电网模拟屏控制系统的制作

摘要： 本文介绍了一种结构简单、硬件为分层分布式结构设计、便于扩充的电网模拟屏控制系统。用该系统与远处的工作站连接，使用投影机配合生成画面，简化了屏面设计。该系统屏面美观，操作方便，有一定的推广价值。

关键词：电网 模拟屏 控制系统

我国电网不断发展，对于电网的有效管理的要求也越来越高。变电站和一些电力设施的管理实现无人值班，就是电网管理中的一个重大的技术改造问题，这样才能使调度工作实现自动化操作。有的电网控制系统也搞了模拟屏，由于画面状态需要人工置数变位，调度人员的工作负担重，而且故障率高。所以，对原有的模拟屏系统进行技术改造是必然的。通过技术改造后的系统能够与远处的工作站相互连接，可以实现实时性的要求；并且配合用投影机显示画面，使其版面简化了；控制元件也减少了，主机的负担减轻了，可以避免系统可能出现的故障。

1 系统的设计

1.1 元件结构

根据系统的设计要求，这里采用了分层分布式的结构设计，可以方便今后的容量扩充，系统整体结构如图1所示。这样设计的系统不仅具有模拟屏系统的一般功能，并能提供容量扩充的可能性。

系统的控制中心设计由模拟屏控主机、显示器等组成，远处的工作站设有投影机，这样不仅可以完成数据处理和数据维护，而且可以统一直接连接，要实现两机数据交换只需一个接口程序。投影机画面由远处工作站直接输出。

每个单元的结构层采用的是模块化，安装方便，组合灵活，可靠性高。并且，在每一块模板还有运行指示灯，发生发生故障立即直接显示。

中心控制室与各个分支单元间采用RS232或RS422标准电缆线进行连接，组成通信网络。

该系统的这种结构形式，中心控制室与各个分支控制单元按照与设备一一对应的原则设置，便于扩充。当一个控制单元出现异常时，只要停下该单元进行修理，不会影响整个系统及其它单元。

该系统设计的屏面布局非常简单明了。原来的模拟屏标有系统的所有的各种元件，屏面不仅显得特别拥挤，控制元件一多，加重了主机的负担，所以故障率也就高，使模拟屏不能发挥应有的功能。该系统的模拟屏面布置是采用点面结合的原则。在“面”的方面，只标出联网线路，简化了间隔的表示方法（现用开关信号灯的红、橙、绿、灭四种方式分别表示运行、热备用、冷备用、检修四种状态）。这样可以从宏观上了解一个局域电网的运行情况，版面也简单明了。在“点”的方面，通过大屏幕投影机可以方便地调出各站的实时画面。

1.2 中心控制室

系统控制主机CPU为K7－500，20GB硬盘，128MB内存，32英寸彩色显示器。服务器选配专用高性能的，可以满足系统工作时对硬件的较高要求，提高系统的可靠性。在本系统中只是相当于一台客户机，负责提供实时数据，远处工作站采用sparc系统。

运用100英寸大投影机，采用大屏幕投影机相对于电视幕墙有投资少、维护费用低的优点。投影机采用背投式，可以利用模拟屏后有限的空间进行投影，避免影响日常调度工作。而且，模拟屏后空间很容易与外界隔离，使投影免除外部光线的干扰，画面质量更好。

1.3 通信网络总线

在该模拟屏系统中通信总线是非常重要的，它是控制中心层的屏控机与各个控制单元控制箱相联系的通道。在本系统中管理主机与各控制单元的通信的是单独设立的一台通信管理机。为了节约投资，本系统服务器与通信机运行于同一台机器上。

1.4 控制单元

控制箱的基本结构如图2所示。控制单元由LED数字显示器、控制箱、电源箱和状态元件组成。控制箱与状态元件配合实现信息遥控功能；电源箱与LED数字显示器配合实现遥测功能。

主机发到各个控制单元的指令由控板接受，再传递给各个控制元件使控件改变状态。实现控制箱与主机之间的通信由通信板完成，根据需要可设置成RS232、RS422及混合使用。运用可识别两种状态的电磁翻牌信息和四种状态的LED灯光的状态元件，接口简单，操作灵活性高。采用安装方便故障少的分布式电源结构，电源自带散热风扇，较好地解决了散热不良的问题。

2 软件设计

2.1 软件简介

为便于操作与管理,系统设计是以Windows NT软件作为操作系统运行，使模拟屏控制系统具有良好的人机界面。由于Windows NT环境下人机联系界面为图形界面，所以本系统具有Windows应用程序的特有优点。

本系统软件采用Visual C++作为编程语言，采用面向对象的程序设计方法开发。系统软件结构简明，易扩充，易移植，是具有较高性能的软件。

2.2 体系结构

系统的体系结构为开放式，主机屏的控制系统设计是采用的client／server。

由两大部分组成系统的逻辑电路，一是服务器系统（server），二是客户机系统（client）。数据维护和数据处理由服务器完成，服务器还要响应客户机的请求向客户机传送格式化的数据信息。用户界面由客户机负责提供。程序框图如图3。

核心程序是系统管理程序，它负责数据处理和数据维护。通信控制程序在此系统中也非常重要，负责系统和现场的数据接口。来自于远处工作站sparc系统的历史数据和实时数据，sparc系统按约定将数据打包，然后将数据传至服务器。系统管理程序将接收的数据进行处理，并将处理后的数据传至上屏控制程序，并控制相应的控制元件。

2.3 系统数据库

本系统由磁盘数据库和实时内存的数据库两部分组成，两种数据库形成相互协作的关系。实时内存的数据表是通过磁盘的数据表来定义和描述的，磁盘的数据表的初始数据是从磁盘数据表中获取的，同时，实时内存的数据表还定期向磁盘备份数据。

2.4 通信控制程序

本系统每一个指令程序都作为一个独立的.exe文件，用户可以自行开发新的指令程序进行处理，而且，不停机就可启动新的指令程序。

该系统还设计了一个通信控制程序（wdcomm.exe），负责和服务器（wdsrv）以及各预先指令处理程序进行通信。如图4所示。

3 结论

本系统主要特点是：

a）设计时采用了分层式结构模式，使系统控制集中所有的危险分散，便于管理和扩充，提高了系统的可靠性和灵活性；

b）组成了实时系统，控制中心可直接与用户实时系统工作站相联；

c）操作方便，人机界面友好。

该系统用于电网控制中心可以实现对变电站设备的实时监视。同时由于该系统具有良好的人机界面，操作方便，很受调度人员的欢迎，值得推广。

参考文献：

［1］康华光.电子技术基础［M］.武昌：高等教育出版社，1992.

［2］张载鸿.微型机（PC系列）接口控制教程［M］.北京：清华大学出版社，1992.