计算机网络技术在变电站远程监测系统中的运用

　　变电站远程监测系统中通过电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程门禁管理、远程故障和意外情况告警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。

　　《水电站设计》(季刊)创刊于1985年，由国家电力公司成都勘测设计研究院主办。本刊办刊宗旨：贯彻理论和实际相结合的方针，结合工程实践，总结交流经验，促进技术进步，提高大中型水电站的设计、科研和建设水平，推动我国水电事业的不断发展。主要读者对象为从事水电工程规划、勘测、设计、施工、管理、监理、科研、试验研究、水利水电环境及与水电相关学科的工程技术人员、大专院校师生。

　　0前言

　　计算机网络技术正在把全世界的计算机系统、通信系统逐渐集成起来，形成信息高速公路，在此基础上，传统的工业控制领域也正在经历着一场前所未有的变革，开始向网络化的方向发展，逐渐形成了新的控制网络系统。同时，新一代的计算机网络控制系统向工业控制领域的过渡和应用，使得工业控制系统的集成性、复杂性和综合性都得到了很大程度的提升。

　　1远程监控系统的分析

　　1.1传统远程监控通信技术对比分析

　　当前自动化远程监控系统的传输技术，主要有基于串口通信的RS232技术，RS485技术以及现场总线技术等。下面对现有通信传输技术逐一进行简要分析。

　　1.1.1RS232技术和RS485技术

　　RS232技术是目前工业现场通信中应用最为广泛的一种通信接口。该通信技术具有通信速率快，通信质量可靠的明显优势，但是RS232通信技术受到通信距离的限制。RS485技术，其实质是在RS232技术发展起来的。RS485技术采用差分传输，这样能够有效地消除通信过程中的共模干扰，大大提高了通信距离。其抗干扰能力也更强，能够适用于复杂的工业环境中。

　　1.1.2现场总线

　　现场总线是面向工业生产控制现场而发展起来的一种通信技术。该技术具有多点控制，自动化程度高的优点，但是不同的厂家具有不同的现场总线协议，各家所做的现场总线自动化控制设备，互相不能够兼容，造成了事实上的信息孤岛。因此要实现对现场的统一自动化调度，利用现场总线技术实现起来还是有一定困难的。

　　1.2计算机网络技术应用优势

　　计算机网络控制系统的结构一般分为现场设备层、网络控制层、信息管理层三层其中现场设备层主要负责底层现场设备的模拟量参数的采集与A/D转换，网络控制层负责数字信号的传输，通过信息层的组态，对底层现场设备实现实时监测与控制。由于以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线和光纤等，其最大的优点就是简单、经济实用、易于掌握。与现场总线控制系统相比，计算机网络的优势主要体现在以下几个方面：通信协议透明，兼容性好，有广泛的技术支持;为了更好地发挥各种监测控制系统的作用，协调生产过程中各系统间的关系，提高安全生产和管理水平，必须对上述系统整合，进行综合自动化系统的集成建设。

　　2计算机网络技术在变电站远程监测系统中的运用

　　2.1远程监控系统组网架构设计

　　基于计算机网络的变电站远程监控系统总体上划分为三层：信息管理层、中间层、设备控制层。

　　2.1.1信息管理层

　　信息管理层的主要目的是利用设备控制层提供的大量生产信息使变电站各个实体部门将能够不受地域的限制进行监视与控制变电站局域网里的各种数据，并对这些数据进行进一步的分析和整理，为相关的各种管理、经营决策提供支持，实现管控一体化。信息管理层实现的途径是通过企业外部网(Internet)和企业内部网(Intranet)，由于涉及实际的生产过程，必须保证网络安全。

　　2.1.2中间层

　　中间层即所搭建的计算机网络，具体由DCS现场控制分站、远程I/O分站、现场操作员站、中央控制站和交换机设备及控制总线等组成。中间层为整个变电站远程监控网络系统的综合业务提供实时数据采集和传输、I/O控制以及编程下载等功能。通过该网络平台往下能对变电站内各控制子系统发布调用、监测和控制命令，并能见各子系统内设备的运行状态，收集所需的生产和安全参数。

　　2.1.3设备控制层

　　设备控制层是通过采用传感器对底层生产设备的状态信息进行实时采集并发送传输，以完成各种控制、运行参数的监测、报警和趋势分析等功能。设备控制层是面向变电站的电气设备及自动控制要求的远程监控体系的最底层，主要包括现场的各种监测、控制子系统等。

　　2.2变电站远程监控系统服务器端配置

　　2.2.1数据服务器配置

　　结合变电站的应用需求及类型，以及网络构建方案、系统组网方式的确定，需要为整个远程自动监控系统配备数据库服务器、Web服务器、组态服务器，同时，由于在计算机网络上并行接入视频负载，因此还需要视频服务器。考虑到整个网络的可靠性，需要采取冗余措施提高整个网络的可靠性及可用性，采用两台服务器双机热备，当其中一台服务器出现故障时，可自动切换到另一台服务器，以防止数据丢失或控制失控。即使域服务器由于某种故障原因而停止工作，但这并不会导致整个网络的瘫痪，并且在组建域的过程中，其他服务器都拥有较独立的权限，这些服务器不会因为域服务器停止工作而瘫痪。因此域服务器无需采取冗余配置的方案。

　　2.2.2视频服务器配置

　　由于变电站现场摄像头采用网络摄像仪，只需为每一台网络摄像头设定固定IP地址，通过光纤就近接入交换机，即可实现变电站视频监控负载的联网。由于一般选用的视频服务器支持四通道信号，根据现场所需要的地面摄像头数量，对视频服务器的IP地址统一进行设定，并分别就近安装在地面摄像头集中地，即可完成视频服务器的统一调度。

　　3结语

　　随着网络通信技术的飞速发展，对于工业现场的远程监控系统的要求也越来越高。对变电站远程自动监控系统进行了完整的功能性设计，并给出了相关具体的网络组建方案及其技术方案，对于进一步提高变电站远程自动监控系统的应用及其现代远程通信技术的应用都具有一定指导和借鉴意义。

　　参考文献：

　　[1]王枞，张彬.工业自动化及过程控制[M].北京：科学出版社，2010.

　　[2]王平.工业以太网技术[M].北京：科学出版社，2007.

　　[3]康军.程监控系统设计[J].计算机工程与设计，2008，26(6).

　　[4]李彬.网络应用系统集成开发[J].计算机应用，2009，24(6).

　　[5]吴在军，胡敏墙.变电站通信网络实时性能仿真[J].电力系统自动化，2008.

　　[6]王跃飞，韩江洪.工业以太网控制系统设计[J].系统仿真学报，2009，18.