电力运行信息监测系统设计与实现

第18卷第2期四川理工学院学报（自然科学版）V ol．18 No．2

JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF

2005年6月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Jun．2005文章编号：1673-1549（2005）02-0011-04

电力运行信息监测系统设计与实现

贾金玲1，田安华2，夏 军3

（1．四川理工学院计算机科学系，四川自贡 643000；2．四川理工学院电子与信息工程系，四川自贡 643000；3．自贡鸿鹤化工股份有限公司，四川自贡 643000）

摘要：介绍了自贡鸿鹤化工股份有限公司电力运行信息计算机监测系统的实施方案，阐述了系统的组成和工作原理，并着重讨论了系统串行接口及其工作机制。

关键词：电力运行信息；监测系统；数字通信接口；工作机制

中图分类号：TP316 文献标识码：A

引言

电力运行信息采集工作是目前企业生产用电管理方面一项既平常又繁杂重要的日常工作，它不仅要求直接反映企业电力生产运行的各种质量状况，而且在企业“模拟市场，买断经营”的内部运营模式中，直接关系到各部门的成本核算和经济效益。随着自贡鸿鹤化工股份有限公司生产规模的不断扩大，用电设备不断增加，因此，对电能的要求不断上升，而人工采集电力运行信息已不再满足需要，为了提高电力运行信息采集的实时性，真实性和可靠性，设计并开发了电力运行信息计算机监测系统。

该系统以鸿鹤化工股份有限公司局域网为依托，以能源调度室主机为主操作站，运用计算机接口和数字通信技术，连接109只DTSD51/DSSD51多功能电能表和电力调度室，构成网络化计算机监测系统，实现对全厂所有配电室和部分用电单位的电力运行信息的实时有效监测。

1 系统体系结构

根据企业实际，要求该系统实现的功能有数据采集、数据处理、数据通信、显示与打印等。数据采集即对电力生产运行过程中的各种数字量、模拟量、状态量（如瞬时电压、电流、电量、有功功率、无功功率、功率因数等）进行自动采集并整理。每日每小时的整点，集中器向各采集模块/终端发布数据冻结的广播命令，再逐个进行抄录，各电表每小时整点即时值和时间信息一并存入集中器，等待主站调用，对发生停电、断电的时间也能及时准确记录。数据处理是指根据各种工况的要求和工作模式，对所采集的数据进行计算，按照各自程序进行监视、控制、定值给定和最佳运行，以及保存给定年中每月末的数据，每月末00：00时各电表的即时值存入集中器，使主站随时调用。数据通信主要是指将电力运行中的各种状态参数（如前所述）传送给调度中心。显示与打印是在多媒体外设的人机界面上对各种信息进行浏览、查询、定时打印等。

为了实现以上功能，结合现有条件，构建本监测系统（如图1所示）。

鉴于企业内部用电的调度管理体系和变配电站工作场地分布情况，借助于企业内部局域网，本系统设计成分布式系统结构。即多个相互连接的处理单元组成的计算机系统。

2 系统工作原理

由图1可知，系统由3个层次构成，即数据采集层、集中监控层和管理监测层。

收稿日期：2004-12-10

作者简介：贾金玲（1959-），女，北京人，副教授，主要从事信号检测与计算机应用研究。

2.2 集中监控层

以工控机（IPC）为核心的上位机和多媒体外设构成集中监控受理中心。负责提供人机界面，进行电力运行信息显示，故障报警，自动抄表等工作。工控机是专门为工业现场设计的计算机，其钢钻结构、较强的防磁、防尘、防冲击、抗干扰能力，以及极好的兼容性为系统良好的可靠性提供了保障。

2.3 管理监测层

各科室计算机组成管理监测层，主要面向具有管理机调度权限的管理人员。通过LAN构成C/S系统，利用Web服务器上安装的监测软件和数据库软件，管理人员可在不同地点和时间浏览、查询前端传来的电力运行信息，并作出正确决策。

数据采集层和集中监控层之间通过RS-485和RS-232总线传送信息，集中监控层与电能表之间用RS-485直接相连，远程用户则通过LAN访问主机。

2.4 系统工作过程

电能表内部的智能数据采集与处理单元构成了费率装置，系统工作时，通过这一装置把各种电能信号转换成脉冲信号，其中，电度量信号要通过脉冲专线送入数据采集模块进行脉冲累加和存储，再将脉冲量乘以电度表常量和脉冲常数，最后得到电度量。集中器则定时进行数据读取，电度量计算和存储，各集中器通过光缆将信息送到检测管理中心计算机。管理中心计算机接收集中器传来的信息，并对各用电端口信息分别进行存储、分类、统计。如此，电力调度管理人员可随时获取所需数据及其他信息。

3 系统通信接口

3.1 数据采集层网络结构

系统数据采集层网络采用总线型拓扑结构，数据采集点109个。该网络化结构由带有RS-232/RS-485接口的各模块并接在RS-485总线上。

系统的主机采用IBM-PC总线型系列工控机，以提高在化工生产环境下的抗干扰能力。通过不同的适配器，与不同的主机连接，构成多主机网络。所有主机共享网络资源，这些主机按工况需求放置在车间调度室、能源调度室等位置，同时考虑了热机备用和与其他计算机系统的连接问题。

3.2 系统串行通信接口电路

上位机与多点采集终端之间共用一对线路进行总线方式连网，并采用半双工通信方式。

由于PC机只备有RS-232标准的COM串行通信接口，而本企业电能表是RS-485接口，而RS-232与RS-485的逻辑电平不兼容，因此，需要电平转换，这里选用MC1488/MC1489电平转换器件实现电

率和需量等进行数据处理，这些均可通过串行接口设置及读出。另外，该表具有非易失性RAM，掉电

4 结束语

本系统采集终端所设计的容量、种类可根据用户现场的电表配置情况任意选择，由于RS-485接口总线上允许连接多达128个脉冲终端，为提高系统资源利用率，还可扩展连接如水表、天然气表等其他带输出脉冲的智能仪表。在企业资金允许的时候，可将本系统很方便地改造为远动控制系统。

本系统的使用不仅把工人从单调重复的抄表统计工作中解放出来，而且可以减少人工抄表带来的数据误差和人力资源浪费。有利于提高企业的劳动生产率，有利于调度人员做出更为科学合理的判断和调度安排，对实现整个企业用电生产管理的现代化、信息化，具有重要的应用价值。

参考文献：

[1] 贾金玲. 微型计算机原理与接口技术[M]. 重庆：重庆大学出版社，2001.

[2] DL/T645-1997多功能电能表通信规约[M]. 北京：中国电力出版社，1998.

[3] 吴雷.电能集中自动计量系统的设计[J]. 自动化仪表. 2002，23(1).

[4] 马家辰等.MCS-51单片机原理与接口技术[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001. 71-238.

[5] 冯博琴等.计算机网络[M]. 北京：高等教育出版社，1999.

Design and Realization of Electric Power Information in

Motion Supervisory System

JIA Jin-ling1，TIAN An-hua2，XIA Jun3

(1. Dept.of Computer Science,Sichuan University of Science & Eneineering, Zigong 643000, China;

2. Elecrtonics and Information Eneineering Dept., Sichuan University of Science & Eneineering, Zigong 643000, China;

3. Honghe Chemical Technology Co., Ltd., Zigong 643000, China)

Abstract: An electric power system with computer supervisory is introduced in the paper. Constructure and inferface of the system are discussed on the base of mechanism of a digital communication system.

Key words: information of electric power in motion; supervisory system; digital communication interface; working mechanism