客专供电SCADA系统

1客专供电SCADA系统授课人：邓军

单位:西南交通大学电气工程学院

联系方式:TEO),

EMAIL:dengjun75@2第一节概述第二节远动系统调度主站系统

2.1远动系统调度端硬件结构

2.2远动系统调度端软件结构

2.3远动系统监控系统的发展第三节远动系统通道

3.1远动系统通信网络概述

3.2通信规约概述

3.3典型应用案例第四节远动系统调度端安装、调试及维护

4.1远动系统调度端安装、调试

4.2远动系统调度端维护及故障排查3第一节概述发电—输电－配电－用电电力调度中心（控制中心）电力变电所4第一节概述1.1基本概念1.远动

利用远程通信技术进行信息传输，实现对远方设备的监视和控制。2.远动技术

监控系统调度端（控制站）与执行端（被控站）之间实现遥控、遥信、遥测、遥调、遥视技术的总称。3.牵引供电远动系统由控制站(调度端)与被控站的远动装置及连接于两者之间的信道设备组成的调度牵引供电设备的远距离监控系统.5遥控YK：（Romote-Control,Telecontrol）从调度端发出命令以实现远方操作和切换。如开关的“分”、“合”、故障信号的复归等。遥信YX：(Telesignal)

将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端。如开关位置信号、报警信号等。遥测YC：(Telemetering)

将被控站的某些运行和环境参数传送给调度端。如有功和无功功率、电度、电压、电流等电气参数，温/湿度、接触网故障点的距离等非电参数。遥调YT：(Teleadjusting)

调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。如变压器电压等级等。遥视YS：（Teleseeing，RemoteVideoMonitoring）现场重要设备的运行状态、重要场所的环境状态等通过视频图像传送到调度端。安全监视。6区别与联系？概念辨析：监控系统、SCADA系统、远动系统、调度自动化系统4.SCADA系统

(SupervisoryControlandDataAcquisitionSystem)

能够完成常规“四遥”功能的监视控制和数据采集系统。简称远动监控系统或远动系统（TelecontrolSystem）5.调度自动化系统

(DispatchingAutomationSystem)SCADA＋数据处理和管理功能＋在线培训、辅助决策等功能。有时也常简称为远动监控系统或远动系统。7铁路牵引供电系统、铁路电力供电系统①为提供铁路行车提供电源的铁路牵引供电系统，其供电可靠性影响行车安全;②承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、通信系统，生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷，一般称为铁路电力供电系统其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作。

8开闭所铁路牵引供电、电力供电远动系统结构示意图铁路通讯网络铁路牵引供电铁路电力供电ＳＣＡＤＡAT所牵引变电所AAAAAT所AT所AT所牵引变电所分区所分区所地方电源变配电所地方电源变配电所地方电源变配电所车站箱变区间负荷箱变区间负荷箱变区间负荷箱变区间负荷车站车站……贯通线贯通线调度中心局域网调度中心通讯设备通讯设备接触网91.2远动系统的基本组成远动系统由调度端（控制中心、主站、控制端）、执行端（被控站、远方终端）及信道等组成。调度端：设在控制中心内,完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等；执行端:设在牵引变电所、开闭所、分区所,AT所及V停控制站内,执行端完成远动系统的数据采集、预处理，发送、接收及输出执行功能，常规远动系统被控端为远方终端设备（RemoteTerminalUnit,即RTU）；信道：远动信息传输的介质（通路）称为信道，可分为有线信道及无线信道。101.调度端包括服务器冗余服务器调度员工作站、模拟盘、通信前置机、网络等设备。112.通信通道（信道）

传输介质包括音频实回线（电话线）、光纤、电力载波、无线电等。对大型远动系统,远动信息的通路应分群,以保证响应速度,远动通道示意图123.被控端或远方终端（RTU,RemoteTerminalUnit)RTU主要配置有:主控单元;电源单元;通信单元;各类I/O单元131.8远动系统性能指标一、可靠性1.定义

设备在技术要求规定的工作条件下，能保证所规定的技术指标的能力。2.可靠性包括两个方面

装置本身可靠性，信息传输的可靠性。3.每个设备可靠性

平均无故障时间(MTBF)：

两次偶然故障的平均间隔时间144.系统可靠性：系统可用率

影响系统可用率因素：设备质量、维护检修情况、环境条件。电源供电可靠性及其备用的程度等5.传输可靠性：用信息的差错率表示15二、容量容量：遥控、遥调、遥测和遥信等对象的数量。

对电铁牵引远动系统，通常要求：遥控：>64路遥测：>32路遥信：>128路16三、实时性“响应时间”：从发送端事件发生到接收端正确接收到该信息的时间间隔。

171.9根据TB10117-98铁路电力牵引供电远动系统技术规范,远动系统主要技术指标遥控命令传输时间《3s遥信命令传送时间《3s遥信分辩率（被控站）《10ms遥测综合误差《1.5%双机自动切换到监控功能基本恢复时间《30s画面调用响应时间《3s控制站系统可用率《99.8%18第二节远动系统调度主站系统

2.1远动系统调度端硬件结构

2.2远动系统调度端软件结构

2.3远动系统监控系统的发展192.1远动系统调度端硬件结构远动（SCADA）系统调度端:能完成远方操作及监视，能正确和及时地掌握每时每刻都在变化着的牵引供电系统设备运行情况，处理影响整个牵引供电系统正常运行的事故和异常情况；对所有数据进行分析，处理，存储及打印，以友好人机界面向调度员显示，转发其它系统共享。

调度端是SCADA系统的指挥中心，是远动系统的重要组成部分之一。20星型通道远程维护MODEM切换装置服务器GPS以太网交换机系统维护工作站执行端RTU

供电段复示终端UPS大屏幕投影服务器磁带机磁盘阵列系统维护打印机通信前置机通信前置机Web服务器实时打印机报表打印机画面拷贝机调度端执行端信道复示终端2122分布式配置特点:

把各项功能进一步分散到多台计算机中去，由局域网络（localareanetwork，LAN）将各台计算机连接起来计算机之间通过LAN交换数据。备用机也同样连接在局域网络上，并可随时承担同类故障机或预定的其他故障机的任务，信息共享，设备共享。在硬件接口和软件接口中都遵循一定的国际标准或工业标准，使不同厂家的产品容易互连，容易扩充，形成开放系统（opensystem）。23分布式调度端结构图GPS

供电段复示终端UPS远程维护MODEM切换装置服务器1以太网交换机系统维护工作站大屏幕投影服务器2磁带机磁盘阵列系统维护打印机通信前置机1通信前置机2Web服务器实时打印机报表打印机画面拷贝机复示终端调度员工作站1-2调度员工作站1-1信道信息处理服务器方信息输入输出通信处理人机界面客户方外设24特点:客户/服务器（C/S）结构指网络中服务的提供方式，请求服务的一方叫客户方，提供服务的一方叫服务器方。数据集中管理、安全可靠和数据一致性强，多用户共享主机系统的数据资源和外设资源，共享资源能力强,降低了系统成本。25集成应用能力强，用户需要的各种信息都可在客户机上得到，用户可通过客户机交互工作界面，直接处理从服务器及其它客户机得到的数据，并产生新的有用信息；组网灵活，客户机配置灵活，增减客户机节点非常方便，这些都可通过维护软件设定来完成。可靠性高，当某一客户机节点故障时，并不影响整个系统运行26浏览器/服务器（B/S）模式将浏览器技术运用于SCADA系统，对扩大实时系统的应用范围，减少维护工作量传统的人机界面将保留，主要供调度员使用，管理部门的复示系统用标准浏览器通过Web访问服务器，实时监视整个系统的运行状态。现代调度端:C/S模式与B/S模式相结合27SCADA系统调度端主要设备:1.计算机设备及计算机网络

服务器，WEB服务器，调度员工作站，维护工作站，分析员工作站,计算机网络设备,2.通信处理设备3.人机接口设备模拟屏（大屏幕显示器）,4.不停电电源设备UPS,打印机等外设28服务器硬件：WINDOW服务器

Linux服务器

UNIX服务器服务器软件平台：

UNIXWindowsServerLinux29工作站硬件：WINDOW工作站

Linux工作站UNIX工作站工作站软件平台：

UNIX

WindowsXPLinux30通信前置机硬件平台工业控制计算机嵌入式硬件平台通信前置机软件平台实时多任务操作系统（QNX，VxWorks）Windows操作系统Linux操作系统31服务器及通信前置机(主机房)32

用于生成、维护、修改、管理系统的实时数据库、历史数据库及用户画面，并定义、修改系统运行参数等.数据编辑器：重要工具软件之一，系统开发人员和维护工程师对数据库进行在线创建、增、删、改等。画面编辑器：对画面进行修改等。数据库界面生成管理：对实时运行数据库和历史数据库等进行管理。4、维护工作站（数据工作站）33流水打印机：按时间顺序打印。报表打印机：定时或随机打印。模拟屏：系统状态同步显示等。不停电电源UPS系统：保证在停电状态下系统能保持运行30分钟（60分钟）。

GPS系统：保证调度端与执行端及各执行端时钟的一致性，便于故障分析和判断5、调度端其余设备34调度端模拟屏35调度端2*2大屏幕显示器362.2远动系统调度端软件结构

远动系统调度软件是指对在调度端系统运行的所有程序总称.一般分为系统软件、应用软件和数据库软件。系统软件：计算机中所使用的操作系统，面向计算机本身，不针对特定用户，具有一般性。支持软件：开发支持环境和数据库管理系统（DBMS）应用软件：在远动监控系统中特指为实现调度自动化功能设计的应用程序，面向用户，具有针对性。实现五遥、数据报表统计、记录事件分析等调度自动化管理各项功能。

37调度端软件结构图如图2-2-1所示。应用软件（数据处理，人机界面。。）支撑软件（数据库，开发平台，应用接口）系统软件（操作系统）硬件（计算机，网络、通信、接口）调度员图2-3-1：调度端软件结构图38

系统软件系统软件:指计算机中所使用的操作系统，操作系统：作为计算机的核心软件其处理管理对象是计算机的各种硬件资源，包括CPU，内存，外存，系统程序和数据文件等。重要性：是最基本的系统软件，是硬件机器的第一级扩充

392.调度端常用的操作系统(1)Windows操作系统

WindowsNT,Windows2000server,Windows2003server，Windows,(2)UNIX操作系统最早的PDP-11机早期VAX机上的openVMS现在流行的硬件平台上

SUN——SolarisALPHA(DEC,COMPAQ,HP)—DigitalUnix,TRU64Unix IBM——AIX HP——HP-UX(3)实时多任务操作系统:QNX，VxVorks403.调度端常用操作系统比较WINDOWS操作系统： 基于INTEL或相应平台，窗口界面，图形操作系统，用于个人计算机PC或PC服务器。特点：操作直观、简便，对系统硬件要求低，但安全性欠缺；UNIX操作系统：字符界面，多用于基于RISC的小型机或服务器。特点：系统可靠性高、安全性强，开放性强，数据处理功能强，但操作不直观，对系统硬件要求高，维护较复杂实时多任务操作系统常用于对实时性要求较高的SCADA系统测控装置及通信装置，如RTOS，QNX，VxWorks等41指运行在操作系统之上的开发平台、数据库管理系统平台，是建立数据表格和形式的数据管理程序，可以进行显示、查询、修改和调用数据。

支持软件

减少数据冗余度，实现数据资源共享；

使数据具有独立性，提高应用程序的生命力；

实现数据集中管理，提高安全性和完整性。数据库管理的目标421.数据库管理系统（DBMS）常用的关系数据库管理系统有：MicrosoftSQLSERVER、SYBASE、Oracle等，关系数据库管理系统提供海量数据的存储、更新及查询、检索负责数据的存储、安全性、完整性、并发性、恢复和访问。关系数据库管理系统支持ODBC（opendatabaseconnection,开放数据库连接）接口标准，无论采用何种数据库管理系统，应用软件均可以采用相同的接口访问数据库系统。43数据库在远动监控系统中的作用：远动监控系统的各项功能都是建立在数据库的基础上，数据库系统为所有的功能子系统提供数据接口数据库子系统的性能将大大影响远动监控系统的性能442.远动监控系统调度端数据库类型实时数据库:用于实时数据的存储,对实时性要求高,一般保存在内存中,采用专用数据,历史数据管库:用于对历史数据的存储,一般采用商用数据库.45实时数据库要求实时性:时限短必须保存在内存中高效性:频繁存取的数据关键性:为保证实时性的关键数据46实时数据库特性为了满足系统对实时响应时间的要求，实时数据库系统采用优化结构的自定义数据库，数据库访问高效快捷，并由实时数据库校验程序维护自身数据的一致性和正确性47实时数据库保存的信息实时数据库保存并维护有关SCADA系统运行所需的全局数据，并对调度端客户机系统提供数据服务。实时数据库包括有画面显示数据库、系统运行参数库、遥测数据库、遥信数据库、对象库以及各种实时报表、记录库48历史数据库远动系统的实时数据可以按周期或按变化保存在历史库中。远动系统中除了保存数据库点的历史数据外，还可以保存外部事件,SOE.短期历史库：保存一段时间内的系统运行记录，因此其它典型应用是趋势曲线显示和过程回放长期历史库：大规模历史数据的长期存储通常基于商用数据库DBMS完成。用于具有统计意义的历史数据49应用软件在操作系统及支持软件之上完成SCADA系统特定功能的软件，主要包括服务器软件调度员工作站软件，通信前置机软件，维护工作站软件等。50（1）通信前置机软件：前置机处理程序。主要完成与站端设备或系统的通信、规约处理以及网络数据发送等功能。（2）服务器软件：主要完成数据库访问、参数管理、数据计算和处理、内存和资源的分配等功能，并为其他模块提供实时数据访问接口。（3）调度员工作站软件：人机界面监控程序。主要完成各种人机交互功能，包括数据、图形、曲线和各种事项、告警信息的显示和检索，以及接受操作人员的各种指令并下发等。51

(4)维护工作站软件报表编辑软件：报表管理程序。绘制、编辑、打印和管理调度自动化常用的各种运行报表，如日报表、月报表、年报表等，并完成各种统计、计算功能。画面编辑软件：绘图工具。提供各种常用图元和编辑手段，绘制、编辑、管理各种监控图、接线图、主接线图、曲线、棒图等，并与实时数据直接关联，所见即所得。（5）Web服务器软件在Intranet或Internet范围内提供基于实时数据和信息的WEB服务。52

调度端主要功能

控制

(1)单控

单个对象的遥控操作，断路器、隔离开关的合闸/分闸，重合闸的投入/切除

(2)程控

若干单控操作的有序组合，以卡片的形式预先设定。

（3）复归（4）安全监控系统摄像头控制53

监视

各开关状态变位及保护出口监视，并形成事件记录；所内设备的非紧急故障信息（预告）及紧急故障信息（事故）的监视，形成事件记录并伴有音响提示；各进线、母线、馈线的电压，电流，功率等测量量各保护信号的监视，并形成事件记录，自检报告、事件报告；防灾报警系统信息的监视调度端通过监视器和模拟盘/大屏幕投影上的模拟开关的颜色来显示其状态：合闸为红色，分闸为绿色。

54

当变电所设备或馈线发生故障时，把故障信息迅速地传递到控制中心显示、打印，同时启动音响报警，报警信号包含事故报警和预告报警两种，各种信息按不同颜色分类显示和打印。

各种报表统计功能。55

培训

该功能可以对操作人员、运行维护人员进行上岗前的模拟操作培训，进入模拟培训状态下，用软件模拟操作过程和操作结果，但不会对设备发送指令。

口令级别设置操作员级：可进行遥控操作、调度管理工作。维护员级：可对数据库、画面等应用软件实现在线维护。系统员级：可对系统程序进行编程和修改。562.3远动系统监控系统的发展

第一代集中式专用计算机＋专用操作系统70－80年代初日本日立H-80M英国西屋郑武线远动系统特点不具有开放性系统维护、升级困难无法与其它系统联网四遥功能第二代集中式通用小型计算机＋UNIX操作系统＋专用操作终端80－90年代初宝中线、川黔线牵引供电远动系统特点计算机系统具有可替换性系统扩展困难、无法联网实现四遥功能有限的数据存储功能第三代网络化通用服务器计算机＋通用工作站操作系统:UNIX+Windows数据库管理系统90至今京郑线、武广线牵引供电远动系统特点无论是服务器、工作站、网络设备具有可替换性系统扩展容易可实现与其它系统的联网实现四遥功能强大的数据存储与分析功能牵引远动系统70－80年代开始运用远程监视＋所内人工控制远动控制＋所内监视电力远动系统90年代以后开始运用远程监视＋所内人工控制远动控制＋所内监视故障判断、故障区段定位、故障分析二电合一牵引＋电力远动所内无人值班主流技术——调度端系统体系结构主流技术——调度端硬件平台技术服务器系统并行计算提高单机的计算能力多CUP并行计算支持4－64路CPUCPU不能独立运行投资巨大分布式计算多服务器协同工作刀片服务器将1－14台独立的服务器集中于刀片服务器中节省电源、网络布线、对外的存储接口每台服务器可以独立运行投资较小需配置相关的分布式计算软件平台主流技术——调度端硬件平台技术存储系统SAN（StorageAreaNetwork）共享存储设备全光纤磁盘阵列保证数据的一致性保证数据的可靠性全光纤SAN存储交换机

磁带库系统备份历史数据定期自动备份主流技术——调度端硬件平台技术网络交换机二层交换机同一网段24口、48口仅可级联三层交换机可连接不同网段的设备保证数据的可靠性可支持堆叠扩展核心交换机背板处理带宽高可靠性高：冗余配置三层交换模块化主流技术——调度端硬件平台技术UPS单机大容量100KVA200KVA……模块化UPS机头容量固定48KVA160KVA……功率模块可扩展16KVA32KVA48KVA主流技术——调度端软件技术系统软件操作系统UNIX、Linux、Windows数据库管理软件Sybase、Oracle、MicrosoftSQLServer集群管理软件Veritas、SUN、IBM、HP备份恢复软件Veritas平台软件位于系统软件之上、应用软件之下，可按用户需求进行二次开发的、成熟可靠的、通用软件平台应用软件基于平台软件二次开发的、实现SCADA系统应用功能数据管理层业务逻辑层人机界面层主流技术——视频监控视频监控POE－PowerOverEthernet利用以太网传输电缆同时传送数据和电功率保持与现存以太网系统和用户的兼容性可在为基于IP的终端（IP电话、无线局域网接入点AP）传输数据信号的同时，为此类设备提供直流供电网络摄像机减少布线较少模拟信号的传输数据信号传输提高图像传输质量智能视频分析边界监测可疑物侦测限界侦测…….发展趋势前沿技术SOA架构CloudComputing（云计算）DistributedComputing(分布式计算）ParallelComputing（并行计算）GridComputing（网格计算）MobileComputing（移动计算）IEC标准IEC61970EnergymanagementsystemapplicationinterfaceIEC61850Communicationnetworkandsysteminsubstation发展趋势下一代SCADA4E综合监控信息平台EveryinformationEverywhereEverybodyEveryvendor发展趋势－下一代SCADAEveryinformation(无所不包的监控信息）供电SCADA绝缘在线监测电缆在线监测视频监控电能质量接触网在线检测…….发展趋势－下一代SCADAEverywhere(无处不在的分布式计算）调度中心变电所综合自动化系统…….发展趋势－下一代SCADAEverbody(宽泛随机的视角）调度人员维护人员继保工程师管理人员MISERP…….发展趋势－4E综合监控信息平台Everyvendor(任意厂商的广泛兼容）即插即用无缝链接一致兼容努力中…….74客运专线PSCADA建设介绍75第三节远动系统通道3.1远动系统通信网络概述

3.2通信规约概述

3.3典型应用案例76远动信息的传递过程77

通信系统的模型信源发送设备信道信宿接收设备干扰783.1远动系统通信网络概述调度端局域网LAN被控站1被控站2被控站n铁路专用通信网络793.1远动系统通信网络概述使用铁路专用通信网络作为传输网络在相应的通信站或通信机械室汇接入铁路专用通信网络早期采用的是低速的模拟通信系统，需要采用调制解调器接入远程通信系统时至今日，铁路通信网络已初步完成由模拟通信向数字通信的转变当前铁路通信网络主要采用SDH系统a)星形点对点e)网状d)树形c)环形b)总线（T）形调度端被控端被控端被控端调度端被控端被控端被控端调度端被控端被控端被控端调度端被控端被控端被控端被控端被控端调度端被控端被控端被控端被控端被控端网络拓扑结构81

数据通信方式发送端接收端a)单工发送端发送端接收端接收端b)半双工发送端发送端接收端接收端c)全双工早期的模拟通信可采取上述三种传输方式之一现在的数字通信均采用全双工通信82数据的差错控制方式编码或编码组具有纠错和检错能力常用的差错控制编码方法有：奇偶校验码恒比码汉明码循环冗余校验码（又称CRC码）等在牵引供电SCCADA系统中，差错控制编码常采用奇偶校验码和循环冗余校验码83数据的差错控制方式前向纠错（FEC－ForwardErrorCorrection）

优点：前向纠错不需要反向信道，也不存在由于反馈重发而造成的时延，因而实时性好缺点：需要较为复杂的编、译码设备；需要较多的冗余码元，使传输效率有所下降应用：误码率较少的单向信道编码器译码器信源正向信道信宿84数据的差错控制方式检错重发（ARQ－AutomaticRepeatRequest）原理：发送端对所发送的序列进行差错编码接收端根据检验序列的编码规则判决有无误码若有误码，利用反向信道要求发送端重发有错的信息直至接收端收到正确的信息为止反向信道编码器信源正向信道信宿缓冲与控制译码器缓冲与控制85

数据的差错控制方式混合纠错(HEC-HybridErrorCorrection)

发送端发送具有一定纠错能力的码字接收端对所收到的数据进行检测若发现错误，就对少量的能纠正的错误进行纠正对超过纠错能力的差错通过反馈重发方式予以纠正优点：弥补了反馈重发和前向纠错的缺点86通信信道的常用实现方式音频线路 频率范围:300-3400Hz

线路特性阻抗:600欧电缆 传输方式：二线或四线全双工。 传输距离：不超过2～3公里 通道杂音电平：≤-55dB

信号线间串扰电平：≤-65dB

信噪比：≥17dB（含瞬时） 比特差错率：≤10－5（在信噪比为17dB时）87通信信道的常用实现方式光纤线路 优点：宽频带、大容量、中继距离长、抗电磁干扰能力强电端机发光端机光中继器电端机收光端机光缆光缆电信号88牵引供电SCADA系统的光纤通信系统包括两部分：一是铁路通信网络的光纤骨干网络，当前主要采用SDH同步数字体系另一部分是由被控站至通信机械室、通信站间的光通信系统。因为该光纤信道专供牵引供电SCADA系统的数据通信用，容量及速率较低，故常采用准数字同步体系PDH光传输系统89通信系统的质量指标有效性是指给定信道内传输的信息内容的多少，有效性越高，系统性能越好可靠性是指接收信息的准确程度，即传输的“质量”问题90通信系统的质量指标模拟通信系统的质量指标有效性指标:传输带宽可靠性指标:信躁比信躁比＝信号平均功率/噪声平均功率之比信躁比越大，表示通信质量越高牵引供电SCADA系统模拟通信系统常采用音频通道，为了保证通信质量，要求信噪比：≥17dB91

通信系统的质量指标数字通信系统的质量指标有效性指标:传输速率可靠性指标:误码率误码率＝出现错误的比特数/传输的总比特数误码率越低，反映数字通信系统的可靠性就越高，通信质量就越好有线通信系统中，一般要求误码率为10-6；光纤通信中要求误码率<10-8

923.2通信规约概述通信规约是描述计算机系统之间进行数交换而建立的规则﹑步骤和约定由三部分组成语法：规定通信双方彼此“如何讲”，即确定协议元素的格式，如数据控制信息的结构或格式。语义：规定通信双方彼此“讲什么”，即确定协议元素的类型，如规定通信双方要发出何种控制信息，执行什么动作和返回什么应答等。定时关系：规定事件执行的顺序，即确定通信过程中通信状态的变化，如规定正确的应答关系等933.2通信规约概述牵引供电SCADA系统调度端与被控站通信规约指调度端与被控站间为了使各种监控数据的能够正确收发都必须遵循的格式，如传输速率﹑同步方式﹑数据结构等的相互约定943.3通道接口欧洲的30路脉码调制PCM简称E1，速率是2.048Mbit/s。我国采用的是欧洲的E1标准。E1的一个时分复用帧（其长度T=125us即取样周期125微秒）共划分为32相等的时隙，时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用作帧同步用，时隙CH16用来传送信令，剩下CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit，因此共用256bit。每秒传送8000个帧，因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。E1接口953.3通道接口以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网，它们都符合IEEE802.3。。以太网接口964、牵引供电SCADA系统与被控站通信规约通信规约是描述计算机系统之间进行数交换而建立的规则﹑步骤和约定由三部分组成语法：规定通信双方彼此“如何讲”，即确定协议元素的格式，如数据控制信息的结构或格式。语义：规定通信双方彼此“讲什么”，即确定协议元素的类型，如规定通信双方要发出何种控制信息，执行什么动作和返回什么应答等。定时关系：规定事件执行的顺序，即确定通信过程中通信状态的变化，如规定正确的应答关系等97牵引供电SCADA系统与被控站通信规约循环式传输通信规约问答式传输通信规约基于TCP/IP协议的网络通信规约98循环式传输通信规约基于循环式工作方式以被控端为主动方，循环不断地向调度端发送遥测﹑遥信等数据调度端按规定的格式逐一接收帧由同步字﹑控制字及信息字组成适宜于：点对点通道结构对应国标：CDT-DL451-91在牵引供电SCADA系统中，调度端与被控站很少采用循环式通信规约，但在与地方电力系统进行复式接口时，常采用此规约99问答式传输通信规约调度端掌握通信的主动权被控端不能主动发送消息，而是按调度端的要求发送调度端可以按需要指定被控站传送某一个或某一类数据传送有差错时调度端可以要求重传适用于：多种信道结构，点对点，总线型，环型等信息传输方式：异步方式，报文内容以字节为单位，附加启动位﹑奇偶位和停止位对应标准：IEC60870-5-101100其信息传输方式为异步方式，报文内容以字节为单位，附加启动位﹑奇偶位和停止位。在信道中的传送顺序如下图所示。IEC60870-5-101规约简介101IEC60870-5-101规约简介应用服务数据单元（ASDU）的结构

发送遥控选择/执行命令流程104基于TCP/IP协议的网络通信规约基于TCP/IP协议的网络通信规约适用于调度端和被控站的通信接口设备均支持以太网接口的情况对应标准：IEC60870-5-104，应用层采用与IEC60870-5-101完全一致的报文结构105基于TCP/IP协议的网络通信规约106传输发展历程PDHSDH MSTPOTN107PDH－准同步数字系列PDH是数字光通信第一代产品系统。只有地区性的数字信号速率和帧结构规范，没有世界性的标准。没有世界性的标准光口规范。108PDH的局限性565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.6Gb/s400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s1.5Mb/s274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s×4×4×4×4×4×4×4×4×6×7×3欧洲系列日本系列北美系列×5接口方面——与设备互连有关。电接口——只有地区性规范，没有世界标准。光接口——各厂家各自为政。109SDH－同步数字传输体系规范了数字信号的帧结构，复用方式，传输速率等级，接口码型等。SDH网是由一些SDH网元（NE）组成，在光纤上进行同步信息的传输，复用，分插和交叉连接的网络。SDH：（SynchronousDigitalHierarchy）110SDH优点具有统一的网管接口，能实现统一的TMN。有一套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块（STM）。采用同步复用技术，采用字节间插和灵活的映射方式。具有非常强大的OAM功能。111

SDH等级与速率光口等级STM-1STM-4STM-16STM-64

光口速率155M622M2.5G10G

含2M数量6325210084032112SDH设备（组网实例）

核心层CoreLevelADMMADMMADMMADMMADMMADMMADMSTM-16/64MADMMADMMADMMADMMADMTMADMADMADM622M/2.5GSTM-4/16MADMMADMMADM2.5/10GMADMADMADMADMADMSTM-1/4155/622M

接入层AccessLevelNMS网络管理汇聚(边缘)层EdgeLevelTM113MSTP基本概念IPATMSDHMSTPSTM-1/4/16/64TDMIP/ATM1000M10M300M500MMSTP（Multi-ServiceTransmissionPlatform）114MSTP功能及特点具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能（包括点到点的透明传送功能）。具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能。具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。

1153.3典型应用案例典型2M数字环形通道结构图117层次型通道结构调度端变电所分区所变电所RTU1RTU2RTU2RTU2RTU2RTU1RTU1RTU1RTU1分区所变电所1183.4采用路由器组网的2M环形通道的故障分析及测试在调度端ping相应被控站的路由器的IP地址,若能ping通，说明主干通信网线路通畅，相应被控站的路由器、光端机设备工作正常。然后再ping相应被控站通讯单元的IP地址，若不能ping通,则说明故障出在被控站本身，可能是通讯单元故障、掉电、其接HUB口的网线接触不良等原因；若调度端不能ping通相应被控站的路由器的IP地址,则可以通过telnet命令进入左右相邻的被控站的路由器，查看相应的状态监测界面，以判断故障的原因。1193.4采用路由器组网的2M环形通道的故障分析及测试若相邻被控站的路由器状态显示与故障站相连的线路状态为“up”时，说明主干通信网络的线路正常，可能是该站的路由器设备出现故障。若相邻被控站的路由器状态显示与故障站相连的线路状态为“down”时，说明主干通信网络的线路出现故障。上述测试方案均在调度端进行，若被控站具备条件，也可作环回试验，以确认故障设备所在。120第四节远动系统调度端安装、调试及维护4.1远动系统调度端安装、调试4.2远动系统调度端维护及故障排查1214.1远动系统调度端安装、调试1.调度端设备的分布：根据标准规范，调度端设备一般分布与调度控制室，远动机房，电源室，布置便于运营、维护和施工安装。远动机房—远动主机（服务器），通信接口设备调度控制室—调度控制台、模拟屏、人机接口设备，电源室—配电盘，UPS2.调度端电源要求：根据标准规范，远动电源要求安全可靠引入2路独立380/220进线电源，并能自动切换需设置UPS，其容量应满足交流失电后保证对系统运行之必要设备的继续通电，维持供电时间不小于30min电调所交流电源的质量要满足不停电电源装置的要求，一般为电压的波动范围不大于额定值±10%1223.调度端对接地要求计算机系统直流接地电源系统的交流接地安全保护接地防雷保护接地4.接地电阻要求电源系统交流接地电阻不大于4Ω安全保护接地电阻不大于4Ω防雷保护接地电组不大于10Ω电调所的直流接地、交流接地和保护接地可共用一个接地网，但引接到接地网的各部分的各种接地先应分别设置。1235.调度端安装a.准备工作检查安装环境的情况房间的大小是否符合机房设备安装的要求静电地板的铺设情况接地网的建设情况跨越房间的电缆穿线孔或槽是否打好铁通通讯信道的接线盒的位置双电源是否已经引到位查看和了解房屋的结构和实际的空间大小依据设备布置平面图进行系统的各线缆的布放设计124b.安装

主机柜、通信柜，配电柜、调度台安装网络设备、通信接口设备、服务器及工作站安装电源、通信、控制、网络、打印等电缆穿管和铺设电源插座在各点与电源线的联结GPS天线的安装UPS电源系统的安装1256.调度端系统调试一.软件安装及调试准备远动系统软件的安装,远动系统应用软件的安装数据库核对建立与各外设之间的通信建立与各被控站之间的通信126二.远动系统联调

远动联调按各被控站逐站进行1.遥控联调

单控:被控站开关设在”远方”位,逐个按YK对象表进行选择和执行,观察,确认对象运行状态.被控对象应该能可靠动作,并在显示器显示,操作记录,打印应正确;

程控:调出程控卡片,逐个进行试验,被控对象应按卡片规定,可靠动作,显示器显示,操作记录,打印应正确;2.遥测联调

在被控站加入不同倍率的电量,在控制站读取,模拟遥测量3.故障点标定装置接口试验,包括

1.精度检查:故障点标定装置应可靠启动,误差应满足设计要求

2.事故启动试验:被控站模拟馈线故障,故标应能可靠启动,故障显示和打印记录正确,显示值与实际误差应满足设计要求.3.再计测实验:控制站启动再计测,功能应良好,满足设计要求1274.在线自检功能计算机启动自检信道状态良好切换功能模拟在线主机故障,可自动,手动切换,备用主机投运通信前置机、主备信道切换:模拟通信前置机、信道故障，可以自动切换故障通信前置机管辖的站到正常通信前置机，可以切换主用信道到备用信到。5,显示、打印功能按以下项目检查，功能满足设计要求

128三.调度系统设备的维护

一般注意事项远动设备属于精密电子设备，对运行使用环境条件要求比较高，同时需要很规范化的日常维护管理。设备维修也应遵循各用户手册规定的程序和方法。日常维护内容1.做好调度所室内环境卫生及设备外表清洁；2.定期（一般1个季度）进行机内吸尘；3.随时检查通讯设备是否完好，保证风道畅通；4.经常检查设备间连线、电源线。保证没有脱落和虚接。129日常维护注意事项1.所有设备间的边接线，严禁带电插拔！以免损坏接口电路元件；2.严禁用手触摸印刷电路板上芯片！以防静电感应引起芯片损坏；3.当检修某一设备时，应先记录下故障情况，再将备用设备投上，切断故障设备电源。如果故障原因不明或无太大恢复把握，不要轻易拆卸设备，应先咨询有关生产部门，以免扩大事故范围乃至损坏设备。4.不要随意搬动设备，防止震动和撞击