鐵道供電遠動系統(tǒng)運行與維護課件：遠動系統(tǒng)的認知-遠動系統(tǒng)的發(fā)展

遠動系統(tǒng)的認知

遠動系統(tǒng)的發(fā)展一、遠動系統(tǒng)的發(fā)展歷程遠動技術的出現(xiàn)起于19世紀，人們在勞動生產(chǎn)過程中為遠離危險物體，但又需要對危險物體實施操作，如用遙控的方式點燃爆炸物等，這就是早期遠動技術的例子。其后，遠動技術的發(fā)展集中體現(xiàn)在20世紀。自20世紀30年代開始，隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，遠動技術被應用于電力、鐵路運輸、軍事、礦山和化工生產(chǎn)過程中，這一時期的遠動技術側重于遙控、遙測技術的發(fā)展，用于實現(xiàn)對遠程物體的控制和參數(shù)測量。到20世紀50年代后，全球科學技術得到飛速發(fā)展，在這一時期，計算機及計算機網(wǎng)絡技術、微電子技術、控制技術和通信技術得到迅速發(fā)展及應用，使遠動技術得到革命性的改革與創(chuàng)新，出現(xiàn)了計算機遠動技術。一、遠動系統(tǒng)的發(fā)展歷程從遠動裝置的技術裝備角度看，遠動系統(tǒng)到目前前后經(jīng)歷了繼電器、晶體管（分立元件）、集成電路和計算機遠動系統(tǒng)等四個階段，相應的遠動系統(tǒng)也被稱為第一代、第二代、第三代和第四代遠動系統(tǒng)。第一代、第二代、第三代遠動系統(tǒng)統(tǒng)稱為布線邏輯遠動系統(tǒng)，第四代即為計算機遠動系統(tǒng)。目前，廣泛使用的電氣化鐵道遠動系統(tǒng)均為計算機遠動系統(tǒng)。目前，電氣化鐵道遠動技術的發(fā)展趨勢集中在計算機高可用性技術的應用、基于IEC61970系列標準的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)交換的應用、遠動系統(tǒng)專用Internet網(wǎng)絡的使用等方面，即電氣化鐵道遠動技術迎來了網(wǎng)絡化的時代。由于它簡單可靠并且充分利用了廣域網(wǎng)技術，因此發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳爸袊娏茖W研究院科東公司、東方電子和南京自動化研究所在這方面的研究在國內(nèi)處于領先地位。二、布線邏輯遠動裝置與計算機遠動裝置在遠動系統(tǒng)中，布線邏輯式遠動系統(tǒng)的功能主要是依靠硬件設備來實現(xiàn)的，而計算機遠動系統(tǒng)的功能主體是依靠軟件來實現(xiàn)。二、布線邏輯遠動裝置與計算機遠動裝置1、布線邏輯式遠動裝置布線邏輯式遠動系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是通過裝置中邏輯電路的時序電路，由它控制具有遠動功能的邏輯電路按一定的時序要求進行工作，將等待處理的遙信、遙測信息或要發(fā)送的遙控、遙調(diào)命令經(jīng)各功能邏輯電路的處理變換為適合于顯示遙信、遙測信息和適合于發(fā)送的遙控、遙調(diào)指令。處理過程完全由邏輯電路來實現(xiàn)，所以，其投入運行的遠動裝置如果需要實現(xiàn)功能的變更，則必須更改邏輯電路設計，也就限制了布線邏輯式遠動系統(tǒng)功能應用的靈活性。在這一點上，計算機遠動系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。二、布線邏輯遠動裝置與計算機遠動裝置2、計算機遠動裝置計算機遠動系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是基于硬件設備的基礎上，應用軟件系統(tǒng)引導并控制處理信息。當需要改變處理要求時，只需對軟件程序進行修訂。即使需要增加硬件，由于各部分電路是通過數(shù)據(jù)總線相互連結，擴展也很方便。因此，計算機運動裝置更具有靈活性和可擴展性。目前，隨著微型計算機技術的發(fā)展和普及，電氣化鐵道牽引供電運動裝置廣泛采用計算機遠動裝置。硬件設計上看，計算機遠動系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了芯片級設計、板級或模塊級設計、系統(tǒng)級設計等三個階段。芯片級設計是指用戶根據(jù)系統(tǒng)功能實現(xiàn)的要求選用不同類的微處理器芯片、存貯器芯片和輸人輸出芯片等獨立元件聯(lián)成的系統(tǒng)；板級或模塊級設計則是直接采用單板機或軟硬件結合的多功能集成模塊構成用戶系統(tǒng)；系統(tǒng)級設計是直接使用具有完整的硬件和軟件結構的微型機系統(tǒng)，適當配置一些接口電路，即可更方便地構成一個滿足用戶要求的系統(tǒng)。顯而易見，隨著微型計算機生產(chǎn)技術的發(fā)展，微機遠動裝置硬件的設計越趨簡單。計算機遠動系統(tǒng)以微型計算機為工作主機構成的，以完成常規(guī)“四遙”功能為目標的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，簡稱為微機遠動系統(tǒng)。其基本構成包括：主計算機、人機對話設備、工程師終端、模擬屏、被控端RTU等，如圖2-4-2所示計算機遠動系統(tǒng)（1）主計算機：主計算機是微機運動裝置的核心，其工作方式由軟件進行控制，具有很強的功能適應性。主要功能除完成遠動系統(tǒng)的“四遙”功能外，還能進行許多運算處理工作，例如對遙信信號進行變位判別、事故順序記錄、程序控制等。同時，還能進行信息的加工處理和轉(zhuǎn)發(fā)，即調(diào)度端遠動裝置既能接收遙測、遙信信號，又能發(fā)送遙測、遙信信號，與傳統(tǒng)的概念略有區(qū)別。這種轉(zhuǎn)發(fā)功能是布線邏輯遠動裝置難以實現(xiàn)的。除此之外，微機遠動裝置還可進行一些實時計算，如對多個牽引變電所的功率進行總和統(tǒng)計、輸電線線損計算、誤碼率統(tǒng)計、各種圖形報表的顯示、打印等等。（2）人機對話設備：人機對話設備包括鍵盤、鼠標器、顯示器、打印機等，工作人員通過這些設備實現(xiàn)對遙信、遙測等信息的瀏覽，發(fā)送遙控、遙調(diào)命令，編制打印各種不同的圖形、報表等。同時，也可以通過復示終端提供操作人員的在線培訓、防誤操作以及輔助決策等功能。計算機遠動系統(tǒng)（3）工程師終端：工程師終端用于實現(xiàn)對遠動系統(tǒng)的調(diào)試、診斷與功能修改等功能，通過工程師終端，可以完成對遠動系統(tǒng)運行參數(shù)的校核與修訂。（4）模擬屏：在電氣化鐵道牽引供電遠動系統(tǒng)中，模擬屏作為輔助設備，用于顯示各個被控端牽引變電所電氣設備運行狀態(tài)的遙信信息和牽引供電系統(tǒng)運行參數(shù)（如電流、電壓、功率等）的遙測信息。（5）UPS電源：用于為主計算機提供不間斷工作電源。（6）被控端RTU：牽引供電遠動系統(tǒng)中