PowerSAM测控单元用户基础手册.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本研发具备强大测控、解决和通信能力综合单元；作为RTU、分布式测控单元能专业应用于电力自动化、及其她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I/O板卡和软件功能设计，保证了以便地定制各种不同顾客需求应用功能。PowerSA-M测控单元具备各种以太网和串行通信接口，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I/O数据。基于当代技术水平开放式平台，保证了各种层次和级别自动化系统方案设计以及将来扩充。PowerSA-M综合解决单元和PowerSA-C为基本PowerSA系列产品为旧站改造和新站建设提供优秀性价比以便灵活解决方案。其重要特点如下：u 采用先进可靠软硬件技术:VxWorks 嵌入式操作系统;32位高速嵌入式CPU芯片，配备大容量RAM、和FlashROM；迅速以太网通信接口。u 软件、硬件双模块化设计，能为顾客以间隔测控为单位量身定制I/O数量和软件功能。u 灵活组网路由功能，实现各种拓扑体系多装置（1-250节点）分布式系统；u 多接口配备，支持国际原则通信规约以及流行规约和各种通信接入方式。u 提供单元内部和跨单元间联闭锁控制，全站联闭锁。u 综合性组态工具软件tBE，提供统一、强大和以便参数组态、设备诊断和监视手段。u 高原则抗干扰性，充分电磁兼容设计考虑：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 模仿量采集功能：装置可同步采集解决交流模仿量和直流模仿量。交流采样涉及以灵活配备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。传播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。传播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。传播方式为定期查询全数据报告。 控制输出功能：装置可进行选取-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：装置可进行选取-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，传播方式为定期查询报告。 主站通信功能：装置可集成各种主站规约（可选取）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：装置可集成各种智能表规约，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 数据互换。 数据库功能：装置内部自用模仿量输入、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：实现模仿量和数字量各种算术、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闭锁。 BCD功能：将一组状态输入转换成模仿量数值，涉及变压器分接头位置。 备自投功能：实现内桥、外桥和多母线分段备用电源自投。 模仿量仿真：仿真物理AI输入和物理AO输出，模仿测试和调试数据。 数字量仿真：仿真物理DI输入和物理DO输出，模仿测试和调试数据。 液晶显示功能：320x240辨别率液晶显示能列表显示模仿量、状态量、累加量、SOE；能显示多幅单线图。3硬件阐明PowerSA-M 单元基本构造是互连底板机箱+电源模块+主CPU模块+I/O模块。一种主CPU模块可以管理所有通过光纤互连板扩充几种互连底板机箱所有I/O模块。每个互连底板机箱，是一种4U高度，宽度在19以内机箱。依照互连板上槽数不同，可以构成不同宽度机箱。我司提供三种基本配备：4U高度x19/3宽度A型，7原则槽，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原则槽，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原则槽 ，1 主CPU板/互连板槽+18I/O板槽+2电源槽； 每种配有主CPU板机箱均可配备320x240液晶显示屏、维护口和操作按钮。3.1 I/O模块地址I/O模块地址是组态配备时要用到，每个I/O模块地址是取决于所在插槽位置，对于每个占用2-3个I/O插槽模块来讲，决定该模块地址是最左边插槽位置。从装置背视图看，最左边主CPU槽和最右边两个电源槽是没有地址标记，从紧挨着主CPU槽第一种开始向左数依次为：1、2、3 16;对于扩展机箱，第1个槽由互连板代替主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原则槽机箱，紧挨着电源槽最右边2个插槽是没有地址标记，因此只能被3个槽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模块种类及容量配备表类型描述槽数主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基本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基本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备。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备；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* 模仿量： = 1000* 数字量： = * 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步上报节点： =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* 每路信号输入范畴 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直流模仿量输入* 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；* 具备选取-返校-执行序列；提供灵活控制方式* 每一路控制输出可配备算术、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模仿量（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抗干扰指标符合如下实验级别规定：* 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* 迅速瞬变 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 容许偏差 +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振动。 5软件安装及配备51 软件映像生成和提供装置软件映像可以依照不同工程实际需求，对各个软件功能模块进行裁减和集成,该操作需要在VxWorks开发环境TornadoII中进行，由厂商专业人员负责解决，最后提交装置软件映像文献（*.exe）给工程人员或顾客。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串行口与PowerSA-M 装置维护口连接（强烈建议采用光隔模块！）；PC以太网与PowerSA-M 装置以太网口连接（或通过SWITCH，或直接交叉连接）。 5.3 软件映像烧写软件映像烧写是在工具PC与装置间交互实现。工具PC运营windows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种指定目录下面，建议映像名为vxworks（无扩展名）。在装置软件映像烧写之前，要对FTP和装置引导参数进行配备。第一步：配备FTP 1）运营WFTPD32.EXE，选中Security / Users/rights。 2）添加顾客名和FTP密码，软件映像途径。3）选中Security / Host/net，添加工具PCIP地址。第二步：配备装置引导参数。1）确认装置维护口和主机串口相连，运营超级终端，复位装置，当超级终端浮现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。其中某些解析如下：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顾客名ftp password (pw) ：vxworks FTP 密码如果发现不对，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，此时新软件开始运营。54 装置基本参数设立 PowerSA-M装置基本参数涉及装置以太网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，并且最后一种字节要相似。每个装置ID是一种PowerSA局域网系统中唯一节点标记，要与以太网IP最后一种字节相似。对时方式是网络对时一种标志值：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 装置应用参数配备PowerSA-M装置应用参数配备由组态工具软件tBE来完毕。以工程项目为单位，管理项目内各种装置和每个装置内各种应用模块，为顾客及工程技术人员提供了高效且简朴易学项目工程化手段。tBE采用原则windows多文档（MDI）风格图形界面：菜单/工具条/右键菜单，可以任意切换各种子窗口，界面美观大方，操作以便简洁。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备各个应用模块”就可实现装置应用功能参数组态。对PowerSA-M系列测控装置来讲，对装置配备应依照实际需要添加功能模块，然后按一定顺序配备软件功能模块参数: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直流模仿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直流模仿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关于参数CHARM谐波数据采集解决软件谐波采集关于参数CFR故障录波采集解决软件故障录波关于参数智能表规约保护、智能设备规约解决软件每种规约配备参数实时数据库本装置需要各种实时数据库数据库表及点记录参数CALC计算逻辑解决软件各种公式配备BCD状态量转成数值模仿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规约每种规约配备参数 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备好装置所有应用模块参数下载到FlashRom，不影响装置当前运营。在装置复位或停电再启动时，自动配备装置所有应用模块。在线下载就是将已配备好应用模块参数实时下载，直接配备正运营应用参数，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运营和数据。细节请阅读tBE组态软件使用阐明书。6运营阐明61 装置面板阐明320x240蓝色背光液晶操作按钮维护专用RS-232接口监视批示灯&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、直流模仿量输入、直流模仿量输出等I/O模块接线端子62 装置背板阐明通信批示灯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 装置操作阐明PowerSA-M装置配有320*240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、接地刀闸实时状态以及电压、电流、有功、无功等实时模仿量；可以列表显示所有实时量；可以对断路器状态、隔离刀闸、接地刀闸进行控制操作；可以监视装置基本参数。装置在上电或复位后来，液晶显示自动处在“Graphic”状态下， 自动显示第一幅图形；在通过某些操作后来，液晶显示也许会处在任何状态，如果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其她PowerSA-M装置内容。例如，在集中组屏状况下，考虑顾客使用以便性，只需在位于屏体中间装置上配备液晶显示和操作按钮，而其她位于上方和下方装置就不必配备液晶显示和操作按钮。液晶显示和主菜单构造示意图：内容显示区模仿 数字 累加 控制 设立 事件 本地选取 执行 同期 取消选取6.3.1 单线图显示在每个PowerSA-M装置中，缺省可配备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单线图。下面为典型显示： 6.3.2 “模仿”菜单显示在主菜单下通过键盘左右方向键（和）选中“模仿”，按确认键（ ）进入模仿显示画面。模仿量是按列表形式显示，一屏可显示30个模仿量，多屏显示，通过键盘上下方向键（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。累加量是按列表形式显示，一屏可以显示30个累加量，多屏显示，通过装置键盘上下方向键（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，通过键盘上下方向键（和）选取一种要操作对象，通过左右方向键（和）选取要执行操作，返回主菜单用ESC键。当装置中下载有各种可控制液晶画面时，要一方面在主菜单下通过上下方向键（和）选取要操作液晶画面，然后再选取“控制”进入控制子菜单进行控制。下图为一典型显示： 选取“控制”后显示： 6.3.6 “设立”菜单显示在主菜单下通过键盘左右方向键（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：-这幅画面一种很重要作用是选取显示其她装置图形和数据：键盘左右方向键（和）选取要设立参数“显示ID：”，用键盘上下方向键（和）变化ID；按确认键（ ），可以切换到ID所标记远程装置显示，将其画面和数据调过来显示，其她操作与本地显示完全相似： 6.3.7 “事件”菜单显示在主菜单下通过键盘左右方向键（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，普通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装置内部软件充分考虑了由于传播引起延时，依照经验值作出时间补偿，保证对时精准。7.2 硬对时普通是通过接入GPS发出脉冲信号进行硬件对时，PowerSA-M主CPU模块上有专用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硬脉冲信号，速度非常快，普通不需做时间补偿算法。8典型应用PowerSA-M因其模块化硬件构造，模块化软件功能，丰富通信接口及方式，灵活组网路由方式，保证应用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模块可同步管理几种扩充装置，有效扩充采集物理I/O模块数和I/O量；主CPU 模块上以太网接口，可以使各种PowerSA-M装置与PowerSA-C通信解决机设备构成单/双网分布式监控系统；主CPU模块上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解决方案。831 老站RTU上网问题，9、常用问题9.1 POWERSA-M装置与否在正常工作？1) 看面板“Healthy”批示灯，灯闪表达装置运营正常；2) 按动面板上操作按钮看看数据与否在刷新；3) 通过tBE维护工具软件或后台系统检查通讯与否正常；9.2 装置无法正常启动？如果顾客通过tBE软件下载配备过程中通讯突然中断或装置断电了，很也许导致POWERSA-M装置配备不完整或乱了，有也许引起装置无法正常启动。这时候需要启动VxWorks超级终端，用“x”命令清除Flash所有配备；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组态软件使用阐明书从新开始配备装置。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；最右侧一种槽位是主CPU模块槽，在级联机箱中可由互连板替代；中间所有槽位提供应所有I/O模块，没有任何限制。10.2 模块端子定义及阐明 PM-MPC850 PM-MPC860 PM-PS PM-DI16 PM-DO16 PM-AIDC8 PM-AOL4 PM-CANI PM-DIO PM-AIAC PM-DSPC PM-FR阐明：1 PM-DI16 是16路状态输入，有三种遥信电源级别内部48V，外部供电220V或110V，但须在订货时，跳线设定；2个端子DICOM是16个遥信公共端子。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电源，容量为1A；DOCOM1是DO01-DO8公共端子；DOCOM2是DO09-DO16公共端子。3 PM-AIDC8是 8路直流模仿量输入，有电压型（0-5V）和电流型（4-20mA）两种，须在订货时拟定；出厂时，每一路校正系数已烧入在板FlashROM；DCi+和DCi-是每一路差分模仿输入，PG是屏蔽接地端子。4 PM-AOL4 是 4路直流模仿量输出（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，每一路校正系数已烧入在板FlashROM；DCi+和DCi-是每一路独立模仿输出，PG是屏蔽接地端子。5 PM-DIO 是8路48V状态输入和4路控制输出组合板。6 PM-AIAC 是最大为16路CT/PT交流采样板，端子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路控制输出组合板。8PM-FR 是4CT/4PT和16 状态输入故障录波板。10.3 安装尺寸图