任務(wù)： 包頭鋼鐵集團公司是一個大型冶金企業(yè)集團，典型的長流程工藝、眾多的鋼鐵、稀土和其他產(chǎn)品生產(chǎn)線分布在30平方公里的地域范圍，公司供電系統(tǒng)的63個變電站擔(dān)負(fù)著集團內(nèi)部的生產(chǎn)和生活供電，近幾年的供電量在25億度/年左右。 包鋼的供電管理多年一直沿用手工抄表、電話通報和人工統(tǒng)計的方式，這種方式已越來越難以適應(yīng)當(dāng)今企業(yè)生產(chǎn)和管理的要求。 1999年初包鋼再次決定建立包鋼電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)必須滿足公司供電管理的需求，即系統(tǒng)應(yīng)作為優(yōu)化資源配置、降低運營成本的決策輔助手段，同時應(yīng)避免歷次投資中的弊端。 解決方案及系統(tǒng)架構(gòu)： 整個系統(tǒng)分三級，即采集和處理單元、變電站工作站、廠調(diào)度中心。 1. 采集、處理單元的構(gòu)成及功能： 系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、處理單元和工作站，各采集、處理單元之間和工作站通過CAN總線或RS-485總線雙向通訊，工作站與調(diào)度中心通過熱線Modem連接。 與國內(nèi)、外同類系統(tǒng)不同的是我們是采用通用的PC-Based產(chǎn)品來構(gòu)建系統(tǒng)。通過擇優(yōu)比較最終選定研華的MIC-2000系列產(chǎn)品作為數(shù)據(jù)采集、處理單元的硬件平臺。 包括： ·MIC-2000 8槽基架； ·MIC-2352處理器模件（MMX266CPU、32M筆記本內(nèi)存、32McompactFlash、以太網(wǎng)接口等）； ·MIC-2718 16通道模擬輸入模件（12位、采樣頻率Max100KHz、輸入范圍±5V、±10V等可選。） ·MIC-2730 32通道光電隔離開關(guān)量輸入模件； ·MIC-2732 32通道光電隔離開關(guān)量輸出模件； ·MIC-2630 (CAN協(xié)議)或MIC-2610(RS-422/485協(xié)議)通訊模件。 所以選擇研華的產(chǎn)品主要基于如下考慮： （1） 過硬的硬件質(zhì)量且經(jīng)過本地惡劣環(huán)境（包括強電磁干擾和粉塵大的生產(chǎn)現(xiàn)場）的長期考驗； （2） 可靠、方便的板卡驅(qū)動軟件且研華能夠提供根據(jù)用戶特殊需求修改驅(qū)動的服務(wù)； （3） 適中的價格使系統(tǒng)與同類產(chǎn)品比較具有競爭力。采集、處理單元操作系統(tǒng)為Microsoft DOS 6.22、使用C語言編程。 軟件功能說明： （1） 采集、處理單元運行時無任何外設(shè)，開機加電后應(yīng)用軟件由批處理命令自動加載啟動。 （2） 由于包鋼的63個變電站建成時間自五十年代初至九十年代末，技術(shù)、設(shè)備和環(huán)境條件有很大的差別。同樣的采集、處理單元根據(jù)變電站的條件有的需要集中、有的則需要分散布置，甚至需要與其他的設(shè)備通訊。根據(jù)組態(tài)文件（由工作站下裝）初始化軟件完成柜號、單元站號、指定通訊方式（協(xié)議）、設(shè)置通訊參數(shù)、設(shè)置收發(fā)方式等定義處理。 （3） 根據(jù)組態(tài)文件完成采樣輸入方式、通道放大系數(shù)、采樣頻率和信號輸入范圍等的設(shè)置。 （4） 除上述通訊和采樣等技術(shù)參數(shù)外，還需要定義輸入通道的含義、一次檢測方式、一次元件變比、量程、報警或事故報警閥值等物理參數(shù)。在工作站上完成上述定義后，形成組態(tài)文件。采集、處理單元軟件通過組態(tài)文件提供的參數(shù)完成各開路的計算。組態(tài)文件的使用，使軟件一致性增強，大大地方便了使用、修改和維護。 （5） 電力參數(shù)計算包括電流、電壓（有效值）、頻率、相角、有功功率、無功功率和電度。當(dāng)有故障發(fā)生時，由于報警傳送的優(yōu)先級別高，系統(tǒng)直接向工作站和調(diào)度中心傳送報警信息（正常情況調(diào)度中心的監(jiān)視刷新率為5秒）。 （6） 提供從工作站上、下裝到采集、處理單元（DOC）中應(yīng)用程序或其他文件的響應(yīng)功能。 （7） 接到工作站或調(diào)度中心某終端的讀曲線命令及相應(yīng)的單元號和開路號后，采集、處理單元將發(fā)送該開路的電壓、電流實時或故障錄波（曲線）數(shù)據(jù)。該功能的實現(xiàn)只有在CPU速度、內(nèi)存和CompactFlash容量等硬件性能達到一定檔次的情況下才能實現(xiàn)。 2.變電站工作站： 圖為變電站工作站和采集、處理單元 工作站為一臺工業(yè)計算機（研華IPC-610、PII350/64M/6.4G/15”），通過CAN總線與采集、處理單元交換信息，通過一臺Modem與調(diào)度中心連接。 應(yīng)用軟件使用Microsoft Visual C++ 6.0開發(fā)，運行在Microsoft Windows 98平臺上。 應(yīng)用軟件具有以下特點： （1） 不針對具體的變電站，能適應(yīng)不同規(guī)模、不同供電設(shè)備變電站的需求，即程序具有通用性； （2） 除完成常規(guī)的監(jiān)視外，還為調(diào)試和維護提供了必備的手段如組態(tài)等； （3） 可獨立于硬件完成軟件升級。 3. 調(diào)度中心 調(diào)度中心設(shè)在供電廠辦公樓，調(diào)度中心系統(tǒng)見下圖 調(diào)度端硬件包括： ·HP LH3 (PII400x2、256M、6.4Gx2、15”)服務(wù)器兩臺； ·磁盤陣列Power 5500(4x9.1G)一臺； ·24口10M/100M自適應(yīng)交換機（Cisco 2924）一臺； ·研華工控機若干； ·泰康Modem池兩臺及Modem卡32塊； ·GTS遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理器兩臺； ·投影儀一臺； 軟件功能說明： （1） 服務(wù)器和磁盤陣列。操作系統(tǒng)選用Microsoft Windows NT Server 4.0，兼做網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和文件服務(wù)器。運行Dataware3.0軟件實現(xiàn)雙機熱備和磁盤陣列功能。服務(wù)器本身設(shè)置為雙磁盤鏡像（Raid 1）以保護系統(tǒng)文件，磁盤陣列采用Raid 5信息校驗方式以保護數(shù)據(jù)。當(dāng)一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障或系統(tǒng)出現(xiàn)其他局部硬件故障時，以上措施可保障系統(tǒng)正常動行且不丟失數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQL Server7.0關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。來自各變電站的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后首先按規(guī)范存儲在數(shù)據(jù)庫的各表中，調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)中除調(diào)度終端外，各節(jié)點通過數(shù)據(jù)庫獲得所需的查詢或統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 （2） 調(diào)度終端。調(diào)度終端程序設(shè)計選擇Microsoft公司的Visual C++ 6.0作為開發(fā)平臺，采用客戶機/服務(wù)器方式連接服務(wù)器、以ADD (ActiveX Data Object)方式連接SQL Server數(shù)據(jù)庫。此外，軟件設(shè)計中還部分與MapInfor結(jié)合，即實現(xiàn)了地形圖與供電狀況的宏觀監(jiān)控和操作，同時保持程序精練。 軟件可實現(xiàn)：指定變電站的一次系統(tǒng)圖顯示、開關(guān)變位的實時監(jiān)視、主要參數(shù)實時顯示、設(shè)備參數(shù)顯示、實時故障報告、故障處理情況列表、保護定值查詢、負(fù)荷曲線、實時曲線和諧波顯示、開關(guān)操作及聯(lián)機幫助等。 （3） 系統(tǒng)管理。包括系統(tǒng)身份認(rèn)證管理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理、權(quán)限分配及應(yīng)用程序用戶管理。 （4） 計劃終端。使用VC與Excel結(jié)合的技術(shù)完成軟件設(shè)計，在Excel中實現(xiàn)打印、編輯。包括：負(fù)荷日志、負(fù)荷日報、日用電量分析等統(tǒng)計，生成（指定日期、變電站的）日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和負(fù)荷曲線。 （5） 廠長終端。根據(jù)授權(quán)廠長終端可實現(xiàn)調(diào)度終端或其它內(nèi)容查詢。 結(jié)論： 該系統(tǒng)已經(jīng)成功運用于包鋼二十三個變電站中，以MIC-2000（前端出線模塊化工業(yè)計算機）配置RTU，結(jié)構(gòu)合理、配置靈活、開發(fā)方便、運行可靠，保證了系統(tǒng)安全、有效的運行。 技術(shù)特點 包鋼供電調(diào)度系統(tǒng)在研制、開發(fā)過程中研究人員分析了大量國內(nèi)、外同類系統(tǒng)的性能特點，結(jié)合包鋼環(huán)境的實際需求及以往的教訓(xùn)，提出了完全不同的開發(fā)理念。因此，與國內(nèi)、外同類系統(tǒng)相比有兩個非常顯著的特點： （1） 采用系統(tǒng)集成的概念和方法對硬件、操作系統(tǒng)和開發(fā)工具整合設(shè)計，而不是非標(biāo)準(zhǔn)件做起； （2） 從系統(tǒng)的采集單元、工作站、調(diào)度端直到相關(guān)的通訊方式和規(guī)約等各環(huán)節(jié)全面采用了當(dāng)今計算機技術(shù)的最新成果。 因此，系統(tǒng)有如下優(yōu)點： ·采集、處理單元的硬件水平大幅度提高（其他多采用80C196單片機為核心的硬件），如CPU、內(nèi)存、采樣頻率等； ·現(xiàn)場防護等級大幅度提高，如關(guān)鍵的I/O和通訊有光電或高壓隔離等； ·設(shè)置靈活，相同的硬件可根據(jù)需要將采集單元設(shè)置為集中式或分散式； ·易與其它的系統(tǒng)連接； ·所有應(yīng)用軟件全部使用通用工具開發(fā)，軟、硬件可各自獨立升級，基本上互不影響； ·硬件等級的提高帶來了系統(tǒng)功能的強大，如遠(yuǎn)程監(jiān)視和分析供電質(zhì)量（觀察波形和做相應(yīng)的諧波分析）的功能，既滿足了公司當(dāng)前電網(wǎng)監(jiān)管的需要又為日后的諧波治理、進而實現(xiàn)分質(zhì)計費等預(yù)計的市場行為打下良好的基礎(chǔ)； ·系統(tǒng)開發(fā)周期短（99年初提出開發(fā)計劃，99年底即部分投運）； ·維護簡單、備件充足。