轨道交通电力监控系统控制权移交功能的实现.pdf

工业自 Re a l i z a t i o n o f Ha n d i n g o v e r Co n t r o l Ri g h t i n P o we r S CADA S y s t e m o f M e t r o L I U Xi a o - j 1 1 1 1 ，j I R o n g - y a n ，Z H A NG Y u f e n g ( N A R I T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n t L i mi t e d C o mp a n y ，N a n j i n g 2 1 0 0 0 3 ，C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e mo d e o f h a n d i n g o v e r c o n t r o l r i g h t i n p s c a d a s y s y t e m o f me t r o i s p r e s e n t e d a nd c o mp a r e d ， d e s i g n p r i n c i p l e i s d i s c u s s e d r e a l i z a t i o n flo w a n d a p p l i c a t i o n a r e p r e s e n t e d Ke y wo r d s ： me t r o；c o n t r o l r i g h t ；h a n d i n g o v e r 1概述 城市轨道交通供 电系统担负着运行所需的一 切 电能的供应与传输 ，是城市轨道交通安全可靠 运行的重要保证 。轨道交通供 电监控系统实现对 全线 电力设备 的监视和控制 。轨道交通供电监控 系统 由控制 中心级 的电力监控 系统和车站级的变 电所 自动化系统构成 ，两者通过 中心和车站间的 通讯骨干网进行通讯连接 ，实现数据交换 ，如图 1 所 示 。 在轨道交通供电监 控系统 中 ，控制 以中心监 控为主 车站变电所监控作为后备的手段l 2 为 了实现控制的安全 ，保证控制 的唯一性 ，需要 中 心和车站变电所 间进行安全有效 的控制权限 的移 交。本文就控制权 限移交方式 、原则 和具体实现 方法进行探讨 。 2控 制权限移交的 实现方式 为实现控制权 的唯一性 ，需将可控设备 的控 制权 限设置仅在中心或在车站变 电所 ，为 了满足 不 同运营人员的在不同地点的使用需求 ，需实现 控制权在 中心和车站变电所之间的顺利移交 。控 制权 的移交可通过硬件和软件方式实现 。硬件实 现方式是在变 电所 自动化系统控制信号盘内设置 个控制把手并将控制把手的位置信号通过变电 所 自动化系统 的测控装置进行采集后上送到控制 中心 电力监控系统 ，利用该位置信号作为控制闭 锁 的条件保证控制的唯一性 。变电所值班员手动 车站变电所 自 动化系统i 图 1 轨道交通 电力监控系统结构图 收稿 日期 ：2 0 1 1 0 5 2 6 E 二 二 工 二 = 通过对该把手的位置切换实现对全站控 制权 限的 转 移 。软 件实 现方式是设 置虚 拟 的位 置信 息点 ( 该点作为控制的闭锁条件 ) ，运行人员 在中心 的 电力监控系统或变电所 自动化 系统软件人机界面 通过权限的下放 、接收 、强制收 回等操作改变虚 拟位置点的状态 ，实现控制权限在 中心和车站变 电所间的移交 。硬件方式的权限交接较为简单 。 但由于硬件把手位置信息的采集及上送是通过测 控装置实现 一旦测试装置故障将无法通过把手 的位置切换实现控制权限的移交 。软件实现权限 移交较为灵活 ，可方便实现按 照不 同分 组 ( 如 电 压等级 )的权 限转移 ，但在设计 和软件实现上较 为复 杂 。 3软件方式控 制权 限移交 的设计原则 在供 电监控 系统 中，正常情况下控制权 限在 中心 。在一些特殊情况下 ( 如检修 、试 验等 )控 制权限需下放到车站变电所 。在进行控制权 限移 交设计时 ，需考虑以下运营需求 ： ( 1 )正常转移 ：供 电监控 系统正常运行 时 ， 由控制 中心向车站变电所发起权 限移交命令 ，由 车站变电所进行确认后完成权限移交 ： ( 2 )中心强制收回 ：供电监控系统正常运行 时 控制 中心不需要车站变电所确认直接将控制 权限收回到中心： ( 3 )车站变电所强制转移 ：当中央和车站变 电所间的通信发生 中断时 ，此时中心无法进行控 制 ，车站变电所直接可将控制权强制转移到当地。 图 2为权限转移的示意图。 图 2 权限转移示意图 进行控制权移交设计 时首先要确定控制权限 虚拟遥信源点设置的位置 为了保证控制权 的唯 一 性 ，将 只能设置一处控制权源点 ，另一处 的控 制权保持 与控制权源点的同步 。较为理想 的是将 控制权源点设置在车站变电所 自动化系统 中，中 心控制权保持与车站控制权的数据 同步 ，通过更 改车站变电所 自动化 系统的控制权源点的状态实 现权限的转移 。同时在设计时需要考虑在 系统重 启 时和网络中断恢复后 。控制权标识的保存和 同 步，以免造成控制权的遗失和混乱 。 4软件方式控制权 限移交的设计实现 在进行软件方式控制权限移交设计时 需要 考虑以下几种情况。 4 1系统重启的设计实现流程 在车站变电所 自动化系统重启时 ，需要从车 站变 电所存储设备中读取重启前 的权限状态 ，中 心电力监控将及时进行同步 ，保证与车站控制权 限的统一 ，设计流程如图 3所示 。 变电所 自动化系统 重启 从变电所存储设备 读取之前权限状态 J 变电所向控制中心 发送同步指令 一 ，- 一 控制中心电力监控将 权限与车站变电所 自动化系统进行同步 车站变电所 控制中心 图 3 系统重启 时权限设计流程示 意图 4 2正 常权 限交接 的设 计实现 流 程 当系统正常运行时 ，由控制中心值班员主动 下发权限下放， 收回的指令 ， 车站变电所 自动化系 统将弹 出窗口 ，值班员在一定时间 内进行确认操 作后完成权限在 中心和车站变 电所 的权限转移 具体的设计流程如图 4所示 。 4 3中心控制权 限强制收回设计实现流程 当系统正常运行时 ，在紧急情况下或车站变 皇 中 心电 力监控系统发送 控制中心 权限下放 收回命 I + 车站变 电所收到后在 监控计算机上 车站变电所 推出人机界面 t Y N l 1 l 不同意、 、 苎 ! 璺 同意I r ， 车站变电所权限标志 车站变电所权限标志 保持不变 进行修改并存储 1 r 车站变电所自 动化系统 向中心发送 同步指令 r 一 一 车站变电所人机界面 窗口关闭 + 控制中 心电 力j l5 捃嗜 跣 控制中心 进行控制权的同步 图 4 权限正常交接设计流程示意 图 电所值班员不在现场时时，控制中心值班员可主动 下发权限收回指令 ，此时不需要值班员确认 ，直接 将权限返回中心 ，具体的设计流程如图 5所示。 4 4车站变电所权限强制转移的设计实现流程 当 中心和车站之 间发生通讯故障时 ，中心将 无法实现对车站变 电所 电力设备的监控 ，此 时车 站值班员可主动将控制权限转移到车站变 电所 自 动化系统中，具体的设计流程如图 6所示 5结语 控制权限交接已成为轨道交通供电监控系统 的一项重要功能 ，不同的轨道交通线路 根据运 营 的需求采用了不 同的权限交接方式 ，重庆轨道交 通 3号线和上海轨道交通 1 0号线采用了硬件 的实 现方式 ，北 京地铁 5号线则使用 了软件 的方 式 均取得较好 的效果 ，当然 ，在实际的工程设计时 ， 需要根据 系统的结构进行具体的分析 ，实现适合 于本工程应用 的权限交接功能。 和 电圳盆 拦 啄 泼送 权限强制收回命令 车站变电所权限标志 进行修改并存储 车站变电所自 动化系统 向中心发送同步指令 控制中 心电 力 监控 系 统 l 进行控制权的同步 控制中心 车站变电所 控制中心 图 5 中心权限强制收回设计流程示意图 站变 电所 图 6 车站变电所权 限强制转移设计流程示意图 参考文献 ： 1 G B 5 0 1 5 7 2 0 0 3地铁设 计规 范 S 北 京 ：中国计 划 出版 社 2 0 0 3 2 魏 晓 东 城 市轨道 交通 自动化 系统与技 术 M j b 京 ：电 子 工 业 出版 社 2 0 0 4 第一作者简介：刘晓军，男 ，1 9 7 5年生，河南许昌人 ，硕 士 ，高级 工程师 。研 究领域 ：轨道交 通监控 和工程实施 。 已发表论文 4篇 。 ( 编辑 ： 阮毅)