PowerSAM测控单元用户手册.doc

PowerSA-M综合测控单元用户手册1、概述PowerSA-M通信装置是北京六所和瑞科技发展有限公司以引进国际领先核心技术为基础研发的具有强大测控、解决和通信能力的综合单元；作为RTU、分布式测控单元能专业应用于电力自动化、及其他工业自动化系统现场测量、控制与数据解决和转发；PowerSA-M装置全模块化的I/O板卡和软件功能设计，保证了方便地定制各种不同用户需求的应用功能。PowerSA-M测控单元具有多个以太网和串行通信的接口，可接入任何监控系统；可综合采集和解决各种保护装置、智能设备的I/O数据。基于当代技术水平的开放式平台，保证了各种层次和级别的自动化系统方案的设计以及将来的扩充。PowerSA-M综合解决单元和PowerSA-C为基础的PowerSA系列产品为旧站改造和新站建设提供优异性价比的方便灵活的解决方案。其重要特点如下：u 采用先进可靠的软硬件技术:VxWorks 嵌入式操作系统;32位高速嵌入式CPU芯片，配备大容量的RAM、和FlashROM；快速以太网通信接口。u 软件、硬件双模块化的设计，能为用户以间隔测控为单位量身定制I/O数量和软件功能。u 灵活的组网路由功能，实现各种拓扑体系的多装置（1-250节点）分布式系统；u 多接口配置，支持国际标准通信规约以及流行规约和多种通信接入方式。u 提供单元内部和跨单元间的联闭锁控制，全站联闭锁。u 综合性组态工具软件tBE，提供统一、强大和方便的参数组态、设备诊断和监视的手段。u 高标准的抗干扰性，充足的电磁兼容设计考虑：I/O板间互为独立，板内多级隔离、表面贴技术、多层印刷电路板技术、内部连接采用牢固插接器。2功能 模拟量采集功能：装置可同时采集解决交流模拟量和直流模拟量。交流采样涉及以灵活配置的二元件法和三元件法计算U、I、P、Q、COS、Hz、等；直流采样涉及电压型、电流型等。传输方式涉及越死区变化报告、定期全数据报告。 数字量采集功能：装置可采集解决单接点、双接点状态量，SOE等。传输方式涉及变位优先报告、SOE报告和定期查询全状态报告。 脉冲累加功能：装置可采集脉冲量，进行累加解决。传输方式为定期查询全数据报告。 控制输出功能：装置可进行选择-返校-执行控制，直接控制和外部闭锁，每个控制点可设定联闭锁条件。 设点输出功能：装置可进行选择-返校-执行设点输出，直接设点输出，每个设点输出可设定联闭锁条件。 同期操作功能：装置可实现检同期合闸操作，涉及同期启动、同期执行和同期中断停止。 谐波采集功能：装置可采集0-31次谐波，传输方式为定期查询报告。 主站通信功能：装置可集成多个主站规约（可选择）通过以太网和串口与各种主站进行；最多与16个主站通信功能。 智能装置通信功能：装置可集成多个智能表规约，通过以太网和串口实现与第三方智能设备通信功能。 内部通信功能：采用POWERSA分布平台提供的消息机制交互通信，装置可实现与POWERSA-S监控系统及POWERSA-C/CE通信管理机之间实现通信功能；可实现同级装置间的 数据互换。 数据库功能：装置内部自用的模拟量输入、数字量输入、累加能量输入、控制输出、设点输出、通用数据块输入、通用数据块输出实时数据库。 计算逻辑功能：实现模拟量和数字量的各种算术、逻辑、条件和函数运算，可实现各种闭锁逻辑，特别合用于控制和设点输出的闭锁。 BCD功能：将一组状态输入转换成模拟量数值，涉及变压器分接头位置。 备自投功能：实现内桥、外桥和多母线分段的备用电源自投。 模拟量仿真：仿真物理AI输入和物理AO输出，模拟测试和调试数据。 数字量仿真：仿真物理DI输入和物理DO输出，模拟测试和调试数据。 液晶显示功能：320x240分辨率的液晶显示能列表显示模拟量、状态量、累加量、SOE；能显示多幅单线图。3硬件说明PowerSA-M 单元的基本结构是互连底板机箱+电源模块+主CPU模块+I/O模块。一个主CPU模块可以管理所有通过光纤互连板扩充的几个互连底板机箱的所有I/O模块。每个互连底板机箱，是一个4U高度，宽度在19以内的机箱。根据互连板上的槽数的不同，可以构成不同宽度的机箱。本公司提供三种基本配置：4U高度x19/3宽度A型，7标准槽，1 主CPU板/互连板槽+4I/O板槽+2电源槽； 4U高度x38/3宽度B型，14标准槽，1主CPU板/互连板槽+11I/O板槽+2电源槽； 4U高度x 19宽度C型，21标准槽 ，1 主CPU板/互连板槽+18I/O板槽+2电源槽； 每种配有主CPU板的机箱均可配置320x240液晶显示器、维护口和操作按钮。3.1 I/O模块的地址I/O模块的地址是组态配置时要用到的，每个I/O模块的地址是取决于所在的插槽位置，对于每个占用2-3个I/O插槽的模块来讲，决定该模块地址的是最左边的插槽位置。从装置的背视图看，最左边的主CPU槽和最右边的两个电源槽是没有地址标记的，从紧挨着主CPU槽的第一个开始向左数依次为：1、2、3 16;对于扩展机箱，第1个槽由互连板替代主CPU板，从下个槽开始向左依次为：16*i+1、16*i+2、16*i+3 , 其中i代表第i个扩展槽。注意，对于C型，21标准槽的机箱，紧挨着电源槽的最右边的2个插槽是没有地址标记的，所以只能被3个槽的交流采样模块或互连板使用或留空。除此之外，任何I/O模块可以插在任何底板槽上，没有限制。互连板没有地址，可以插到任何I/O插槽。3.2模块种类及容量配置表类型描述槽数主CPU模块PM-MPU85032位嵌入式CPU，50主频；16MB RAM，16MB FlashROM； 1x以太网接口，2xRS232，2xRS485 1PM-MPU850C在PM-MPU850基础上增长光纤通信接口2PM-MPU86032位嵌入式CPU，50主频；16MB RAM，16MB FlashROM； 2x以太网接口，2xRS232，2xRS4851PM-MPU860C在PM-MPU860基础上增长光纤通信接口。2I/O 模块PM-AIAC= 16 CT/PT通道, CT 1A、5A，PT 57.7V、100V、220V、380V订货任选；二元件、三元件、单相测量算法任意配置。3PM-DSPC=8 CT/PT通道，CT 1A、5A，PT 57.7V、100V、220V、380V订货任选；二元件、三元件、单相测量算法任意配置；8xDI输入,48V，4XDO 输出30V2A；3PM-AIDC8 x AIDC通道输入，0-5V/0-20mA/4-20mA 订货可选。1PM-DI1616 x DI输入，48V（内供），110V（外供），220V（外供）订货可选。1PM-DO1616 x DO输出，30V2A。1PM-AOL44 x AODC通道输出，0-5V/0-20mA/4-20mA订货可选。1PM-DIO8 x DI输入，48V；4XDO 输出30V2A；1互连模块PM-CANI光纤环网通信互连1电源模块PM-PS30W，5V，+/- 15V, 24V, 48V24指标4.1装置容量* 模块I/O数(任何种类) = 32* 模拟量： = 1000* 数字量： = 2023* 控制量： = 128* 设点量： = 16* 累加量： = 64* 计算量： = 200* 通信规约数： = 4* 可接受智能设备： = 32* 每个数据源应用可同时上报节点： =16* 最大可配应用功能数量： =244.2 交流采样输入* CT、PT输入，订货设立；PT：额定380、220、100、57.7V +/-20%，订货设立；CT：额定 5A、1A +/-20% 订货设立；最大过流40x，1秒* 每路信号输入范围 0-2.5 V。* 输入通道保护，最大+/-12V，无限期。* 数据精度：U、I= 0.2%；P、Q、COS = 0.5%; Frequency =0.01Hz4.3直流模拟量输入* 电压或电流输入，每路通道订货设立；* 输入种类：0-5V、0-20mA/4-20mA;* 数据精度：=0.2% ；* 最大输入过电压为15V；4.4数字量输入* 输入电压24/48/110/220Vdc，订货设立；* 任何输入点可实现1ms SOE；* 任何输入点可作为脉冲信号输入；* 每个输入点可设立软件防抖参数（0-999ms）；4.5控制输出* 驱动能力2A，24Vdc；* 具有选择-返校-执行序列；提供灵活的控制方式* 每一路控制输出可配置算术、逻辑组合闭锁条件，闭锁条件可跨装置组合；* 每路脉冲输出，脉宽可调；* 支持外接中间继电器输出；4.6模拟量（设点）输出* 电压或电流输出，每路通道订货设立；* 输出:种类，0-5V，4-20mA；* 输出精度: 0.2 %。4.7抗干扰指标符合以下实验等级规定：* 静电放电 符合GB/T17626-4-2 4级* 辐射电磁场 符合GB/T17626-4-3 3级* 快速瞬变 符合GB/T17626-4-4 4级* 冲击涌流 符合GB/T17626-4-5 3级* 电磁感应的传导 符合GB/T17626-4-6 3级* 工频电磁场 符合GB/T17626-4-8 4级* 脉冲电磁场 符合GB/T17626-4-9 5级* 阻尼振荡磁场 符合GB/T17626-4-10 5级* 振荡波 符合GB/T17626-4-12 3级4.8工作电源 * 电源输入：220V，110V AC/DC 允许偏差 +15%，-20%* 功耗： 30W4.9工作环境* 温度：-25+60 正常工作；* 相对湿度：5%95%； * 大气压力：66108kPa。 4.10 机械振动 * 设备能承受频率f10Hz时振幅为0.3mm及f10150Hz时加速度为1m/sp的振动。 5软件安装及配置51 软件映像的生成和提供装置软件映像可以根据不同的工程实际需求，对各个软件功能模块进行淘汰和集成,该操作需要在VxWorks开发环境TornadoII中进行，由厂商的专业人员负责解决，最终提交装置软件映像文献（*.exe）给工程人员或用户。5.2 连线准备 在下载软件和组态系统前，PowerSA-M 装置与工具PC间要有两个硬线连接：PC的串行口与PowerSA-M 装置的维护口连接（强烈建议采用光隔模块！）；PC的以太网与PowerSA-M 装置的以太网口连接（或通过SWITCH，或直接交叉连接）。 5.3 软件映像的烧写软件映像的烧写是在工具PC与装置间交互实现的。工具PC运营windows2023或windowsXP。需要两个应用程序：超级终端、WFTPD32.EXE。装置映像软件应放在一个指定的目录下面，建议映像名为vxworks（无扩展名）。在装置软件映像的烧写之前，要对FTP和装置引导参数进行配置。第一步：配置FTP 1）运营WFTPD32.EXE，选中Security / Users/rights。 2）添加用户名和FTP密码，软件映像的途径。3）选中Security / Host/net，添加工具PC的IP地址。第二步：配置装置引导参数。1）确认装置的维护口和主机串口相连，运营超级终端，复位装置，当超级终端出现Press key to stop auto-boot.时，按下键，进入超级终端VxWorks Boot状态。2）输入p，显示引导参数，确认参数对的。其中部分解析如下：file name：vxWorks 软件映像文献名inet on ethernet (e)：192.168.8.180 装置IP地址host inet (h) ：192.168.8.125 FTP PC IP地址user (u) ：vxworks FTP用户名ftp password (pw) ：vxworks FTP 密码假如发现不对，可以输入c ，进行逐行修改，修改后需要重启装置。第三步：软件映像烧写1）打开WFTPD32.EXE；打开超级终端，进入超级终端VxWorks Boot状态。2）输入l，把软件映像文献下载到装置内存中。3）输入w，把软件映像烧写到Flashrom中：4）烧Flashrom完毕后，复位装置，此时新的软件开始运营。54 装置基本参数的设立 PowerSA-M装置的基本参数涉及装置的以太网IP，装置ID和对时方式。当装置有两个网口时，2个IP应当配成不同网段的，并且最后一个字节要相同。每个装置的ID是一个PowerSA局域网系统中唯一的节点标记，要与以太网的IP的最后一个字节相同。对时方式是网络对时的一个标志值：设为“0”，表达该装置是接受对时命令；设为“1”，表达该装置是对时源，发对时广播命令。基本参数设立环节如下：第一步：打开工具PC超级终端，装置进入超级终端命令状态：“VxWorks Boot：”。第二步：设立基本参数：命令格式： b 节点标记，对时方式，装置IP1，装置IP2注意： 为可选项，当装置有两个网口时，装置IP2有效； 节点标记为十进制：ID= 0xDD； 对时方式：“0”或“1”；IP地址为16进制：0xAABBCCDD；55 装置应用参数的配置PowerSA-M装置应用参数的配置由组态工具软件tBE来完毕。以工程项目为单位，管理项目内的多个装置和每个装置内的各种应用模块，为用户及工程技术人员提供了高效且简朴易学的项目工程化手段。tBE采用标准的windows多文档（MDI）风格的图形界面：菜单/工具条/右键菜单，可以任意切换的多个子窗口，界面美观大方，操作方便简洁。tBE实现三大功能： 组态功能在激活TBE后，按“产生项目添加装置添加应用模块配置各个应用模块”就可实现装置应用功能的参数组态。对PowerSA-M系列测控装置来讲，对装置的配置应根据实际需要添加功能模块，然后按一定的顺序配置软件功能模块参数:软件块名/种类功能描述参数描述AGENT分布式平台软件装置通信路由表CAGENTI/O模块总线驱动软件I/O板地址及板类型CAIAC交流采样数据解决软件CT/PT通道系数，交流采样公式CAIDC直流模拟输入数据解决软件直流输入通道系数CDINP状态量输入数据解决软件每一路的防抖系数CDOUT控制输出解决软件每一路控制方式，继电器吸合时间，闭锁条件CAODC直流模拟输入数据解决软件直流输出通道系数CSYNC检同期合闸解决软件同期有关的参数CHARM谐波数据采集解决软件谐波采集有关的参数CFR故障录波采集解决软件故障录波有关的参数智能表规约保护、智能设备规约解决软件每种规约的配置参数实时数据库本装置需要的各种实时数据库数据库表及点记录的参数CALC计算逻辑解决软件各种公式配置BCD状态量转成数值模拟量软件转换方式参数主站规约本装置需要与外部系统通信的规约每种规约的配置参数 下载功能提成离线下载和在线下载两种方式：离线下载就是将已配置好的装置的所有应用模块参数下载到FlashRom，不影响装置当前的运营。在装置复位或停电再启动时，自动配置装置的所有应用模块。在线下载就是将已配置好的应用模块参数实时下载，直接配置正运营的应用参数，这个功能在开发和调试阶段使用。 监视诊断功能在线监视装置运营和各个应用模块的运营和数据。细节请阅读tBE组态软件使用说明书。6运营说明61 装置面板说明320x240蓝色背光液晶操作按钮维护专用RS-232接口监视指示灯&按钮:HEALTH：灯闪表达运营正常，否则有故障；24V： 灯亮表达24V工作电源正常；5V ： 灯亮表达5V工作电源正常；CONT：液晶对比度调节：RESET：装置复位按钮。数字量输入、控制输出、直流模拟量输入、直流模拟量输出等I/O模块的接线端子62 装置背板说明通信指示灯4xRS232/485外部通信串口端子10M/100M网络接口电源端子交流采样接线端子63 装置操作说明PowerSA-M装置配有320*240的大液晶屏幕和操作按钮时,可以翻页显示间隔单线图：涉及断路器状态、隔离刀闸、接地刀闸的实时状态以及电压、电流、有功、无功等实时模拟量；可以列表显示所有的实时量；可以对断路器状态、隔离刀闸、接地刀闸进行控制操作；可以监视装置的基本参数。装置在上电或复位以后，液晶显示自动处在“Graphic”状态下， 自动显示第一幅图形；在通过一些操作以后，液晶显示也许会处在任何状态，假如10分钟没有对装置进行任何操作，则装置会自动进入“屏幕保护”状态，等有人再操作按钮时，液晶会自动恢复到“Graphic”。在一台装置上的液晶和操作面板可以切换显示和控制此外一台联在局域网上的其他PowerSA-M装置的内容。例如，在集中组屏的情况下，考虑用户使用的方便性，只需在位于屏体中间的装置上配备液晶显示和操作按钮，而其他位于上方和下方的装置就不必配备液晶显示和操作按钮。液晶显示和主菜单的结构示意图：内容显示区模拟 数字 累加 控制 设立 事件 本地选择 执行 同期 取消选择6.3.1 单线图显示在每个PowerSA-M装置中，缺省可配置4幅单线图，在“Graphic ”状态下，通过上下方向键（和）可以滚动翻页显示所有的单线图。下面为典型的显示： 6.3.2 “模拟”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“模拟”，按确认键（ ）进入模拟显示画面。模拟量是按列表形式显示的，一屏可显示30个模拟量，多屏显示，通过键盘的上下方向键（和）可以翻页查看，返回主菜单用ESC键。 下图为一典型显示：UaUbUcIaIbIcPaPbPcT_PQaQbQcT_QANG_a：100.015：100.003：99.982：4.992：4.995：4.986：-498.250：-497.630：-499.383：-1495.266：-31.248：-31.529：-3.892：-66.647：3.588COSaANG_bCOSbANG_cCOScT_COSHZAIDC01AIDC02AIDC03AIDC04AIDC05AI0027AI0028AI0029：-0.998：3.625：-0.998：0.445：-1.000：-0.707：50.007：0.0001；-0.0002：0.0000：-0.0001：0.0001：0.0000：0.0000：0.00006.3.3 “数字”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“数字”，按确认键（ ） 进入数字显示画面。这里是以图形方式显示开关量状态，一屏可显示35个开关量，多屏显示，通过装置键盘的上下方向键（和）可以翻页查看，返回主菜单用ESC键。下图为一典型显示：10 6.3.4 “累加”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“累加”，按确认键（ ） 进入累加显示画面。累加量是按列表的形式显示的，一屏可以显示30个累加量，多屏显示，通过装置键盘的上下方向键（和）翻页查看，返回主菜单用ESC键。下图为一典型显示：ACC0000：1 ACC0015：1ACC0001：1 ACC0016：1ACC0002：86 ACC0017：1ACC0003：1 ACC0018：1ACC0004：1 ACC0019：57ACC0005：1 ACC0020：1ACC0006：1 ACC0021：1 ACC0007：1 ACC0022：1 ACC0008：1 ACC0023：1 ACC0009：1 ACC0024：1 ACC0010：1 ACC0025：1 ACC0011：1 ACC0026：1 ACC0012：1 ACC0027：1 ACC0013：1 ACC0028：1 ACC0014：1 ACC0029：16.3.5 “控制”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“控制”，按确认键（ ） 使单线图进入可控制状态，此时进入“控制”下级菜单，通过键盘的上下方向键（和）选择一个要操作的对象，通过左右方向键（和）选择要执行的操作，返回主菜单用ESC键。当装置中下载有多个可控制的液晶画面时，要一方面在主菜单下通过上下方向键（和）选择要操作的液晶画面，然后再选择“控制”进入控制子菜单进行控制。下图为一典型显示： 选择“控制”后的显示： 6.3.6 “设立”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“设立”，按确认键（ ） 进入设置画面，在该画面中可看到装置的基本参数和时间：本地ID： 显示ID： 装置IP1：.装置IP2：.系统时间：系统日期：-这幅画面的一个很重要的作用是选择显示其他装置的图形和数据：键盘的左右方向键（和）选择要设立的参数“显示ID：”，用键盘的上下方向键（和）改变ID；按确认键（ ），可以切换到ID所标记的远程装置的显示，将其画面和数据调过来显示，其他操作与本地显示完全相同： 6.3.7 “事件”菜单显示在主菜单下通过键盘的左右方向键（和）选中“事件”，按确认键（ ） 进入事件显示状态。7、系统对时PowerSA-M的对时方式有两种：软对时和硬对时，事实上是结合起来使用。7.1 软对时通过串口/网络，一般是由后台系统发送广播命令进行软对时，也可以通过规约进行软件对时。PowerSA-M装置内部软件充足考虑了由于传输引起的延时，根据经验值作出时间补偿，保证对时精确。7.2 硬对时一般是通过接入GPS发出的脉冲信号进行硬件对时，PowerSA-M的主CPU模块上有专用的GPS脉冲信号接入端子。硬对时解决在即时中断方式解决整秒和整分钟的硬脉冲信号，速度非常快，一般不需做时间补偿算法。8典型应用PowerSA-M因其模块化的硬件结构，模块化的软件功能，丰富的通信接口及方式，灵活的组网路由方式，保证应用的方式及其灵活而多样化。每个PowerSA-M 装置，通过互连板及光纤级联，单主CPU模块可同时管理几个扩充装置，有效扩充采集的物理I/O模块数和I/O量；主CPU 模块上的以太网接口，可以使多个PowerSA-M装置与PowerSA-C通信解决机设备构成单/双网的分布式监控系统；主CPU模块上的4个串行接口，既可作为主站规约通信接口也可作为智能设备通信接口。81 分布式系统82 RTU83 老站扩充和改造 PowerSA-M和PowerSA-C/CE为老变电站RTU改造、升级和扩充提供了完整的解决方案。831 老站RTU上网的问题，9、常见问题9.1 POWERSA-M装置是否在正常工作？1) 看面板的“Healthy”指示灯，灯闪表达装置运营正常；2) 按动面板上的操作按钮看看数据是否在刷新；3) 通过tBE维护工具软件或后台系统检查通讯是否正常；9.2 装置无法正常启动？假如用户通过tBE软件下载配置过程中通讯忽然中断或装置断电了，很也许导致POWERSA-M装置的配置不完整或乱了，有也许引起装置无法正常启动。这时候需要启动VxWorks的超级终端，用“x”命令清除Flash所有的配置；然后用“c”命令，恢复引导参数，用“b”命令设立基本参数；再按照tBE组态软件使用说明书从新开始配置装置。10、附图10.1装置示意图 A型机箱面板 B型机箱面板 C型机箱面板 A型机箱背板 B型机箱背板 C型机箱背板所有款式机箱背板最左侧两个槽位是电源模块槽；最右侧一个槽位是主CPU模块槽，在级联机箱中可由互连板替换；中间的所有槽位提供应所有的I/O模块，没有任何限制。10.2 模块端子定义及说明 PM-MPC850 PM-MPC860 PM-PS PM-DI16 PM-DO16 PM-AIDC8 PM-AOL4 PM-CANI PM-DIO PM-AIAC PM-DSPC PM-FR说明：1 PM-DI16 是16路状态输入，有三种遥信电源等级内部48V，外部供电的220V或110V，但须在订货时，跳线设定；2个端子DICOM是16个遥信的公共端子。2 PM-DO16 是16路控制输出，+24V 及 24V GND 是供外部中间继电器线包的电源，容量为1A；DOCOM1是DO01-DO8的公共端子；DOCOM2是DO09-DO16的公共端子。3 PM-AIDC8是 8路直流模拟量输入，有电压型（0-5V）和电流型（4-20mA）两种，须在订货时拟定；出厂时，每一路的校正系数已烧入在板的FlashROM；DCi+和DCi-是每一路的差分模拟输入，PG是屏蔽接地端子。4 PM-AOL4 是 4路直流模拟量输出（设点），有电压型（0-5V）和电流型（4-20mA）两种，须在订货时拟定；出厂时，每一路的校正系数已烧入在板的FlashROM；DCi+和DCi-是每一路的独立模拟输出，PG是屏蔽接地端子。5 PM-DIO 是8路48V状态输入和4路控制输出的组合板。6 PM-AIAC 是最大为16路CT/PT的交流采样板，端子的定义完全取决于接线方式，须在订货时拟定。典型地端子1、2、3、4 相应Ua1、Ub1、Uc1、Un1；端子7、8、9、10、11、12相应于Ia1、Ia1、Ib1、Ib1、Ic1、Ic1； 典型地端子13、14、15、16 相应Ua2、Ub2、Uc2、Un2；端子19、20、21、22、23、24相应于Ia2、Ia2、Ib2、Ib2、Ic2、Ic2。7PM-DSPC 是 8路CT/PT，8路状态输入和4路控制输出的组合板。8PM-FR 是4CT/4PT和16 状态输入的故障录波板。10.3 安装尺寸图