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常用通讯协议在轨道交通PSCADA系统中的应用.docx
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常用通讯协议在轨道交通 PSCADA 系统中的应用
摘要:电力监控系统(PSCADA)作为地铁系统中承担供电监控任务的重要子系统,
为整个地铁的安全运行提供保障。为实现 PSCADA 系统通信一体化,近年国际电
工委员会(IEC)颁布了 IEC61850 标准。本文针对轨道交通 PSCADA 系统中的几种常
用通讯协议展开讨论,研究各规约的优缺点,使其在 PSCADA 系统中得到最优应
用。
关键词:通讯协议;轨道交通;PSCADA
一、背景
目前,随着我国城镇化进程的逐步加快,地铁建设成为我国经济快速、持续、
稳定、健康发展的强力助推剂。近年,我国地铁建设开始进入大发展时期,自动
控制技术和计算机技术的快速进步,带动了地铁综合监控系统(ISCS )有了很大发
展。电力监控系统(PSCADA)作为承担地铁供电监控任务的子系统,是 ISCS 中关键
的组成部分。
A.轨道交通 PSCADA 系统国内发展现状
在当今社会高速发展时期,铁路系统提升系统内部的管理组织效能、减少运
维修成本成为大趋势。由此,兰州铁路局需要根据信息共享,调度集中原则,设
计并建设一套统一规划、统一平台的铁路供电 PSCADA 系统,满足既有线和远期
新建铁路的接入。目前,兰州铁路局装备有的四套远动系统兼容性差、产品型号
复杂、信息不能共享、功能重叠、资源浪费的现状,扩展性差,管内新建和改建
的电气化项目的接入时往往需要分散接入到多个远动系统,才能满足调度管理。
当调度台管辖范围发生变更时,多套调度系统的调整繁琐复杂,并重新组织调试,
费时费力成本高。
B.轨道交通 PSCADA 系统的一般应用模式
依据国家《中长期铁路网规划》,充分考虑远期扩展需求,铁路供电 PSCADA
系统的总体架构应采用整体性、先进性、开放性、可靠性等设计原则,以满足现
阶段的建设和运行需求。铁路供电 PSCADA 系统的总体架构需充分考虑中国铁路
“N+1”调度指挥模式的需要,铁路总公司调度中心及各个铁路局的调度所的系统
均应采用统一的硬、软件技术框架和平台,满足不同建设时期的监控调度指挥的
需求。
C.通讯规约在 PSCADA 系统的作用与意义
目前,地铁变电所自动化系统中远动规约多采用国际电工委员会(IEC)专门为
远动通信制定的 IEC60870-5-104 规约标准。而所内传统继电保护测控装置常用
IEC60870-5-103 规约作为信息接口配套标准,同时,为了适应地铁变电所自动化
系统通信一体化的发展要求,目前一些地铁保护设备厂家开始生产支持 IEC61850
规约的新型继保装置。除了保护和测控装置以外,地铁变电所中还应包括交直流
屏、排流柜等诸多辅助设备,它们多采用 ModBus 规约或者厂家自定义规约作为
通信规约。
二、常用通讯协议在 PSCADA 系统中的应用介绍
通信管理机处于地铁变电所自动化系统中的站控层,对上通过 IEC 104 规约同
远方调度中心进行通信,将采集和汇总的数据传输给远方调度中心,同时接收远
方调度中心的遥控命令并且转发给本地设备。对下通过 ModBus 和 IEC 103 规约同
变电所自动化系统中的本地设备进行通信,定时采集各个设备的信息,并且及时
转发调度中心的遥控命令实现对设备运行状态进行控制。
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