松散，并并不能起到应应有的效果，而而且在以往的的综合自动化化系统中，并并不能实现真真个系统内部部的信息交流流，只能

10、完成成局部的应用用，这样很难难使企业的数数据资源进行行传递和共享享，增加了工工作人员的工工作难度。WWeb本身具具有一定的发发布功能，但但是从实际的的企业管理工工作来看，并并不能满足企企业管理上的的需求。我国国供配电系统统的计算机保保护及其综合合自动化的研研究从上个世世纪八十年代代中期来事，11987年，又又清华大学电电机工程系成成功研制第一一个工厂用电电综合自动化化系统在山东东威海望岛变变电站投入使使用，这也是是成功研制的的适合我国国国情发展的一一次综合自动动化系统的研研发，这一系系统由三台计计算机和计算算机周围的接接口电路组成成。在今后的的几年内，针针对这一问题题也采取了一一系列的优化化措

11、施，选择择了小电流接接地选线装置置等，在变电电站投入了使使用，并且取取得了一定的的效果，提高高了企业的经经济效益。二二十世纪末期期，有不少的的专家学者和和企事业单位位将更多的精精力投入到了了变电站综合合自动化系统统的研究工作作中，在这个个过程中，出出现了一系列列的综合自动动化产品，例例如北京四方方的CSC一一2000系系列,南瑞继继保的RCss一90000系列,湘能能许继的CBBZ一80000系列,南南瑞科技的NNse一20000系列等等。经过多年年的发展，我我国工厂用电电综合自动化化系统在功能能的实现上已已经基本成熟熟，并且不同同的生产厂家家根据各个企企业的实际情情况选择了不不同的系统内内容

12、，能满足足各个企业对对于供配电系系统的综合监监控需求。1.3 研究内内容 本文以以“工厂用电综综合自动化系系统的设计及及应用研究”为题，介绍绍了变电站综综合自动化系系统基本概念念，详细探讨讨了变电站综综合自动化系系统的内容、功功能和要求。本本文针对工厂厂用电选择了了一体化的通通讯管理机和和多模光纤组组成系统的网网络结构，作作为本文设计计的工厂用电电综合自动化化系统的框架架，然后对工工厂用电进行行需求分析和和关键技术分分析，通过需需求分析，确确定了系统的的设计方向和和具体的模块块选择，确定定系统设计的的关键技术类类型。对工厂厂用电进行总总体设计分析析和功能分析析，确定系统统各个模块的的功能，并且

13、且在此基础上上确定了工厂厂用电综合自自动化系统通通讯机制，能能实现工厂用用电相关数据据的传输，最最后以A工厂厂为例，具体体阐述了本文文设计的工厂厂用电综合自自动化系统的的应用，并且且对其影响效效果和经济效效益进行了分分析和论述。2 工厂用电综合自动化系统的设计思想 工厂用用电综合自动动化系统能实实现工厂用电电系统行业计计算机保护、系系统监控与管管理等功能，并并且通过通信信实现系统与与DCS系统统、SIS系系统之间的信信息传递和共共享，这样能能有效的挑企业业综合用电自自动化系统的的安全性和稳稳定性，并且且也能有效的的提高企业的的经济效益，在在企业生产运运行中机械设设备出现故障障时，能尽快快的为设

14、备进进行定位和故故障的处理。2.1 工厂用用电系统监控控范围及其特特点2.1.1 工工程厂用电系系统的监控范范围 工厂用用电系统的监监控范围包括括对电源系统统、40OVVPC和MCCC、高低压压电动机等机机械设备和零零部件的监控控，在机械设设备出现问题题的时候能第第一时间作出出响应，避免免设备故障影影响到整个系系统的稳定运运行。2.1.2 工工厂用电系统统的特点在工厂用电系统统的设备布置置和设备的数数量上，设备备需要分散分分布在各个配配电室和控制制中心位置，这这样在企业内内部机械设备备的整体管理理上就会较为为复杂，需要要处理的信息息量过大。而而且有的系统统机械设备在在生产运行的的过程在，操操作

15、频率较低低，有的机械械设备甚至是是几个月才能能使用一次，这这就对整体的的机械设备保保护装置提出出了更高的要要求，尤其是是在有生产任任务时，需要要尽快的响应应，然后迅速速完成生产任任务。从机械械设备本身的的构造上来看看，逻辑结构构较为简单，但但是操作机构构较为复杂，需需要和DCSS系统相连接接，而且在一一台机械设备备出现问题的的时候，不能能影响系统内内部其他机械械设备的正常常运行，尤其其是在两台或或以上的机组组一起工作的的时候，一台台机组的检修修和故障不能能影响到另一一台机组的生生产过程。从从这个层面上上来看，在设计计工厂用电综综合自动化系系统需要考虑虑其控制上的的唯一性，并并且系统结构构以及和

16、DCCS系统的连连接方式上需需要慎重选择择，保证整个个系统的安全全稳定，正常常生产运行的的过程中能稳稳定运行完成成生产任务，在在出现故障或或者运行事故故的时候，能能实时显示机机械设备的运运行状况，将将运行信息传传递给监控中中心，并在监监控中心租出出应答，给出出相应的处理理措施之后，及及时响应，接接收到监控中中心发出的信信息，保证其其正常的工作作情况。2.2 工厂用用电综合自动动化系统设计计原则工厂用电综合自自动化系统电电力系统在生生产运行中不不可缺少的一一个重要组成成部分，这一一系统能为企企业的生产过过程提供必要要的机械设备备保护和生产产运行数据信信息的保护功功能。企业内内部工作人员员可以在工

17、厂厂用电综合自自动化系统上上对企业机械械设备的生产产运行状况进进行实时监控控，以免由于于这一动态控控制环节出现现问题而影响响到全局操作作，因此在工工厂用电综合合自动化系统统的设计上需需要遵循以下下的原则：（1）开放性原原则在工厂用电综合合自动化系统统的各个组成成结构中，每每个组成结构构都需要保证证自身的完整整性，也需要要保证其系统统功能的实现现，在这其中中各个组成结结构需要相互互配合，企业业内部的各种种机械设备能能和其他类型型的机械设备备相连，并且且保证其可操操作性。本文文设计的工厂厂用电综合自自动化系统利利用工业以太太网,使用开开放的TCPP/IP的协协议，方便组网，通讯规约采采用电力行业业

18、标准工ECC一608770，针对不不同的机械设设备生产常见见能实现完全全开放。本系系统可以实现现为DCS等等系统提供所所需要的外部部接口，有效效的拓宽和完完善了DCSS系统的工作作范围，尤其其是对于其自自动化水平来来说有较好的的促进作用。不不同系统之间间可以实现资资源共享，能能实现系统的的监控通讯一一体化，有效效的提高了电电力企业自动动化水平，也也能增强企业业的核心竞争争力。（2）分层性原原则工厂用电综合自自动化系统需需要由控制、网网络和间隔三三个层次的机机械设备组成成，每个层次次的机械设备备都能发挥其其各自的功能能，并且三个个层次的机械械设备有机的的结合在一起起，根据其配配置上的灵活活性，有

19、效的的保证了系统统的稳定性。在在这三层的机机械设备组成成上，需要间间隔层的设备备将其他两层层的机械设备备作为对象，进进行测控保护护功能的实现现，能对其他他两层的机械械设备运行状状况进行检测测，也能对其其发生的故障障进行控制，并并且通过网络络层和控制层层的监控中心心系统完成信信息的传递和和交流过程。（3）稳定性原原则工厂用电综合自自动化系统的的保护测控类类装置需要满满足xEC660255一一22、IEEC602555一25、IIEC61000O一3和和工EC611000一44标准的相关关要求，对其其企业生产运运行过程中的的重要机械设设备和关键生生产环节可以以考虑冗余设设计，通信网网络可以采用用双

20、网模式，网网络本身可以以对故障进行行诊断，确定定其发生原因因，然后自主主纠错。系统统的监控保护护装饰并不是是以来后台系系统的功能而而存在的，可可以独立实现现对网络问题题的诊断和处处理功能，有有效的提高了了整个系统的的稳定性。大容量性原则工厂用电综合自自动化系统需需要有大容量量的数据库，能能满足在设计计过程中对数数据大量采集集的过程。（5）实时性原原则工厂用电综合自自动化系统利利用工业以太太网，可以实实现对系统保保护装置的数数据信息处理理，并且能远远程处理系统统任务，保证证系统的实时时性。（6）灵活性原原则 工厂用用电综合自动动化系统在系系统配置上较较为灵活，并并且可扩充，能能实现对系统统的简单

21、升级级和维护，操操作便捷。2.3 工厂用用电综合自动动化系统的功功能要求 对于工工厂用电综合合自动化系统统的具体要求求，主要是取取决于在工厂厂用电系统中中的机械设备备的应用和规规模，在设计计上，功能要要求需要和工工厂的实际状状况相结合。本本文设计的工工厂用电综合合自动化系统统的功能要求求主要从控制制、保护和支支持系统三个个方面来阐述述，控制系统统要求能对工工厂的生产运运行过程提供供人员控制和和故障控制；保护系统能能对工厂内的的机械设备的的运行状况加加以保护，尤尤其是对于核核心设备的安安全和温度进进行保护；支支持系统能对对设备的非正正常运行状态态予以支持，在在设备维修和和检修的过程程中能保证系系

22、统的稳定性性。根据各个个企业的生产产状况不同，工厂用电综合自动化系统应该从原本的运行系统的经验入手，分析在之前系统运行过程中遇到的问题，对系统的功能要求进行总结，具体来说，工厂用电综合自动化系统需要满足以下系统功能要求：(l)在工厂用用电综合自动动化系统在运运行过程中发发生故障的时时候，需要系系统能在第一一时间定位故故障位置，并并分析故障类类型，然后针针对性的切断断开关，排除除故障的影响响，以免一个个故障造成了了整个系统的的故障连锁，系系统需要保证证将设备故障障限制的合理理的范围之内内。工厂用电综合自自动化系统能能对设备运行行过程中的各各种数据信息息进行处理，然然后根据系统统的内部要求求发送到

23、控制制中心进行信信息的处理，这这样能让系统统的监控中心心对系统的内内部进行监控控和整体的运运作，尤其对对于数据信息息的处理上，能能保证其实时时性。工厂用电综合自自动化系统能能收集系统设设备运行过程程中的状态信信息，能体现现支持系统的的设备状态的的稳定，保证证其数据信息息的可靠，尤尤其是在设备备维修状态时时的信息，提提高系统设备备的使用寿命命。 从上述述的阐述中可可以看出，设设计工厂用电电综合自动化化系统的时候候，需要结合合较为先进的的科学技术，保保证系统的安安全稳定，并并在技术推广广时能完成系系统设计过程程，这也是系系统设计思想想的体现。在在工厂用电综综合自动化系系统设计过程程中，系统的的设计

24、结构和和硬件结构都都应该和先进进工艺相结合合，因此需要要把系统的安安全可靠放在在首位。在系系统的功能要要求上，需要要充分分析其其性价比，尤尤其是在各种种性能指标，包包括硬件指标标和软件指标标上，需要结结合实际的应应用对象，能能解决在系统统运行中存在在的问题，提提出有效的解解决措施。2.3.1 保保护系统功能能 保护功功能是工厂用电综合合自动化系统统中重要的组组成部分，也也是不可或缺缺的重要内容容，需要和系系统上保持相相互独立，然然后能保证系系统内设备和和硬件、软件件等内容上的的兼容，做好好数据信息的的记录。在工工厂用电综合合自动化系统统出现系统异异常的时候，保保护系统能起起到其应有的的作用。从

25、功功能的角度上上考虑，包括括对系统各种种设备和线路路上的保护，并并且能完成对对各种监控信信息的记录和和保护，系统统接收监控系系统对数据信信息的查询，如如果能正确应应答，那么证证明保护装置置通信接口能能接收到系统统发出的重要要信息；如果果不能正确应应答，或者是是显示应答错错误，那么在在通信接口和和保护装置本本身出现了故故障，然后记记录各种故障障状态下的数数据信息，并并且在断电之之后也能保存存数据信息，并并且将这一检检测报告传递递给监控中心心，通过系统统装置的检查查和输入信号号的检查，修修改一些通信信工具和通信信信息。在系系统通信中断断的时候，通通信广播能将将中断信息进进行记录，然然后利用GPPS

26、技术进行行修改，保护护其各种数据据信息的稳定定，然后经过过不断的确认认和检查，对对保护装置进进行修改，并并且接受到保保护信号的命命令，起到自自动保护功能能，而且能实实现对系统功功能的分析和和查询状态，然然后实行保护护状态，对系系统的运行状状况进行保护护。工厂用电电综合自动化化系统需要和和监控系统相相连接，实现现通信功能，并并且将系统运运行中的设备备数据信息和和故障信息上上传到监控中中心，和监控控中心实现正正常的通信。2.3.2 监监控系统功能能工厂用电综合自自动化系统的的监控系统功功能是对整个个工厂的生产产运行过程进进行监控的主主要系统，监监控功能要求求工厂用电综综合自动化系系统能对机械械设备

27、的生产产过程数据信信息进行收集集和整理，并并且根据反馈馈的数据信息息实现对系统统的监控，保保证系统的运运行状态，也也能保护各种种数据信息不不受干扰和侵侵害。(1)状态量采采集对机械设备上正正常运行过程程中的状态信信息进行采集集，这些数据据信息的采集集基本上行采采用的是开关关量输入的方方式，能对重重要位置的状状态信息进行行重点采集，然然后利用二级级制方法来表表示系统的运运行状态，然然后能反映出出短路和断路路的位置信息息，以免出现现一些触点的的控制出现错错误，导致数数据信息的运运行错误，影影响系统的准准确性。(2)模拟量采采集对电压段的各种种参数值和模模拟量进行采采集，然后对对于参数频率率相同的信

28、息息能归类处理理，并且对各各种参数在系系统中的应用用进行分析，确确定各种电量量的参数和信信息交流过程程中的表现，保保证双方的数数据信息交流流正常。(3)脉冲量采采集工厂用电综合自自动化系统对对脉冲量的采采集一般为电电能表输出的的电能值或者者是电量值。(4)继电保护护数据采集对继电器的保护护一般来说需需要保护其数数据信息和信信号的完整，对对于整个事件件的记录过程程需要保证信信息的准确性性，并根据不不同于的分辨辨率来分析不不同的状态信信息，能对事事故进行原因因的分析和处处理，更好的的保证系统的的稳定运行。对对于哥哥哥继继电保护装置置来说，本身身需要在监控控中心实现对对各种信息的的监控，然后后可以将

29、这一一信息从换地地到系统监控控分中心中，而而且可以采取取一定的保护护措施，尤其其是在开关部部分和可调节节部分，保证证系统关键位位置的信息传传递通畅。经经过监控中心心发出状态信信息和操作信信息，系统能能根据这一监监控信息实现现对各个机械械设备的调控控状态，并保保证系统的灵灵活性和准确确性。系统将将收集到的状状态信息和各各种信息进行行统一的处理理，并传送到到后台的监控控装置中，然然后记录整个个过程的数据据信息，进行行保存，根据据这些数据信信息，能确定定每个状态下下的电压和电电流等的具体体数值，并根根据这些数值值来确定各种种故障的原因因和状态，并并保证监控信信息能保存较较长的时间。3 需求和关键键技

30、术分析3.1 需求分分析需求分析是软件件平台系统在在开发和设计计过程中极为为重要的一个个过程，通过过需求分析，能能确定本系统统具体的应用用范围和企业业的具体需求求，能确定系系统的设计方方向和具体的的设计目标。需需求分析的准准确性会直接接影响到着各各个系统设计计工作的质量量，根据具体体的需求有针针对性的设计计软件系统，这这样才能保证证系统的实用用性，如果需需求分析错误误，那么设计计完成的软件件系统无论多多么完美也不不会有用武之之地，不能在在实际工作中中应用的软件件系统并没有有设计的必要要。尤其是对对于大型的软软件系统来说说，需求分析析工作极为困困难，这也是是之前许多项项目和系统设设计的关键，因因

31、此在系统设设计之前进行行需求分析极极为重要。针针对本文设计计的工厂用电电综合自动化化系统和具体体的用电企业业的要求，需需求分析如下下：(l)工厂用电电综合自动化化系统应该实实现对配电站站的电力保护护、监测和控控制功能，并并且能实现对对机械设备生生产运行信息息的传输工作作，并且整个个工厂用电综综合自动化系系统的配置上上应该能有对对整个系统的的监控装置，可可以实现配电电站的无人监监控，并且能能符合整个系系统的所有功功能。(2)工厂用电电综合自动化化系统的整体体运行需要借借助计算机这这一载体来完完成，而计算算机的内部软软件和硬件需需要和整个监监控系统两者者之间在互相相独立的基础础上又能相互互协调。在

32、系系统运行的过过程中和整个个系统的保护护装置有关，和和监控系统的的其他环节并并不能收到影影响，保证在在工厂用电综综合自动化系系统中一个环环节出现问题题的时候不会会影响到其他他环节的正常常工作，同时时这一系统又又要将监控和和保护系统相相结合，保证证紧密的通信信联系。另外外，作为载体体的计算机需需要有相应的的串口，这样样才能为系统统提供相应的的保护信息。(3)工厂用电电综合自动化化系统需要保保证其安全稳稳定性，在受受到外界干扰扰因素影响的的时候，需要要及时的做出出反应，并且且保证整个系系统的稳定性性。在对工厂厂用电综合自自动化系统的的整体结构分分析的时候需需要对其进行行主次两方面面的分析，尤尤其是

33、对于关关键环节来说说，面对设备备故障可以独独立处理，并并且能自我修修复。在机械械设备发生故故障的时候能能将故障信息息传递给控制制中心，控制制中心可以实实现对故障的的调节和故障障周围的处理理，保证一个个机械设备的的故障不会影影响到其他设设备的正常运运行，也能对对故障进行自自处理。(4)工厂用电电综合自动化化系统能需要要实现远程通通信，利用计计算机网络技技术和统一的的通信协议或或者是通信协协议的转换能能将系统内部部的机械设备备信息传递到到控制中心，或或者是将数据据信息之间传传递给控制中中心，进行整整体调度。尤尤其需要解决决的问题就是是系统之间需需要实现远程程通信，将数数据信息利用用通讯协议的的转换

34、进行传传递。3.2 系统关关键技术3.2.1 平平台选择工厂用电综合自自动化系统从从使用者的角角度上来看，并并不唯一，也也不固定，用用户种类多样样，而且一系系统的用户是是企业内部的的所欲人员，监监控人员和企企业的员工以以及管理人员员都可能登录录这一系统，因因此在使用上上，用户种类类较多，人员员也较多，使使用人员极为为分散，并且且使用平台登登录不同，在在系统的实现现和关键技术术的选择上，应应该着重考虑虑这一问题，本本文结合这一一问题选择了了B/S技术术架构,使用用.NET开开发平台。3.2.2 SSVG技术 W3CC(worlld widdeweb Consoortiumm)是可以实实现矢量图形

35、形显示和传输输的的标准所所在，SVGG为可伸缩矢矢量图形，可可以适应如今今计算机技术术飞速发展的的今天，尤其其是能设计出出一套完善、标标准的语言规规范，可以用用具体的矢量量语言来描述述图形，在系系统中可以进进行一定的转转换和信息的的描述。SVVG技术为系系统提供了矢矢量图形、图图像和文本三三种类型的图图形对象，这这一矢量图形形和其他的图图形类型相比比优势极为突突出，主要就就是这一优点点能满足系统统对空间数据据图形描述的的要求，不再再是将图形拘拘泥在平面空空间内，能为为用户展示更更为立体多面面的图形，用用户的使用也也更为方便直直观，这也是是空间数据可可视化的主要要实现方式。3.2.3 AASP技

36、术ASP.NETT是MierrosofttVisuaal.NETT的组成部分分之一，这是是开发Webb应用程序的的主要工具，也也是结合形式式的信息技术术而发展出来来的新一代的的工具类型，能能实现对动态态网页的编辑辑过程，尤其其是对于网页页功能和状态态的编辑上更更为简便，是是动态服务器器页面(ASSP)和.NNE技术的集集合ASP技技术和之前的的同等类型的的技术手段相相比，优势明明显，具体来来说有以下优优势：（1）性能提高高ASP技术能实实现对已经设设置完成的服服务器运行已已经编辑的代代码，并且这这一技术在编编写代码的工工作上极大的的提高的性能能，通过对代代码的绑定、编编译和优化及及缓存，并且且

37、本文设计的的工厂用电综综合自动化系系统选择的AASP技术和和传统意义上上的ASP技技术并不相同同。（2）工具箱庞庞大本文选择的ASSP.NETT框架可以使使用Visuual Sttudio环环境中的大部部分工具箱和和设计其，可可以说的资源源十分丰富，可可以更好的完完成整体的设设计过程，并并且保证系统统设计的丰富富性。（3）灵活高效效ASP.NETT本身就是基基于公共语言言运行库而开开发的一个技技术，因此在在应用程序的的开发上开发发人员可以利利用整个公共共平台的技术术和数段来实实现设计过程程，设计出的的应用程序更更为系统高校校，并且也能能实现ASPP技术的灵活活和高效性。.NET框架架类库、消息

38、息处理和数据据访问解决方方案都可以通通过Web无无缝访问。AASP.NEET可以选择择和系统吻合合度最好的语语言或者是选选择多种计算算机语言来实实现应用程序序。公共语言言运行库之间间的语言交流流可以通过AASP.NEET中的资源源来完成。（4）操作简单单ASP.NETT技术能将计计算机常见的的任务变得更更为简单易行行，例如验证证信息的提交交验证、客户户端的身份验验证和常用站站点的配置等等任务。ASSP.NETT的页面框架架能将应用程程序逻辑和代代码相分离，形形成性的用户户界面 ，并并且在这一界界面中能简单单处理一些问问题，极大的的减轻了操作作步骤，改变变了以往的操操作过程。另另外公共语言言运行

39、库能利利用代码的托托管服务等大大大的降低了了应用程序的的开发复杂程程度。（5）自定义性性和扩展性ASP.NETT技术是一个个较为完整的的设计结构，这这一结构可以以让设计人员员根据系统的的具体需求在在任意位置插插入0代码，然然后利用自己己编写的自动动以组件来替替换ASP技技术运行库中中的子组件，这这一替换并不不会影响到该该系统的整体体应用，也可可以根据系统统设计和企业业的具体需求求来选择个性性化设计，能能保证其适用用性更强，可可扩展性能更更佳。（6）安全性工厂用电综合自自动化系统能能利用计算机机作为载体，计计算机本身的的windoows系统进进行用户的身身份验证和根根据用户的权权限不同而有有不同

40、的应用用程序的配置置，并且这一一配置能针对对每个用户的的权限和需求求不同而有不不同的配置方方案，这样分分层配置，能能保证整个系系统的安全，也也能让信息资资源利用率更更高。3.3 与DCCS系统的连连接技术一般来说，电气气量与DCSS系统的连接接技术是通过过硬接线方式式连接，也就就是说电气量量和电气开关关之间的连接接是利于电缆缆线外接技术术相连接，并并且两者之间间采用的是双双向相对连接接模式。这一一传统的电气气量与DCSS系统的连接接模式和变电电站自动化系系统最初的连连接模式的技技术手段和连连接方式在一一定程度上相相似，这一连连接模式从其其特点上来看看，本身的设设计成本就较较高，并且设设计过程较

41、为为复杂，而且且设计完成之之后的系统较较为固定，可可扩展性较差差，不能根据据用户的个性性化需求而进进行个性化设设计，本文针针对这一问题题选择了两种种与DCS系系统相连接的的技术，具体体如下：(1)通过通讯讯管理机与DDCS联网本文设计的工厂厂用电综合自自动化系统在在通讯管理上上，一个半采采用的是和DDCS联网，通通过这一通讯讯接口方式能能相对独立，实实现了各个模模块的独立性性，相互之间间不受影响，而而且操作较为为简单，不需需要复杂的操操作技术，在在应用的操作作面上更为广广阔。(2)通过网关关与DCS联联网 本文设设计的工厂用用电综合自动动化系统能将将系统内部网网络连在一起起，实现不同同网络之间

42、和和不同的生产产机械设备之之间的数据交交换信息，尤尤其是在具体体的工程中的的使用技术上上考虑，具体体的系统之间间的数据交流流会更为方便便，并且可以以随意设置数数据信息，也也能根据不同同的厂家的要要求，在设计计和操作上进进行特色化的的发展，在工工厂用电综合合自动化系统统的设计中需需要考虑自动动化系统与DDCS系统之之间的功能分分工和协调控控制，具体来来说，需要满满足以方面内内容：利用DDCS技术实实现对企业系系统的控制，能能亲手去切断断其和通信规规约上的联系系，然后对工工厂用电综合合自动化系统统进行保护，以以及出现故障障的处理上，能能更好的记录录数据信息，然然后工作人员员能在工厂用用电综合自动动

43、化系统中找找出一个操作作上的调整，实实现企业内部部控制权上的的唯一。3.4 通讯中中间件技术 在工厂厂用电综合自自动化系统中中，每个通信信模块的分布布上，需要根根据不同的结结点进行模块块的平均分布布，将模块分分布在不同的的结点位置上上，而且这一一结点的分布布能实现在通通信上的对象象的选择和数数量的选择。本本系统设计的的通讯中间件件技术主要是是能根据各个个模块的实际际定位来确定定网络透明的的通讯公约，并并不显示在底底层设计上的的具体细节。利利用通讯中间间件技术能将将各个模块的的设置跟我给给灵活，在不不同的节点机机中都能安装装，并不限节节点机的数量量，模块之间间可以实现其其更为方便的的发展和伸缩缩

44、上的处理，也也能跟我给灵灵活的配置本本过程。3.5 支持多多任务的实时时处理内核技技术 实时处处理内核技术术是工厂用电综综合自动化系系统中应用的的主要技术，具具体来说能同同时处理较多多的任务要求求，并且保证证每个任务的的处理过程相相对独立，不不会会相互影影响，一般来来说，达到这这一目的可以以采用多进程程方式，每个个需要处理的的任务要求都都作为一个独独立的模块，需需要独立的程程序来进行处处理，其独立立性极强，不不过在模块之之间的信息交交流较不方便便，需要模块块之间开辟专专用的信息通通道，会增加加系统的操作作成本，尽管管独立性较好好，但是在实实际的系统设设计上应用并并不广泛。另另一种方式就就是多线

45、程的的任务处理方方式，将每个个需要处理的的任务信息作作为一个独立立的动态库，每每个任务模块块有不同的动动态信息库，在在各个模块的的通讯上极为为方便，并且且也可以实现现在一定程度度上的信息交交互，缺陷是是各个模块之之间的独立性性不强，不过过在成本上花花费较小。在在系统测试过过程中的任务务规模要求较较大，而去需需要完成信息息传递和交流流上的实时性性。本文设计计的工厂用电电综合自动化化系统应用多多任务的实时时处理内核技技术采用的方方式为多线程程的处理方式式，每个模块块中都有相对对独立的线程程，根据每个个线程的具体体要求，能完完成对系统运运行效率提高高的要求，并并且从接口的的角度来看，其其接口可以通通

46、过动态加载载的方式解决决其模块处理理之间独立性性较差的问题题。3.6 实时数数据主动推送送技术 工厂用用电综合自动动化系统在数数据的传递和和处理上，利利用实时数据据主动推送技技术，能实现现将通讯管理理装置到智能能装置的实时时数据沟通，并并且对于通讯讯规约来说，能能实现对数据据的实时获取取和处理，并并对数据实现现实时通信，将将处理过的数数据信息传递递到通信装置置模块进行进进一步的处理理。在数据的的实时处理上上，有人机界界面和实时模模块界面等，人人机界面能读读取模块中传传递的数据信信息，也能将将这一数据信信息传递到人人际界面中，然然后实现数据据的实时变化化，并且也能能对一定周期期下的数据进进行处理

47、，能能有效的降低低数据处理的的时间，也能能提高其处理理效率。3.7 通讯规规约库的动态态扩展技术 在工厂厂用电综合自自动化系统的的通信要求上上，可以通过过通讯规约库库的动态扩展展技术实现数数据之间的传传递和交流，尤尤其是对于不不同生产厂家家生产的机械械设备来说，可可以将系统模模块接入到不不同的装置之之中，然后实实现装置的智智能化处理。这这一模块发展展方向和其他他的智能模块块处理并不一一样，无论的的通信接口还还是通信规约约上，都有较较大的差异。通通信模块能实实现对系统的的模板开发，而而且一个通信信规约的开发发过程就简化化为模板的开开发，而且其其开发工具也也可以自主生生产代码，开开发人员可以以根据

48、通信规规约来进行数数据代码的编编写，系统的的开发过曾更更为方便和简简单。4 工厂用电综综合自动化系系统总体设计计4.1 系统设设计目标本文设计的工厂厂用电综合自自动化系统在在系统的设计计目标上需要要满足实时性性、提高工作作效率、简便便性、安全可可靠和可扩展展性等设计目标，具具体来说，这这些设计目标标的要求如下下：（1）实时性对于工厂用电综综合自动化系系统来说，需需要保证其对对信息的处理理实现实时性性的标准，能能捕捉到系统统内机械设备备运行的状态态信息和故障障信息，在出出现故障的时时候能第一时时间发现并且且找出故障原原因，保证故故障的后续解解决任务。在在接收信息的的基础上也能能实现信息的的传递，

49、可以以说信息的传传递主要是能能有专门的信信息传递制度度，能实现系系统内运行状状态和故障状状态信息的实实时传递过程程，然后在传传递上能保护护信息的传递递状态，保证证信息不丢失失，保证信息息的完整性，一一般对于保护护性的处理都都是从系统的的角度上来完完成的。（2）提高工作作效率在工厂用电综合合自动化系统统工作的时候候，能实现对对工作效率的的最大化处理理，尤其是要要坚强对系统统的信息处理理、传递和监监控的效果，尽尽可能的缩短短处理的时间间和步骤，提提高处理的效效率，然后对对不同程度的的处理模式能能提高其架构构的质量，包包括系统内部部各种组件的的处理。简便性在工厂用电综合合自动化系统统中，对于问问题的

50、处理需需要将复杂的的问题简单化化，尽可能的的减轻其处理理步骤，确定定固定的处理理目标，然后后在一些处理理方案的选择择上，需要从从系统维护的的角度来实现现对问题的处处理。安全可靠工厂用电综合自自动化系统在在信息的传递递和处理上需需要保证数据据信息的安全全，不会在船船队的过程中中被病毒袭击击，而且也能能更好的承担担其负荷，不不会犹豫超过过负荷而出现现系统崩溃的的状况，而且且在数据信息息的错误处理理上，能保证证其可靠性，完完成对数据错错误的处理过过程。（5）可扩展性性 工厂用用电综合自动动化系统在设设计中需要保保证其可扩展展性，主要是是随着科学技技术的发展，系系统这一结构构可以让设计计人员根据系系统

51、的具体需需求在任意位位置插入0代代码，然后利利用自己编写写的自动以组组件来替换AASP技术运运行库中的子子组件，这一一替换并不会会影响到该系系统的整体应应用，也可以以根据系统设设计和企业的的具体需求来来选择个性化化设计，能保保证其适用性性更强，可扩扩展性能更佳佳。系统的设设计过程又一一定的约束条条件的控制，在在业务需求和和企业发展的的状态下，进进行较好的扩扩展。本文设计的工厂厂用电综合自自动化系统为为了实现系统统设计目标，需需要从系统的的设计和开发发过程进行整整体控制，也也就是说整个个过程都需要要进行进一步步的质量控制制，因此从工工厂用电综合合自动化系统统的设计、开开发和技术规规范三个角度度进

52、行约束控控制。（1）系统设计计系统设计过程中中，采用了面面对对象的分分析和设计方方法，然后借借助软件语言言完成开发过过程。（2）系统开发发采用必要的开发发工具，用测测试驱动开发发整个过程，然然后按照具体体的模块进行行分工。（3）技术规范范在系统设计过程程中需要建立立必要的设计计和开发规范范，并且服务务器的操作端端系统需要支支持网页的版版面，并且和和整体的界面面兼容。4.2 系统设设计4.2.1 技技术架构设计计 由于本本文设计的工工厂用电综合合自动化系统统需要实现多多个用户同时时登陆证合一一平台，并且且可以实现在在不同平台的的登录，本文文设计的系统统技术架构设设计为基于WWEB应用之之上，并且

53、利利用Struuts框架的的B/S(BBrowseer/serrver)架架构和MVCC设计模式。从从而优化系统统的开发效率率、可维护性性、可扩展性性。MVC是是Modell一Vieww一Conttrolleer的简写。00Modell,代表的的是应用的业业务逻辑,通通过JavaaBean,EJB组件件实现;0VView0是是应用的表示示面,由JSSP页面产生生;Conttrolleer是提供应应用的处理过过程控制,一一般是一个sservleet。通过这这种设计模型型把应用逻辑辑,处理过程程和显示逻辑辑分成不同的的组件实现。SStrutss是Apacche组织的的一个项目,像其他的AApaCh

54、ee组织的项目目一样,它也也是开放源码码项目。sttruts是是一个比较好好的MVC框框架提供了对对开发MVCC系统的底层层支持,它采采用的主要技技术是serrvlet,JSP和ccustomm tag libraary。综上上所述,整个个web发布布大体分为五五个部分：l)导出为SVVG文件(CC#建模工具具里的功能)2)SVGNEET通用转换换库3)Webseerver(实时数据更更新服务)4)ASP(网网站服务)5)Javasseriptt+Dom(实时更新技技术)SVGG(页面显示示)4.2.2 功功能架构设计计 本文设设计的工厂用用电综合自动动化系统包括括三个子系统统和四个模块块组成

55、，具体体来说，本系系统的系统功功能架构设计计示意图如图图4一1所示示。图4-1 系统统功能架构设设计示意图4.2.3 数数据结构设计计 在WEEB发布功能能的数据模型型导出功能中中,需要用到到LCS6OO00系统的的数据储存逻逻辑。在LCCS600OO中,人机界界面中的展示示画面是矢量量图和点阵图图的集合。矢矢量图主要有有基本图素和和组合图元组组成,基本图图素有直线、折折现、矩形、圆圆、椭圆、多多边形、文本本等。组合图图元是由若干干图素构成的的集合,图元元内部的元素素不被分割。点点阵图支持XXBM、GIIF、BMPP等点阵图数数据类型。5 工厂用电综综合自动化系系统通讯机制制5.1 配电系系统

56、实施通讯讯 在工厂厂用电综合自自动化系统中中，整个系统统是借助计算算机作为载体体，对企业内内部的所有机机械设备进行行分散式控制制，具体来说说包括总监控控系统和计算算机保护子系系统。各个计计算机保护子子系统又由多多个自动化智智能装置组成成，能实现对对变压器和电电源等机械设设备重要配件件的保护工作作。在工厂用用电综合自动动化系统内部部需要利用数数据通信来实实现总监控中中心和各个保保护子系统之之间的信息交交流和共享，能能防治由于系系统之间各个个机械设备之之间的信息交交流不顺畅、不不及时而导致致的机械设备备重复配置，会会提高企业生生产运行成本本，也会影响响系统整体的的安全性。从从另一个角度度来看，对于

57、于企业来说，供供电和配电网网络是保证整整个工厂用电电综合自动化化系统中电能能的传递、分分配的重要环环节，其中配配备了和电力力系统相关的的一系列成本本较高的机械械设备，并且且这些设备从从生产运行的的整个过程来来看，这类机机械设备的生生产过程需要要进行多次动动作，这样来来说对于整个个配电系统的的自动化水平平的要求就较较高，尤其是是系统在面对对故障和外界界因素干扰的的情况下能否否正常运转就就显得极为重重要，尤其是是对于企业的的无人控制配配电站来说，工工厂用电综合合自动化系统统需要对整个个系统进行自自动化的控制制，在发现故故障的时候能能在第一时间间主动处理，并并且及时的切切断各种相关关的开关，保保证数

58、据信息息的安全，然然后将故障信信息传递给监监控中心，等等待监控中心心的统一处理理，而且也能能在监控中心心处理完成发发回处理信息息的时候准确确接受，并且且根据监控中中心的调控而而做出相应的的改变。因此此可以说工厂厂用电综合自自动化系统的的数据通信实实际上就是子子系统和调度度中心之间的的连接以及子子系统和企业业之间各个机机械设备信息息之间的连接接，这也正是是本文信息通通讯阐述的重重点内容。5.1.1 实实时通讯原则则具体来说，工厂厂用电综合自自动化系统的的实时通讯原原则需要符合合稳定性原则则和实时反应应原则。(l)稳定性原原则工厂用电综合自自动化系统是是需要在企业业生产运行过过程当中稳定定运行的系

59、统统类型，而且且在固定的时时间会对企业业内容部的机机械设备进行行统一的维护护和检修，在在这时候才能能对通讯网络络进行统一的的检修和维护护，这就要通通讯系统保证证其自身稳定定运行，以免免由于其自身身的不稳定影影响到整个工工厂用电综合合自动化系统统的正常运行行，一旦其出出现问题会影影响到企业系系统内部的供供配电的运行行，也会影响响到机械设备备和工作人员员的安全，严严重者会造成成经济损失和和人员伤亡。因因此保证实时时通讯的稳定定性极为重要要。(2)实时反应应原则工厂用电综合自自动化系统需需要对于机械械设备的运行行状况的数据据信息进行实实时的获取和和传达，满足足工厂对于用用电信息的记记录和排查工工作。

60、实时反反应原则要求求系统捕捉到到系统内机械械设备运行的的状态信息和和故障信息，在在出现故障的的时候能第一一时间发现并并且找出故障障原因，保证证故障的后续续解决任务。在在接收信息的的基础上也能能实现信息的的传递，可以以说信息的传传递主要是能能有专门的信信息传递制度度，能实现系系统内运行状状态和故障状状态信息的实实时传递过程程，然后在传传递上能保护护信息的传递递状态，保证证信息不丢失失，保证信息息的完整性，一一般对于保护护性的处理都都是从系统的的角度上来完完成的。5.1.2 实实时通讯过程程 供电和和配电网络是是保证整个工工厂用电综合合自动化系统统中电能的传传递、分配的的重要环节，其其中配备了和和