一、系統(tǒng)概述
隨著城市化進程的逐步加速，我國城市軌道交通建設(shè)未來發(fā)展有著巨大潛力。（國務(wù)院批準地鐵建設(shè)有3項指標(biāo)——城市人口超300萬、gdp超1000億元、地方財政一般預(yù)算收入超100億元。目前全國有近50個城市達標(biāo)）。伴隨投資額度的加大，城市軌道交通建設(shè)有望成為繼鐵路大規(guī)模投資之后新的投資熱點，城市軌道交通將成為“十二五”期間基礎(chǔ)建設(shè)投資的新貴，我國的城市軌道交通建設(shè)有望迎來黃金發(fā)展期。
現(xiàn)城市軌道交通的地面建設(shè)包含afc（自動售檢票系統(tǒng)）、pis（乘客信息系統(tǒng)）、bas（環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）、fas（火災(zāi)消防監(jiān)控系統(tǒng)）、psd（車站屏蔽門系統(tǒng)）、pscada（電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）、mcs（主控系統(tǒng)）、sig（信號系統(tǒng)）、ncs（網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)）九大系統(tǒng)，本文主要討論pscada系統(tǒng)的需求、架構(gòu)及應(yīng)用。
二、系統(tǒng)要求
pscada（電源監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)：包括全線由若干個變電站綜合自動化系統(tǒng)；scada（supervisorycontrolanddataacquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。scada系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的dcs與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域;
地鐵行業(yè)電力監(jiān)控子系統(tǒng)與地鐵行業(yè)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（iscs）緊密集成，實現(xiàn)pscada子系統(tǒng)功能，共同完成變電站主要供電設(shè)備及接觸網(wǎng)（軌）等電力設(shè)備運行情況的分層分布遠程實時監(jiān)視和控制，處理供電系統(tǒng)的各種異常事故及報警事件，保障系統(tǒng)的正常運行，同時大大提升供電系統(tǒng)調(diào)度、管理及維修的自動化程度，提高供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全、可靠地運行。
地鐵變電所綜合自動化系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的12kv開關(guān)柜、750v開關(guān)柜、0.4kv開關(guān)柜、牽引變壓器、硅整流器、配電變壓器、排流柜、雜散電流監(jiān)測裝置、牽引網(wǎng)電動隔離開關(guān)、再生能量利用裝置、鋼軌電位限制裝置等配置的綜合測控保護裝置、智能采集裝置通過通信接口連接實現(xiàn)集中監(jiān)控。
依據(jù)智能電網(wǎng)系統(tǒng)需求，對控制工控機的要求如下：
u通過國家電科院電力四級認證、符合iec61850-3和ieee1613認證；
u電源及接口滿足浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等要求；
u電源輸入支持直流110v/220v，交流220v/50hz供電，滿足冗余供電，支持整機不斷電更換、維護模塊電源;要求支持失電報警功能；
u支持多種通訊接口和靈活的擴展（10個串口：采用光電隔離電路設(shè)計，實現(xiàn)整機在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作；6個網(wǎng)口；6個usb;1個vga;1個擴展槽）；
u標(biāo)準19寸上架無風(fēng)扇、低功耗、全密封產(chǎn)品；
三、系統(tǒng)描述
pscada系統(tǒng)包括全線由若干個變電站綜合自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可分為兩類：
u牽引降壓混合變電站（以下簡稱混合站）
u降壓變電站（以下簡稱降壓站）
車站、車輛段牽引降壓混合變電站綜合自動化系統(tǒng)通過與本車站、車輛段的綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口，實現(xiàn)電力調(diào)度中心與變電所綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
變電站自動化系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由變電站站級管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔設(shè)備層組成。系統(tǒng)以供電設(shè)備為監(jiān)控對象，通過所內(nèi)網(wǎng)絡(luò)將10kv、0.4kv交流保護測控單元、dc750v直流保護測控單元、交直流系統(tǒng)監(jiān)控單元、變壓器與整流器監(jiān)控單元、排流柜與雜散電流監(jiān)控單元、軌電位限位裝置、電動隔離開關(guān)等分散布置的間隔層設(shè)備連接起來，通過工控機進行集中管理。
下圖為pscada系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)：
u站級管理層
包括安裝在控制信號盤內(nèi)的工控機、通信處理器、交換機、智能測控單元等設(shè)備組成。該層主要完成全站的數(shù)據(jù)通訊處理、人機界面、數(shù)據(jù)庫等功能，是系統(tǒng)與運行和維護人員的接口。
u數(shù)據(jù)通信層
站控級網(wǎng)絡(luò)
間隔級網(wǎng)絡(luò)
u間隔設(shè)備層
間隔層智能設(shè)備主要包括10kv綜合保護測控單元、750v直流開關(guān)柜保護測控單元、0.4kv低壓開關(guān)柜監(jiān)控單元、制動能量消耗裝置監(jiān)控單元、雜散電流監(jiān)控單元、整流器監(jiān)控單元、交直流電源系統(tǒng)監(jiān)控單元、整流變壓器溫控器、動力變壓器溫控器，所有智能設(shè)備由通信方式接入綜合自動化系統(tǒng)。
研祥電力行業(yè)專業(yè)級全密封工控機spc-8231主要承擔(dān)地鐵pscada體統(tǒng)中運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計處理;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化控制;變電站運行發(fā)生故障時能即時提供故障報警功能，指出故障問題點等等。
研祥全新的spc-8231產(chǎn)品符合地鐵pscada設(shè)備應(yīng)用重要指標(biāo)：
（圖3:spc-8231）
u通過國家電科院電力四級認證、符合iec61850-3和ieee1613認證
iec61850-3認證保證了在變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的抗電磁*力，ieee1613標(biāo)準則闡明了通訊互聯(lián)設(shè)備的標(biāo)準環(huán)境和測試要求。通過iec61850-3和ieee1613專業(yè)認證的，能夠與變電站內(nèi)的不同設(shè)備進行通訊。
u滿足電力行業(yè)emc指標(biāo)
電源及接口具有浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等高emc性能，同時滿足行業(yè)中絕緣性能的要求，并且串口采用電子隔離設(shè)計，實現(xiàn)整機在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作。
u支持交直流電壓輸入、電源供電冗余
電源輸入支持直流110v/220v，交流220v/50hz供電，且采用可熱拔插冗余模塊電源，支持整機不斷電更換、維護模塊電源。
u多種通訊接口和靈活的擴展
6個usb2.0接口，6個千兆網(wǎng)口、10個隔離的rs-232/422/485串口；1個vga接口，1個minipcie插槽（不支持usb設(shè)備），1個cfast卡插槽，1個2.5寸硬盤接口（可兼容1.8寸ssd硬盤），1個客戶自定義功能接口；配置各接口狀態(tài)指示燈，可準確監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、串口、電源及整機工作狀態(tài);同時1個面向用戶開放的行業(yè)i/o擴展槽方便用戶根據(jù)需要自行選擇i/o模塊。
u采用模塊化設(shè)計
客戶可根據(jù)實際使用情況，配置串口功能模塊，實現(xiàn)rs-232/rs-422/rs-485模式靈活切換；預(yù)留pci-104擴展卡插槽及支架，客戶可配置行業(yè)功能擴展卡，通過自定義接口實現(xiàn)功能擴展。（*注意：擴展卡必須采用浮地設(shè)計）；核心板、串口模塊、模塊電源均可單獨訂購。
u失電報警功能
由于各種原因造成用電設(shè)備供電故障或供電中斷時，能夠及時、主動發(fā)出告警信號，避免設(shè)備由于失電停運而造成的損失。
四、結(jié)論
地鐵pscada應(yīng)用專業(yè)級產(chǎn)品推薦：研祥spc-8231
本文論述了地鐵pscada綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。綜合變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)全部自動化變電站自動化的功能，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決，研祥將結(jié)合國家發(fā)展規(guī)劃及地鐵行業(yè)應(yīng)用需求，不斷的推出更專業(yè)的產(chǎn)品滿足未來智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。