摘要：本文在变电站传统数据采集和监控系统基础上提出全新的数据采集和监控系统设计方案。在该设计方案中引入iFIX5.8组态软件开发平台和SCADA系统，开发了全新的人机交互界面，实现了变电站中设备状态的实时数据采集和智能监控功能，并能在电脑中自动生成实时数据表，趋势曲线图等，能够很好的节省人力，提高数据采集精度，保证工作人员的生命安全，为用户提供舒适，便捷，安全的管理监控环境。
关键词：SCADA；iFIX5.8组态软件；数据采集和智能监控系统
0 引言
我国现今大多数的变电站管理系统相对来说比较落后，特别是在智能监控和数据管理方面，仍旧使用老式的工人值班监管和手动记录模式，所以为了适应社会发展，一套新式的数据采集和监控系统是十分有必要的。本系统将iFIX作为自动化控制系统监控层一级的开发平台，该组态软件功能强大，组态灵活方便，采用许多工业标准技术，保证其开放性和拓展性。
1 变电站数据采集与智能监控系统的设计
1.1 变电站数据采集与智能监控系统的分析
根据变电所中设备的种类和运行要求，基于SCADA和iFIX5.8开发出一套变电站数据采集与智能监控系统。该系统主要由用户权限管理界面、设备监控界面和数据库组成。
数据库：主要用于输入模拟数据，对整套系统进行调试及实际使用中实时数据的记录，在数据库中，用户可以确定各个设备数据上下限位，用于报警和异常情况的处理。
用户权限管理界面：用户需要对应的用户名及密码才能登录这套变电站数据采集与智能监控系统，提高了系统的安全性和设备数据的保密性。
设备监控界面：这些监控区域主要涉及高压进线电压，主变压器温度，低压进线电压，办公楼低压应急照明等。每个区域的监控界面都包含该区域设备的实施数据，相关仪表以及趋势曲线图。在趋势曲线图上，用户可以改变趋势曲线图的样式，随时调用历史某一时期的监控数据并且可以将历史数据打印出来，制作成报表。
1.2 变电站数据采集与智能监控系统的总体设计
此系统将电气系统分为十二个监控模块，分别为高压进线电压、主变压器温度、低压总电流、低压进线总开关、避难所照明、馈线开关、办公楼冷水机组、冷冻水泵、办公楼低压应急照明、办公楼空调母线、办公楼低区应急动力备、办公楼冷冻水机组。系统通过各个区域的智能电力仪器采集工作数据，数据经由仪表传入主机，再由SCADA通过以太网的模式利用I/O驱动软件和硬件建立实时通信，获得的数据会实时显示在监控区域中，并生成趋势曲线图，并且数据在处理后，可以记录在Excel表中，储存在电脑硬盘中，当遇到异常情况，历史数据可以给工程师一定的依据。利用iFIX5.8作为该系统开发平台，便于整个系统的再次升级，以适应不同的变电站情况，相对灵活多变。
2.变电站数据采集与智能监控系统界面设计
2.1 主页设计
当启动系统后，将出现主页，主页左上角显示本系统的全称，中间显示用户登录窗口，用户需要输入指定的用户名和密钥，才能登入操作界面，如果用户是未注册用户，可以点击登入界面右上角的新用户注册；如果用户忘记密码，可以点击登入界面右下角的忘记密码，通过邮箱找回密码。主页右下角显示实时日期和时间。当用户需要退出系统时，只需要点击整个登入界面右上角的关闭按钮。
2.2 监控中心界面与控制板界面设计
监控中心界面与控制板界面设计：在总操作界面点击监控中心按钮后，用户进入监控中心界面，界面中有三个按钮，分别是变电所控制板，返回主界面和退出。点击变电所控制板，则进入变电站控制板界面；点击返回主界面，界面退回到总操作界面；点击退出，界面直接退回至系统主页。在系统升级为可监控多个变电站的模式时，返回主界面按钮可以直接回到上一级总操作界面，便于用户操作，可减少不必要的操作步骤。在控制板界面中，左半部分是变电站中所监控的十二个模块，当用户需要观测某一区域的实时数据和趋势曲线图时，只需点击对应该区域的按钮。在该界面的右上角有返回按钮，点击后可返回上一级监控中心界面。
图2.1 控制板界面
2.3 模块监控界面设计
模块监控界面设计：用户在控制板界面中点击任意一个区域的按钮，则进入与之对应的区域监控界面，在本系统中高压进线电压区域的监控界面，主要由电压表，实施数据表，趋势曲线图组成。趋势曲线图右侧的按钮用途分别为打印趋势曲线图、切换图表图例、切换数据集图例、切换图标网格、切换时间游标、复位变焦、设置绘图样式。
3 变电站数据采集与智能监控系统数据库设计
3.1数据采集驱动器的配置
在本系统的实际应用中，系统使用GE9-GE Ethernet Series 90 v7.46b驱动器采集数据，GE9驱动器使用以太网的方式连接系统与SCADA中的PLC部件，其主要特征在于能够对当前的温度，电压，电流等进行实时采集和显示，并且具有通讯速度快，费用低，使用灵活等优点。系统采集的数据均会以报表的形式储存在电脑中。
3.2数据通信原理
系统通过GE9-GE Ethernet Series 90 v7.46b驱动器以以太网的方式与被监控设备建立实时通信并进行监控和采集数据工作。相较于其它方式，以太网技术应用最为广泛，标准统一，易于与Internet连接，并且软硬件资源丰富，成本相对低廉，传输速率高，能够实现高速处理大量数据。
4.总结
本系统以iFIX为开发平台，SCADA为仿真实验平台，实现通过有线和无线连接两钟方式利用GE9-GE Ethernet Series 90 v7.46b驱动器以以太网的方式监控和采集高压三根进线电压、三处主变压器温度、三处低压总电流、低压进线总开关、避难所照明、馈线开关、办公楼冷水机组、冷冻水泵、办公楼低压应急照明、办公楼空调母线、办公楼低区应急动力备及办公楼冷冻水机组的实时数据，采集的数据会经处理后以Excel的形式储存在主机硬盘中，可以给工程师修理异常情况提供一定的依据。本系统相较于传统的变电站监控和数据采集模式，本系统收传统数据采集和监控模式的优点，改善其智能化程度不高，数据采集精度不高的缺点，提高了整个系统的可靠性，稳定性。通过该系统，用户可以随时监控系统中各个设备的运行情况，并且用户可以根据情况的不同，对不同设备进行电能分配，达到保证设备人员安全，减少电能浪费，降低能耗的效果。与其他系统相比，本系统留有升级拓展的空间，特别是在界面开发方面，因此可以很好适应各种不同的情况，适应性大大强于其它系统。
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论文作者:杨潇,金俊伟,倪立诚,张晓萍,于希辰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
标签：界面论文; 变电站论文; 数据采集论文; 系统论文; 监控系统论文; 数据论文; 曲线图论文; 《电力设备》2019年第3期论文;