（南京力导电气股份有限公司，江苏南京210000）
摘要：该文结合扬子石化化工厂煤制合成气装置的自动化工程为背景，简述综合自动化技术的设计方法和总体方案，系统的软硬件选型，以及整体系统的实现方案。整个监控系统集电力监控、视频和五防等功能为一体的电力综合自动化系统。
关键词：自动化系统；监控；视频；五防；微机保护
前言
煤制合成气装置是一套10KV的变电所系统，自动化监控系统能实现对变电站内主要设备的自动监视、测量、控制、保护等综合性的自动化功能。通过使用变电所自动化系统提高变电站的安全、可靠运行，提高管理效率，提高供电质量，提高电源合格率，减少维护工作量和值班员劳动。
1系统总体设计方案
1.1用户需求分析
变电所自动化系统为中压开关柜、低压进线、母联开关，35KV隔离开关，35/10.5KV变压器、10KV电容器，能提供监视、控制、保护及测量；同时还包括其他智能设备：UPS装置、直流屏装置、EPS装置和变频器等，能实现遥测、遥信、遥控和遥视功能。系统内的五防功能实现开关遥控的闭锁解锁功能，开关变位或有故障时，视频画面能自动切换。
1.2设计原则
1.2.1可靠性和稳定性
充分利用现有高新技术，做到技术成熟、先进、使用、硬件设备性能稳定可靠，功能齐全，易于扩充，操作维护简便；软件具有开放式结构，能确保自动化监控系统的可靠运行。
1.2.2技术先进性
由于计算机技术、通信技术飞速发展，设备更新换代很快，因此本系统的技术起点高，力求3年内系统不落后，同时要考虑投资者的投资效益。
1.2.3系统安全性
扬子石化煤制合成气装置本身具有易燃、易爆、有毒、有害，以及生产过程连续等特点，监控系统设有高可靠的防爆措施，并以安全为第一保证目标的可靠设计。
1.2.4兼容性和可扩展性
系统的软硬件设备能提供规范化、标准化接口，能与原有监控系统兼容（煤制合成气装置是扬子石化化工厂扩建的一个新变电站）。整个系统采用模块化设计，使系统扩展性极强，系统升级、更新以及维修都十分方便，需要准备的备件比较少。
1.3系统拓扑结构图
系统采用分布式双网冗余结构，按结构和功能可分为三层：站控层、通讯层和现场控制层。现场控制层的设备为分散安装的微机保护测控装置及其他智能设备（如智能电度表、UPS电源、EPS电源、直流电源和变频器等）；五防闭锁装置；固定型和球形摄像机以及视频服务器。通讯管理层为集中组屏，主要包括通讯管理机和网络交换机及GPS时钟。站控层为当地监控主机，包括两台数据库服务器（冗余）、一台工程师站、一台视频工作站和一台五防服务器等设备，通过100Mbits/s本地以太局域网（LAN）相连，网络协议为TCP/IP。
各部分设备功能如下：
（1）通讯管理机采用工业级CPU及嵌入式实时多任务操作系统，能实现通讯协议和通讯接口的转换功能，实现与其他智能设备的通讯。通讯管理机通过以太网口（IEC104规约）与局域网相连，负责把智能设备的现场数据上传给数据库服务器。微机保护测控装置采用IEC61850规约直接与数据库服务器相连实现通讯。
（2）数据库服务器采用冗余热备，当主要实时数据库服务器故障时，备用实时数据库服务器将接替主要实时数据库服务器完成全部工作。
（3）工程师站通过局域网与数据库服务器进行通讯，将采集的数据处理结果以曲线、图表、文字、声光报警等直观友好的界面显示给操作员。系统实时运行情况能接受用户提出的信息查询、数据检索、报表输出等任务。操作员通过工程师站了解变电所的运行状况，并能下达对高低开关的操作命令，能与视频工作站实现联动。
（4）交换机采用100/1000M自适应交换机，用于连接各台网络设备。
（5）视频服务器用于接收现场各台固定型和球形摄像机，记录保存历史视频信号，并与数据库服务器之间通讯，当现场设备变位或故障时，能实时切换视频信号并优先显示。
（6）防闭锁装置用于连接现场分布式安装的五防闭锁装置，能防止变电所的五中误操
作：
a.防止误分、误合断路器；b. 防止带负荷拉、合隔离开关；c. 防止带电挂（合）接地刀闸）；d.防止带接地线（接地刀闸）送电（合隔离开关）；e.防止误入带电间隔。
2系统软件配置及软件功能
2.1操作系统
数据库服务器操作系统选用Microsoft Windows Server 2012。Windows Server 2012是用局域网服务器的操作系统，它在运行时可以有多个进程，从而可以支持功能更为强大的应用程序；同时通过向操作系统和应用程序提供分离的内存空间，防止数据冲突又保证了系统的稳定性。工程师站和视频工作站的操作系统均采用Microsoft Windows7。
2.2数据库系统
数据库采用支持网络的流行的数据库软件Oracle，并支持ODBC、DDE和DLL等开发接口。Oracle数据库提供了高效的、可靠的、安全的数据管理，包括大负荷的联机事务处理系统及基于Internet的应用。
Oracle数据库提供一个完整、集成的框架结构，数据库系统具备分析与数据仓储、协作性内容管理、高可用性、可管理性和高安全性。
2.3可视化图形监控系统
系统采用我公司自主开发的SE9200作为系统的监控画面开发平台，该软件是基于多任务，多平台，实时性好，开发性好的集成软件包。
监控系统软件具有变电所自动化系统的时间统一功能、数据处理功能、事件管理功能、事故追忆功能、事件顺序记录、报表统计功能、操作票功能以及设备运行管理功能。监控软件界面以图形画面实时显示现场设备的运行状态和各种测量值，完成遥信、遥测、遥控和遥视功能。
2.4标准开发软件
为保证系统软件的一致性和兼容性，标准开发软件选用微软公司的VisualStudio.net开发软件和Office办公软件以及图形软件Photoshop CS4软件。
3结语
系统建成后，实现对扬子石化化工厂煤制合成气装置变电所各类辅助系统的集中监管和智能控制，运行信息的集中采集、智能化异常运行分析、集中告警发布和智能化控制联动。保证运行人员能及时全面掌握变电所的运行信息，提高运行人员的管理水平，推动变电所管理逐步向智能化、自动化、综合化、集中化方向发展。
参考文献：
[1]周国明．浅析电气自动化发展现状及未来趋势[J]．电子制作，2013（20）
论文作者:戴小燕
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：系统论文; 功能论文; 变电所论文; 装置论文; 合成气论文; 数据库论文; 设备论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;