任務： 包頭鋼鐵集團公司是一個大型冶金企業集團，典型的長流程工藝、眾多的鋼鐵、稀土和其他產品生產線分布在30平方公里的地域范圍，公司供電系統的63個變電站擔負著集團內部的生產和生活供電，近幾年的供電量在25億度/年左右。 包鋼的供電管理多年一直沿用手工抄表、電話通報和人工統計的方式，這種方式已越來越難以適應當今企業生產和管理的要求。 1999年初包鋼再次決定建立包鋼電力調度自動化系統，系統必須滿足公司供電管理的需求，即系統應作為優化資源配置、降低運營成本的決策輔助手段，同時應避免歷次投資中的弊端。 解決方案及系統架構： 整個系統分三級，即采集和處理單元、變電站工作站、廠調度中心。 1. 采集、處理單元的構成及功能： 系統包括數據采集、處理單元和工作站，各采集、處理單元之間和工作站通過CAN總線或RS-485總線雙向通訊，工作站與調度中心通過熱線Modem連接。 與國內、外同類系統不同的是我們是采用通用的PC-Based產品來構建系統。通過擇優比較最終選定研華的MIC-2000系列產品作為數據采集、處理單元的硬件平臺。 包括： ·MIC-2000 8槽基架； ·MIC-2352處理器模件（MMX266CPU、32M筆記本內存、32McompactFlash、以太網接口等）； ·MIC-2718 16通道模擬輸入模件（12位、采樣頻率Max100KHz、輸入范圍±5V、±10V等可選。） ·MIC-2730 32通道光電隔離開關量輸入模件； ·MIC-2732 32通道光電隔離開關量輸出模件； ·MIC-2630 (CAN協議)或MIC-2610(RS-422/485協議)通訊模件。 所以選擇研華的產品主要基于如下考慮： （1） 過硬的硬件質量且經過本地惡劣環境（包括強電磁干擾和粉塵大的生產現場）的長期考驗； （2） 可靠、方便的板卡驅動軟件且研華能夠提供根據用戶特殊需求修改驅動的服務； （3） 適中的價格使系統與同類產品比較具有競爭力。采集、處理單元操作系統為Microsoft DOS 6.22、使用C語言編程。 軟件功能說明： （1） 采集、處理單元運行時無任何外設，開機加電后應用軟件由批處理命令自動加載啟動。 （2） 由于包鋼的63個變電站建成時間自五十年代初至九十年代末，技術、設備和環境條件有很大的差別。同樣的采集、處理單元根據變電站的條件有的需要集中、有的則需要分散布置，甚至需要與其他的設備通訊。根據組態文件（由工作站下裝）初始化軟件完成柜號、單元站號、指定通訊方式（協議）、設置通訊參數、設置收發方式等定義處理。 （3） 根據組態文件完成采樣輸入方式、通道放大系數、采樣頻率和信號輸入范圍等的設置。 （4） 除上述通訊和采樣等技術參數外，還需要定義輸入通道的含義、一次檢測方式、一次元件變比、量程、報警或事故報警閥值等物理參數。在工作站上完成上述定義后，形成組態文件。采集、處理單元軟件通過組態文件提供的參數完成各開路的計算。組態文件的使用，使軟件一致性增強，大大地方便了使用、修改和維護。 （5） 電力參數計算包括電流、電壓（有效值）、頻率、相角、有功功率、無功功率和電度。當有故障發生時，由于報警傳送的優先級別高，系統直接向工作站和調度中心傳送報警信息（正常情況調度中心的監視刷新率為5秒）。 （6） 提供從工作站上、下裝到采集、處理單元（DOC）中應用程序或其他文件的響應功能。 （7） 接到工作站或調度中心某終端的讀曲線命令及相應的單元號和開路號后，采集、處理單元將發送該開路的電壓、電流實時或故障錄波（曲線）數據。該功能的實現只有在CPU速度、內存和CompactFlash容量等硬件性能達到一定檔次的情況下才能實現。 2.變電站工作站： 圖為變電站工作站和采集、處理單元 工作站為一臺工業計算機（研華IPC-610、PII350/64M/6.4G/15”），通過CAN總線與采集、處理單元交換信息，通過一臺Modem與調度中心連接。 應用軟件使用Microsoft Visual C++ 6.0開發，運行在Microsoft Windows 98平臺上。 應用軟件具有以下特點： （1） 不針對具體的變電站，能適應不同規模、不同供電設備變電站的需求，即程序具有通用性； （2） 除完成常規的監視外，還為調試和維護提供了必備的手段如組態等； （3） 可獨立于硬件完成軟件升級。 3. 調度中心 調度中心設在供電廠辦公樓，調度中心系統見下圖 調度端硬件包括： ·HP LH3 (PII400x2、256M、6.4Gx2、15”)服務器兩臺； ·磁盤陣列Power 5500(4x9.1G)一臺； ·24口10M/100M自適應交換機（Cisco 2924）一臺； ·研華工控機若干； ·泰康Modem池兩臺及Modem卡32塊； ·GTS遠程網絡管理器兩臺； ·投影儀一臺； 軟件功能說明： （1） 服務器和磁盤陣列。操作系統選用Microsoft Windows NT Server 4.0，兼做網絡、數據庫和文件服務器。運行Dataware3.0軟件實現雙機熱備和磁盤陣列功能。服務器本身設置為雙磁盤鏡像（Raid 1）以保護系統文件，磁盤陣列采用Raid 5信息校驗方式以保護數據。當一臺服務器出現故障或系統出現其他局部硬件故障時，以上措施可保障系統正常動行且不丟失數據。系統數據庫采用SQL Server7.0關系型數據庫。來自各變電站的數據經處理后首先按規范存儲在數據庫的各表中，調度中心網絡中除調度終端外，各節點通過數據庫獲得所需的查詢或統計數據。 （2） 調度終端。調度終端程序設計選擇Microsoft公司的Visual C++ 6.0作為開發平臺，采用客戶機/服務器方式連接服務器、以ADD (ActiveX Data Object)方式連接SQL Server數據庫。此外，軟件設計中還部分與MapInfor結合，即實現了地形圖與供電狀況的宏觀監控和操作，同時保持程序精練。 軟件可實現：指定變電站的一次系統圖顯示、開關變位的實時監視、主要參數實時顯示、設備參數顯示、實時故障報告、故障處理情況列表、保護定值查詢、負荷曲線、實時曲線和諧波顯示、開關操作及聯機幫助等。 （3） 系統管理。包括系統身份認證管理、數據庫系統管理、權限分配及應用程序用戶管理。 （4） 計劃終端。使用VC與Excel結合的技術完成軟件設計，在Excel中實現打印、編輯。包括：負荷日志、負荷日報、日用電量分析等統計，生成（指定日期、變電站的）日負荷曲線、月負荷曲線和負荷曲線。 （5） 廠長終端。根據授權廠長終端可實現調度終端或其它內容查詢。 結論： 該系統已經成功運用于包鋼二十三個變電站中，以MIC-2000（前端出線模塊化工業計算機）配置RTU，結構合理、配置靈活、開發方便、運行可靠，保證了系統安全、有效的運行。 技術特點 包鋼供電調度系統在研制、開發過程中研究人員分析了大量國內、外同類系統的性能特點，結合包鋼環境的實際需求及以往的教訓，提出了完全不同的開發理念。因此，與國內、外同類系統相比有兩個非常顯著的特點： （1） 采用系統集成的概念和方法對硬件、操作系統和開發工具整合設計，而不是非標準件做起； （2） 從系統的采集單元、工作站、調度端直到相關的通訊方式和規約等各環節全面采用了當今計算機技術的最新成果。 因此，系統有如下優點： ·采集、處理單元的硬件水平大幅度提高（其他多采用80C196單片機為核心的硬件），如CPU、內存、采樣頻率等； ·現場防護等級大幅度提高，如關鍵的I/O和通訊有光電或高壓隔離等； ·設置靈活，相同的硬件可根據需要將采集單元設置為集中式或分散式； ·易與其它的系統連接； ·所有應用軟件全部使用通用工具開發，軟、硬件可各自獨立升級，基本上互不影響； ·硬件等級的提高帶來了系統功能的強大，如遠程監視和分析供電質量（觀察波形和做相應的諧波分析）的功能，既滿足了公司當前電網監管的需要又為日后的諧波治理、進而實現分質計費等預計的市場行為打下良好的基礎； ·系統開發周期短（99年初提出開發計劃，99年底即部分投運）； ·維護簡單、備件充足。