风电机组监控及数据采集系统
The SCADA (S upervisory c ontrol a nd d ata a cquisition) system
基本的数据有（Basic data are）：
输出（能量）Output (energy)
状态和报警信息（Status and alarm messages）
传感器数据记录（Records of sensor data）
Data Flow Diagram数据流示意图
操作员数据库主要组成部分（Main Components of an Operator Database）风机数据自动收集（Automatic calling of wind turbine data）
风机数据库输入过滤器（Database input filters for turbine data）
数据库如MySQL, Oracle, MSSQL（Database like MySQL, Oracle, MSSQL）前端分析工具（软件）（Front end (Software) with analysis tools）
数据库功能
通过近期和长期的运行数据，进行数据分析和说明（Enables data analysis and interpretation based on recent and long term operating data ）
性能，历史和统计（Performance, History and Statistics）
运行数据分析
（Analysis of Operating Data）
目的（Purpose）:
辨别未达标的风机装置或装置的变化
Identify sub-optimal WT-settings, or changes in WT-settings
确定因未最优设置而损失的发电量
Quantify the lost energy yield due to non-optimal settings
对技术故障进行系统分析
Statistical analysis of technical failures
确定因技术故障而损失的发电量
Quantify the lost energy yield due to technical failures
估测预期的长期平均发电量
Estimate the long-term average energy yield that can be expected
运行数据（Operating Data）
基础数据 Data basis:
从风场监管控制系统得到按时间排序的连续数据（Continuous data in chronological order from the wind farm supervisory control system (time solution: e.g. 10-minute-mean values)）
发电量（Energy yields）
状态信息（Status messages ）
整个风场状况（Overview of the wind farm）
单台风机（single wind turbine）
运行数据有关问题
（Problems about Operating Data）
数据获取时出现的问题Problems occurring at data acquisition
数据存储或访问困难Storage of data or access to data difficult
不同的数据格式Various data formats
暂缺数据，或永久性丢失数据，错误数据Temporarily or completely missing data, wrong data
数据品质，例如机舱风速仪Quality of data, e.g. nacelle anemometer
状态信息的不恰当定义Non-appropriate definitions of status messages
步骤1，问题辨别
Step 1: Identify Problems
例如，某个风场的发电量是高于还是低于预期？
Example: the energy yield of a wind farm is higher/lower than expected
可能的原因：风，输出功率，可用性
Possible reasons: Wind, power output, availability
所有的风机都有这类问题吗？
Do all wind turbines have this problem?
检查风场和单台风机的图纸
check figures of wind farm and single wind turbines
检查如发电量，风况数据，功率曲线和可用性，先得出大体的看法
check e.g. energy yield, wind data, power curve and availability statistics to get a first overview
WindGuard WONDER v2 怎样处理这一问题呢？ How to do it with WindGuard WONDER v2?
图 1 风场和单台风机发电量比较Comparison of Wind Farm and Single WTs
每台风机的可用性（Availability for Each Turbine）
图不同的可用率定义比较Comparison of Different Availability Definitions
每台风机的综合数据
General Data for Each Turbine (Characteristics):
图2 风力、能量分布及功率曲线（Wind Distribution, Energy Distribution, Power Curve）
图3 风力、能量分布及功率曲线（测量和平均功率曲线）
Wind Distribution, Energy Distribution, Power Curve, Measured and Mean Power Curve
校核功率曲线（Checking the Power Curve）
机组上风速测量困难，风况测量不准导致对实际功率曲线的过估计或欠估计Measuring wind speed is difficult, especially on the WT，Faulty wind measurement leads to overestimation or underestimation of the
…real“ power curve
相关功率曲线估计：比较几台同一类型的风机的测量功率曲线
Relative power curve evaluation: comparing the measured power curves of several WTs of one type
对定桨矩风机：确定机组特性影响关系到旋转体的数量、发电机磁极数量。对变桨矩风机：确定机组特性的影响关系到桨矩角的变化
For stall-controlled WT: determine the influence of the WT′s characteristics concerning switching the rotational number, pole-switching of the generator, respectively. For pitch-controlled WT: determine the influence of the WT′s characteristics concerning pitch angle variation
绝对功率曲线估计：比较测量功率曲线和风机厂商给定值
Absolute power curve evaluation: comparing the measured power curve with the specified values given by the manufacturer of the WT.
电力监控和数据采集系统 【摘要】本文从电力监控系统的结构与功能、PMC916智能化数据采集系统，以及电力数据的采集系统这三个方面对电力监控和数据采集系统进行阐述。 【关键词】电力；监控；数据；采集 一、前言 随着计算机信息技术的不断发展，电力监控系统也到了极大地发展，为了更好地进行监控，就需要相关的数据采集系统的建设。 二、电力监控系统的结构与功能 1.电力监控系统的结构 电力监控系统是一个复杂多样的程序，它一般是由信息控制系统、现场控制系统和问题处理系统三方面共同构成的。这三部分构成了一个整体，共同发挥作用，全方位的监控电力系统的运行。 信息监控系统是电力系统构建中必不可少的一部分，由于电力监控系统在运行过程中现场端和PLC 系统的主控端距离较远，因此，信息监控系统就成为了这个中转站。目前，系统的通信网络主要是以智能设备为主，负责各个网络的通信，从机则是由智能变送器、可编程控制器、现场控制单元构成的，用来传输数据。 PLC 可编程结构、传感器、执行装置等一系列设备共同构成了现场控制系统的子系统，用于执行命令程序，采集现场信息，并进行实时监控。同时，它还可以通过传感器对数字、开关量等信息进行处理，从而获取电力系统现场使用的具体情况。 顾名思义，问题处理系统就是用来处理连接过程中所遇到的困难的。简单来说，就是在接收到现场控制子系统传过来的各种信号之后，把它们转化为声、光、电或者图像，为工作人员提供信息的指导。具体来说，就是通过报警系统、显示屏、模拟屏等设备的运行，帮助工作人员对电力系统运行信息进行及时有效的处理。 图1 2.电力监控系统的功能 由电力监控系统的构成可以得知其最主要的功能体现为现场监控、信息采
一。SCADA系统概述 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 二．SCADA系统发展历程 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展到今天已经经历了三代。 第一代是基于专用计算机和专用*作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。 第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，*作系统一般是通用的UNIX*作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。 90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。 第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备，预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其
大型风电场远程与中央监控系统 1 系统组成 大型风电场远程与中央监控系统由服务于风电场的风电场中央监控系统和服务于风电公司的风电场远程运行信息管理系统两部分组成。其中风电场中央监控系统安装于风电场内，实现对风电场内所有风电机组的中央监控功能以及风电场发电功率预测、风电场发电智能控制等高级应用功能；风电场远程运行信息管理系统安装于风电公司，实现对所辖各风电场运行数据的远程管理功能。 图1-1 系统功能组成 1.1 风电场中央监控系统的系统组成 如图1-2所示，大型风电场中央监控系统根据风电场规模在监控中心放置一台或者多台应用服务器以及一台数据库服务器，应用服务器通过通信集中器连接光纤网络与风电机组进行通信，应用服务器与通信集中器间设置双向物理隔离设备，以避免来自应用服务器和监控网络的非法访问，监控人员可通过连接在监控总线上的主控室工作站访问安装在应用服务器上的风电场中央监控系统，实现对风电机组的中央监控。在应用服务器与风电场外网络出口处设置双向物理离设备，防止风电场外数据对风场内部设备的影响。
风力发电机 风力发电机 图1-2 风电场中央监控系统的物理组成
1.2 风电场远程运行信息管理系统的系统组成 由于风电公司与其所属风电场往往距离遥远且风电场分布分散的特点，在风电公司与其风电场之间建设专网成本过高，因此利用Internet通道实现互联是经济、可行的方案。如图1-3所示，风电公司与其所属的各风电场采用VPN设备连接互联网，实现风电公司应用服务器和风电场应用服务器的通信。VPN设备可保证风电场端及风电公司端网络的有效访问及网络安全。风电公司内部工作站可通过公司内部网络以浏览器的方式直接访问安装在应用服务器上的风电场远程运行信息管理系统，实现对风电场运行信息的远程管理。 图1-3 风电场远程运行信息管理系统的物理组成 2 系统功能 2.1 风电场中央监控系统的系统功能 2.1.1基本功能 通信管理：系统自动与预先设定的风电机组建立通信连接，并具有通信中断后的自动重新连接功能。通信功能的设计遵循国际风电机组监控通讯标准IEC61400-25协议，结合主流控制器提供的标准OPC接口，实现风机PNP功能。 数据存储：数据存储的功能分别在通讯集中器和数据库服务器中实现。通信集中器中可存储风电机组数不小于100台、时间分辨率0.5s以下15天的实时运行数据。数据库服务器可存储风电机组数不小于100台、时间分辨率0.5s以下20年的实时运行数据。 监视功能：实时监视风电机组的运行状态及运行数据（数据刷新周期可由后台设置，设置范围视风电机组型号而定，一般为0.5s-30s）。实现绘制风速－功率曲线、风速分布曲线、风速趋势曲线等功能。
电力系统监控和数据采集系统 测控技术与仪器0840308234 张臻欢 摘要： 介绍了监控和数据采集系统各部分的功能和运行原理,以及一种基于USB和CAN总线技术的数据采集系统，该系统主要由一个USB-CAN节点和多个数据采集结点构成，采用CAN总线构成通信网，以USB总线接口实现主节点与计算机的通信，数据采集结点完成电力设备参数采集，可以通过一台主机监控多个电力设备状态参数。该系统实现了电力监控系统中的电力参数检测和总线通信，具有实时性强、可靠性高、抗干扰能力强、容易扩展新节点等优点。 关键词： 电力监控、数据采集、功能运行原理、通用串行总线、控制器局域网总线 引言： 计算机的出现，使监控系统的设计与使用发生了巨大的变化。在引入以计算机为基础的系统前，监控系统的功能局限于远程控制和简单的状态信号显示。当以计算机为基础的监控系统出现后，大容量的数据采集和处理才有可能被广泛地运用，并成为计算机系统的基本功能之一。随着电力工业的发展，电力系统的可靠性和电能质量越来越多的受到人们的关注，对电力监控也提出了更高的要求。 1监控及数据采集的功能 1.1数据采集 周期性地从RTU中采集数据是它的基本功能。电力系统中的大多数系统是以查询方式采集数据，即RTU仅在接收到主站对其请求后，才把数据传送给主站。它有2种可选用的RTU响应方式：第一种方式是发送所需点或点集的实际值或状态；另一种方式是仅发送前一次查询请求以来状态发生过的变化或数据值超过一预先定义的增量变化范围的点或点集。后者称为报告异常事件方式。此方式的主要优点是减少了主站处理时间。通信线路中平均负荷也比第一种方式要小。不过，通信线路必须具有足够的带宽容量，以适应最坏情况，即在电力系统出现大干扰时，大量点的数据会发生快速变化，而此时调度员却最需要及时和准确的数据。 数据采集过程可认为是一些专用及高度相关子过程的过程集。这些子过程为：a．对RTU 内部数据库的查寻及快速修改；b．主站周期性地对RTU进行查询；c．把主站所需的RTU 数据传送给主站；d．校核因传送所引起的数据错误；e．换算数据工程单位；f．通过写入来覆盖数据库中的原有状态或数值。 1.2信息显示 信息显示是有选择地检索数据库中固定数据及实时数据，并将其组合后提供给运行人员的过程。通常将其显示在有限的图形CRT彩色屏幕上。固定数据包括发电厂、变电站接线图的信息及其它不随时变化的可显示信息。可变数据包括二态或三态设备的状态和数量变化，并可能带有符号的模拟量。通过名字或标识符来表示的设备名称和点的标志常被认为固定值，并被附在变量后面。 显示常常选择分层的树结构形式。在此结构中，索引页面（或者叫菜单）允许运行人员用光标定位技术（键盘、鼠标、跟踪球或屏幕接触定位法）来选择各种信息的显示。在同一系统中，常常提供多种显示选择方法，如专用功能键、显示标识符或名字的键盘输入。 专用功能键使显示的时间大为缩短。但由于受空间的限制，因而这种键的数目是有限的。用标识符进行键盘选择，要求运行人员记住及使用相互参照表。 也有除CRT之外的其它显示介质。一般有动态模拟盘，它主要通过灯光的变化来显示。
目录 摘要 第１章引言 (3) 第２章研华ADAM模块简介 (4) 第2.1节 ADAM4017模拟量输入模块 (4) 第2.2节 ADAM-4520 隔离转换器 (4) 2.2.1 RS-232接口和RS-485接口 (5) 第3章监控组态软件概述 (7) 第3.1节组态与监控组态软件 (7) 第3.2节组态王6.5的介绍 (7) 3.2.1 组态王6.5的程序组成 (8) 3.2.2 组态王6.5变量和命令语言 (10) 第4章数据采集系统的总体结构 (12) 第4.1节数据采集系统的硬件结构 (12) 第4.2节数据采集系统的监控界面设计 (13) 4.2.1 通讯组态 (13) 4.2.2 画面组态 (19) 第5章结论 (24) 参考文献 (26) 致谢 (27)
摘要 文章介绍了以数据采集模块，通讯模块和监控组态软件为基础的多通道模拟量数据采集系统。系统采用研华ADAM40178通道A/D模块进行现场数据的采集，通过研华ADAM4520模块传输到计算机，利用组态王软件对数据进行分析处理,并实时显示数据。 本系统数据库技术、计算机图形接口技术于一体, 实现了系统的动态显示、报警、数据记录, 并提供友好的人机界面, 可靠性高、可维护性强。 关键词：数据采集系统；ADAM4017；ADAM4520；组态王软件 Abstract This article introduced a data acquisition system based on data acquisition module，communication module and monitoring and control configuration software.It use YanHua ADAM4017 PLC to make acquisition of those field data.Then we use YanHua ADAM4520 module to transmite to the computer making data processing and analysis with Kingview softwre and at the same time ，displaying the data. This system includes control technology，database technology and computer graphics interface technology，it achieves dynamic display and warning，data records. In addition，our system provides friendly man-machine interface with advantages such as high reliability and good maintainability. Keywords：data acquisition system，ADAM4017，ADAM4520，Kingview softwre
风电场及远程监控自动化管理系统 一、系统概述 风电场及远程监控自动化系统采用分层分布的体系结构，整个自动化系统分为三层：风场控制层、区域控制层和集中控制层。风场控制层设在风电场现场，为风电场运行 与管理提供完整的自动化监控，为上级系统提供数据与信息服务；区域控制层 设在区域风电场中央控制室，负责所辖风电场运行状态的监视与管理，为集中 控制层提供数据与信息服务；集中控制层作为总部或集团的风力发电监控中 心，全面掌控所有风电场运行状况，统筹资源调配。 建设风电场及远程监控自动化系统，实现各风电场设备的集中监视和管理，对提高公司综合管理水平、优化人员结构、提高风电场发电效益等十分重要。 提高风电场自动化水平 无人值班少人值守是风电场运营模式的发展方向，对风电场的设备状态、自动化水平、人员素质和管理水平都提出了更高的要求，是风电场一流的设备、一流的人才、一 流的管理的重要标志，建立可以实现风电场及远程监控自动化系统，是实现风 电场无人值班少人值守的必要条件，对全面提高风电场自动化水平有极大的促 进作用。 提高风电场群的经济效益 设置风电场及远程监控自动化系统，建立与当地气象部门的联系，根据气象部门对未来时段天气预报的预测信息，制定风电场在未来时段的生产计划，合理地安排人员调 配和设备检修计划，使资源得到充分利用，提高风电场群的经济效益。 提高风电场群在电网中的竞争优势 随着风电场群规模的日益扩大，风电发电量在电网中占的比重将越来越大，通过建立风电场及远程监控自动化系统，对各风电场的发电状况进行预测，并上报电网公司， 以利于电网公司电力调度计划的制定，提高发电公司在电网中的竞争优势。提高公司管理水平 由于风电场群具有风电场设备多且分布分散，地处偏远的特点，如果对每个风电场单独进行管理，需要消耗大量的人力物力。设置风电场及远程监控自动化系统，实现风 电场群的集中运行管理、集中检修管理、集中经营管理和集中后勤管理，通过 人力资源、工具和备件、资金和技术的合理调配与运用，达到人、财、物的高
机床监控与数据采集系统 一、应用背景 如何准确统计机床利用率、如何提高机床利用率，如何从海量数据中分析出制约生产的瓶颈？ 随着计算机技术、网络技术日益普遍应用，网络进入制造中心已是一种趋势。数控机床走向网络化、集成化，帮助企业实现制造信息化、自动化，推动企业进入科学化的量化管理、提质增效、提高企业整体竞争力已成为数控机床发展方向。 “MDC机床监控与数据采集系统”是机床数据采集系统和机床数据分析处理系统的集成，具有数据采集，机床监控，数据分析处理，报表输出等功能，主要用于采集数控机床和其他生产设备的工作和运行状态数据，实现对车间机床的利用率、空闲率、报错率、零件生产量等情况的监视与控制，并对采集的数据进行分析处理，生成相应的报告，为公司领导层开展科学化的量化管理提供数据支持和决策依据，做出针对性的管理措施，提高企业的生产效率。 二、功能： 1、实时获取设备状态及加工信息 管理人员只需在办公室即可直观、快速了解现场车间所有设备的运行状态（关机、运行、待机、空运行、调试、故障）、产量、稼动率以及加工参数信息（主轴倍率、主轴转速、进给倍率、进给速度、温度、电流等）加工进度等实时监控。
2、各项数据多角度分析呈现 能够把采集到的数据按机床、时间、开机率、利用率等条件，以饼图、柱图、折线图、统计表格等多种方式统计、分析数据，并可以输出为EXCEL文档。报表内容包括设备状态、加工产量、设备用时、调机用时、设备报警、设备稼动率、操作人员达成率、工单完成率等报表数据，可根据操作工、设备、班次等信息，按班次、日、周、月、季、年进行报表导出。
3、移动端应用设备数据远程实时监控 管理人员通过移动端随时掌握生产现场情况，包括加工进度、任务完成情况、设备运行状态及设备运行效率等状况，现场问题及时获知和处理，降低管理成本。
第三篇计算机监控系统的数据采集与处理 任务一、数据采集与处理的作用和分类 数据采集是指将生产过程的物理量采集并转换成数字量以后，再由计算机进行存储、处理显示或者打印的过程。水电站计算机监控系统的数据采集系统的任务，就是采集各类传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机；计算机根据需要进行相应的计算、处理并输出，以便实现对水电站生产过程的自动监控。一般监控系统采集数据大致可分为以下八类： 1.输入模拟量。它是指将现场具有连续变化特征的电气量和非电气量直接或经过变换 后，输入到计算机系统的接口设备的物理量。适合水电站计算机监控系统的模拟量参数范围包括0~5VDC、0~10VDC、0~20mA、±20mA、4~20mA等。 2.输出模拟量。它是指计算机系统接口设备输出的模拟量，水电站中适用的典型参数 为4~20mA或者0~10VDC。 3.输入开关量。它是指过程设备的状态或者位置的指示信号，输入到计算机系统接口 设备的数字量（即开关量），此类数字输入量一般适用一位“0”或“1”表示。 4.输出开关量。它是指计算机系统接口设备输出的监视或者控制的数字量，在水电站 控制中为了安全可靠，一般输出开关量是经过继电器隔离的。 5.输入脉冲量。它是指过程设备的脉冲信息输入到计算机系统接口设备，由计算机系 统进行脉冲检测的一位数字量，如机组齿盘测速信号。 6.数字输入BCD码。它是将BCD码制数字型的输入模拟量输入到计算机系统接口设备， 一个BCD码输入模拟量一般要占用16位数字量输入通道。 7.数字输入事件顺序记录（SOE）量。它是指将数字输入状态量定义成事件信息量， 要求计算机系统接口设备记录输入量的状态变化及其变化发生的精确时间，一般应能满足5ms分辨率要求。在监控系统中，机组货电气设备的事故信号均以SOE量输入，系统对SOE量以中断的方式响应。 8.外部数据报文。它是将过程设备或者外部系统的数据信息，以异步或同步报文通过 串行口与计算机系统交换数据。 任务二、模拟量的输入与输出 模拟量的输入与输出通道，是计算机监控系统的一个重要组成部分。模拟量输入通道是将生产过程的模拟量转换成计算机可以识别的二进制数以后，传送给计算机的通道。模拟量输出通道是将计算机发出的控制信息传送给执行机构的通道。
第32卷第4期电子科技大学学报V ol.32 No.4 2003年8月 Journal of UEST of China Aug. 2003 基于Web的远程监控与数据采集系统 陈 新* (郑州轻工业学院信息与控制工程系郑州 450002) 【摘要】分析了监控系统的发展趋势，提出了一种基于Web技术的远程监控与数据采集系统的设计方案。Web 数据库采用ASP技术实现，远程智能终端采用单片机系统实现，用户可以通过浏览器实现对现场设备状态的监控。 该设计方案在实现铁路供水监控系统中取得了成功，通过控制网和Internet的结合，实现了集控制、管理、信息、 网络于一体的企业综合自动化。 关键词监控系统; Web数据库; 服务器; ASP技术 中图分类号TP277 文献标识码 A Application of Long Distance Supervisory Control and Data Acquisition System Based on Web Chen Xin (Dept. of Information and Controlling Eng., Zhengzhou Inst. of Light Ind., Zhengzhou 450002) Abstract In this paper, the development trend and the general significance of the supervisory control system is analyzed, and also a design project of water supply’s supervisory control and data acquisition system based on Web is introduced. The Web database adopts ASP technology to realize, and the long distance intelligent terminal uses MCU system. The user can supervise and control the water supply’s equipments though the browser. The design has met with success in the system of railway water supply’s supervisory control. Though the combination between control network and Internet, the corporation can achieve its automation with control, management, information and network together. Key words supervisory control system; Web database; service; ASP technology 监控系统是集计算机技术、控制技术、网络技术为一体的高新技术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。监控技术经过了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内的远程监控三个发展阶段。远程监控是指本地计算机通过网络系统对远端的控制系统进行监测和控制[1]，其中基于Web的远程监控与数据采集(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)模式成为当前监控系统的发展趋势[2]。同时，随着社会的发展，人们对水利供应、电力供应、环境监测、城市燃气供应、集中供热以及银行防盗等系统的正常运行提出了更高的要求。以上系统的特点是站点分布较为分散，而站点的正常运行又极为重要。以铁路沿线供水为例，其供水站点的分布很广，传统的人工现场监控浪费人力物力，效率低下，所以研制开发低成本、高可靠性、配置灵活，适用范围广的远程监控系统具有普遍的意义和实用价值。本文结合某铁路局沿线供水监控项目，开发了基于Web的远程监控与数据采集的系统方案。 1 系统整体说明 基于Web的远程监控系统可分为现场监控(智能终端)、监控中心(包括通信模块、数据库服务器、Web服 2002年11月12日收稿 * 男 43岁硕士副教授主要从事过程控制方面的研究
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 风电场电力二次系统安全防护 方案(通用版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
风电场电力二次系统安全防护方案(通用 版) 第一章总则 1.1为了加强本单位二次系统安全防护，确保电力监控系统及电力调度数据网络的安全，依据国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》和原国家经贸委第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网安全防护规定》，制定本方案。 1.2本方案是电网调度《电力二次系统安全防护总体方案》配套的系列文件之一。 1.3本方案描述了风电机组监控系统及与电网直接相关部分的安全防护，包括变电站部分的安全防护。 1.4二次系统的防护目标是抵御黑客、病毒、恶意代码等通过各种形式对风电场电力二次系统发起的恶意破坏和攻击，以及其它非
法操作，防止电力二次系统瘫痪和失控，并由此导致的一次系统事故。 1.5安全防护的重要措施是强化电力二次系统的边界防护。 1.6本方案适用于各部门落实电力二次系统安全防护工作。 第二章风电场二次系统结构 风电场监控系统主要包括：变电站自动化系统、五防系统、继电保护装置、安全自动装置、故障录波装置、电能量采集装置、风电机群集控装置、集电线继电保护装置和生产管理系统等。 二次系统安全分区表 序号 业务系统及设备 控制区 非控制区 管理信息大区 1 变电站自动化系统
安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 专业：计算机科学与技术 班级： 学生姓名： 学号： 课题：安全监控数据采集系统 指导教师：
摘要 随着国内煤矿安全事故不断发生，特别是井下瓦斯爆炸事故时有发生,研究出一套安全监控系统是十分必要的。 文章介绍了智能煤矿安全监控系统中的时钟电路设计及一些监控程序流程。其中时钟电路设计部分主要介绍了相关芯片介绍,芯片特性及应用方法，以及时钟电路的设计。其中时钟芯片DS1339是采用了I2C接口技术的超小型串行实时时钟芯片。主要利用它通过外部接口为单片机系统提供日历和时钟。 关键词：单片机，时钟电路，I2C总线,串行传输。
Abstract Unceasingly occurs along with the domestic coal mine security accident, specially mine gas explosion accident sometimes occurs, studies set of safe supervisory systems is extremely essential. The article introduced in the intelligent coal mine safe supervisory system clock circuit design and some monitor routine flows. Clock circuit design partial mainly introduced the related chip introduced,chip characteristic and application method, as well as clock electric circuit design. Clock chip DS1339 has used the I2C connection technology subminiature serial real-time clock chip. Mainly uses it to provide the calendar and the clock through exterior connection for the Single chip microcomputer system. Key word: Single chip microcomputer, clock electric circuit, I2C main line, serial transmission.
电力系统监控和数据采集系统研究 摘要：随着深入推进电力体制改革、建设能源互联网、实施大数据创新应用等 国家战略的推进，计量传统业务向新型业务拓展，营销业务向社会化全业务链延伸。跨专业协同持续深化，对电力系统监控和数据采集系统的支撑能力提出新的 要求。面对新形势新挑战，全面总结采集系统建设的基本情况和主要成效，梳理 系统建设过程中的不足，分析面临的内外部形势，结合业界成熟的新技术，提出 新一代电力系统监控和数据采集系统。 关键词：电力监控系统；网络；安全；防护 引言 电力监控系统作为国家关键信息基础设施，面临的网络安全形势日趋严峻，一旦遭受网 络安全攻击将可能导致大面积停电事件，严重威胁企业和国家安全。因此提高电力监控系统 的网络安全防护能力具有重要的现实意义。 1电力监控系统防护基本原则 电力监控系统防护整体方案设计上要遵循“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证” 的原则。 1.1安全分区 根据运行业务安全等级要求不同，将电力监控系统划分为生产控制大区和管理信息大区，其中生产控制大区又分为控制区（安全I区）和非控制区（安全II区），管理信息大区又分 为安全Ⅲ区和安全Ⅳ区。安全等级低的业务系统可以放在高安全区内，安全等级高的业务系 统不允许放在低安全区内。除此之外，还设置安全接入区，使用公网通信、无线通信的业务 通过安全接入区接入电力监控系统。 1.2网络专用 生产控制大区业务使用调度数据网承载，管理信息大区业务使用综合数据网承载，调度 数据网和综合数据网使用独立的设备组网，在物理上实现网络安全隔离。使用MPLS-VPN技术，划分实时VPN和非实时VPN，实现安全I区和安全II区的逻辑隔离。 1.3横向隔离 生产控制大区与管理信息大区使用电力专用的横向隔离装置实现物理隔离，生产控制大 区和管理信息大区内部使用防火墙等具有访问控制功能的网络设备进行逻辑隔离，安全接入 区使用电力专用横向隔离装置与生产控制大区和管理信息大区实现物理隔离。 1.4纵向认证 各级生产控制大区使用纵向加密认证装置与调度数据网连接，为上下级调度机构或主站 与子站的控制系统之间的调度数据网通信提供双向身份认证、数据加密和访问控制服务。 2电力系统监控和数据采集系统
环境监测数据采集传输系统软件简要介绍 一、软件功能介绍： 我公司长期专业从事环境自动监测监控系统开发和运营工作，开发的下端数据采集传输软件在实际工作中根据实际使用和管理要求不断地升级改版，目前的软件按照总局制订的《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》( HJ/T 212-2005)传输标准要求开发的，且已经过长时间的实际运行考证。 环保数据采集查询传输系统软件基于微软Windows框架开发，采用 Windows XP或 XPE嵌入式操作系统，具有工作稳定性高、开发升级方便、保密性强等特点。 本软件是用于环境监测监控的专业软件，该软件基于工控机模式的下位机程序，实现除现有的数据采集功能外，同时支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA和以太网，便于用户管理现场在线分析仪而开发的一套管理软件，该软件提供以下功能： ↘数据采集：采集来自仪器仪表的模拟量信号和分析仪的各状态信号；模拟信号包括流量、PH、COD等参数。 ↘数据处理：计算采样数据，得到各种测量项的分析结果和需统计数据，提供各种测量项的瞬时值、指定时间段的平均值或排放量。 ↘数据存储：保存原始采样数据和统计数据，可存储10年以上历史数据； ↘数据查询：多种方式查询显示各测量项的瞬时值、统计数据、历史数据；↘数据打印：可根据需要打印数据报表、画面内容、操作记录等； ↘系统操作：简洁的操作界面，系统、网络、监测参数设置方便； ↘通信标准：通信协议符合国家环保部《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》( HJ/T 212-2005)传输标准，且可扩展兼容各省市制定通信协议和其他通信协议； ↘数据传输：数据传输至上位监控中心平台，并可通过ADSL、PSTN、GPRS、CDMA和以太网等任意一种网络进行通信； ↘系统扩展：系统可随时增加监测参数，软件开放式构架，可扩展软件功能和进行二次开发； ↘数据安全：分级安全认证密码，以避免误操作并确保数据的安全性；
第一章数据采集与监控系统 第一节数据采集系统的基本结构 近年来，世界各国的火力发电设备发展方向是采用高参数大容量的单元式机组。机组容量越大，热力系统越复杂，需要监视的参数和操作的对象也就越多。特别是在机组的启停和事故处理过程中，机组处于不稳定的状态下工作，各种参数不断迅速变化，在同一瞬间需要同时进行几个参数的监视和操作，甚至有时要求运行人员在几分钟内完成几十个操作动作，稍有贻误就容易造成重大事故。以一台300MW机组为例，它需要监视的项目在900～1100点左右，如此多的数据如果用常规仪表去监视和测量，无论是在设计还是在运行上都有相当大的困难，一方面将使控制盘的尺寸大幅度增加，另一方面会给运行人员的监盘造成极大困难，劳动强度大，更易造成误操作，直接威协机组的安全运行。为了改变这一状况，在国内外大型火力发电机组上都广泛采用计算机对生产过程进行监视和测量，该计算机系统一般称为数据采集系统(Data Acquisition System 简称DAS)，或者将其称为计算机安全监视系统、计算机信息处理系统、数据采集监视和处理系统等。 计算机数据采集系统，可采用小型机、单台微型机、或多台微型机构成。 一、小型计算机数据采集系统 以小型计算机构成的典型数据采集系统如图6-1所示。 小型计算机数据采集系统采用双总线式结构，即内存总线与I/O总线分开。系统中所有的过程变量经过程通道连接在I/O总线上，其中包括各种模拟量输入、开关量输入、脉冲量输入、模拟量输出、开关量输出等。在I/O总线上还挂有专用接口，用以连接其它计算机装置或系统。在I/O总线上挂有硬盘驱动器，用以存贮操作系统、各种文件及数据。磁盘由专门的文件管理系统进行管理。主要人机联系设备有：运行人员操作台、工程师操作台和程序员操作台，亦挂在I/O总线上。 由小型计算机构成的数据采集系统具有以下特点： （1）由于小型机一般设有专门的I/O总线和I/O处理机，所以它与外部或外围设备交换的信息可以由I/O处理机进行处理，这样就可以加快I/O处理的速度和提高外设与主机之间工作的并行程度。
基于紫金桥软件的风电场计算机监控系统 风电场计算机监控系统分中央监控系统和远程监控系统，系统主要由监控计算机、数据传输介质、信号转换模块、监控软件等组成。 中央监控系统的功能是：对风力发电机进行实时监测、远程控制、故障报警、数据记录、数据报表、曲线生成等。 中央监控系统结构图： 计算机监控系统 计算机监控系统负责管理各风电机组的运行数据、状态、保护装置动作情况、故障类型等。为了实现上述功能，下位机（风机控制器）控制系统应能将机组的数据、状态和故障情况等通过专用的通讯装置和接口电路与中央控制器的上位计算机通讯，同时上位机应能向下位机传达控制指令，由下位机的控制系统执行相应的动作，从而实现远程监控功能。 中央监控系统一般运行在位于中央控制室的一台通用PC机或工控机上，通过与分散在风电场上的每台风力机就地控制系统进行通信，实现对全场风力机的集群监控。风电场中央监控机与风力机就地控制系统之间的通信属于较远距离的一对多通信。国内现有的风电场中央监控系统一般采用RS485串行通信方式和4～20mA电流环通信方式。比较先进的通讯方式还有PROFIBUS通信方式、工业以太网通信方式等。 上述各种通讯方式能够完成风电场中央监控系统中的通信问题，但具有各自的特点，主要通信方式简要对比如下：
风电场监控系统软件 目前，我国各大风电场在引进国外风力发电机组的同时，一般也都配有相应的监控系统，但各有自己的设计思路和通讯规约，致使风电场监控技术互不兼容。同时，控制界面全部是英文的也不利于运行人员操作。如果一个风电场中有多个厂家的多种机型的风电机组的话，就会给风电场的运行管理造成一定困难。如内蒙辉腾锡勒风电厂就有约5种的监控软件。因此，国家在科技攻关计划中除了对大型风电机组进行攻关外，也把风电场的监控系统列入攻关计划，以期开发出适合我国风电场运行管理的监控系统。目前也有一些国产监控系统开发成功并投入运行。如：新疆风能有限责任公司的“通用风电场中央及远程监控系统”。 监控软件的开发应尽可能在现有工业自动化软件的基础上进行二次开发，这样一方面可以缩短开发周期，另一方面现有的工业控制软件技术成熟、应用广泛，因此稳定性好。随着软件的升级而方便地升级。而直接从底层开发的监控软件如果没有强大的软件队伍，和经验丰富的软件人员很难与之相比。 紫金桥实时数据库是紫金桥公司在长期的科研和工程实践中开发的。紫金桥实时数据库在实际应用中，以其可靠性、方便性和强大的功能得到用户的高度评价，用户已经广泛应用于石化、炼油、汽车、化工、冶金、制药、建材、轻工、造纸、采矿、环保、电力、交通、智能楼宇、仓储、物流、水利等多个行业和领域的过程控制、管理监测、现场监视、远程监视、故障诊断、企业管理、资源计划等系统。 结合紫金桥实时数据库特点和风电场的监控需求开发的风电场监控系统具有如下功能特点： ?分布式结构，有助于搭建多层数据库应用，构建复杂的大型分布式系统。 ?友好的控制界面。在编制监控软件时，应充分考虑到风电场运行管理的要求，应当使用中文莱单，使操作简单，尽可能为风电场的管理提供方便。 ?能够显示各台机组的运行数据，比如每台机组的瞬时发电功率、累计发电量、发电小时数、风轮及电机的转速和风速、风向等，将下位机的这些数据调入到上位机，在显
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 SCADA在石油管道工程中占有重要的地位，如用在系统管理石油管道的顺序控制输送、设备监控、数据同步传输记录，监控管道沿线及各站控系统运行状况等。各站场的站控系统作为管道自动控制系统的现场控制单元，除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给调度控制中心并接受和执行其下达的命令，并将所有的数据记录储存。除此之外的基本功能，现在的SCADA管道系统还具备泄露检测、系统模拟、水击提前保护等新功能。 石油方面应用 目前，国外已广泛采用SCADA系统来实现对城市燃气管道的自动监控和自动保护，并已发展成为燃气管道自动控制系统的基本模式。SCADA系统的工作原理是：根据数据采集系统获得的系统运行工况参数与设计工况参数的比较结果，然后通过由调节阀和与之配套的电动、气动、电液联动或气液联动执行机构以及检测被调参数的仪表等组成的自动调节系统对某些偏离设计工况的运行参数进行自动纠偏调节。 发展历程
风电场视频监控系统设计文档 1 需求分析 基于上次的讨论，需要开发基于IP网络摄像机的视频监控系统，硬件采用服务器+磁盘阵列+视频墙方式，软件采用网络摄像机SDK直接开发，完成视频的实时预览，保存，查询等功能。本文档对整个监控系统平台软件进行详细说明。 2 系统概述 2.1 现场问题 当前，由于国内风电场建设处于初级阶段，各个方面均处于摸索阶段，存在着诸多问题，主要表现在以下几点： 1）中国风电发展速度过快，风电专用的安全监控设施不完备，安全管理过度依赖运维人员的自觉； 2）高空作业存有高风险； 3）生产场地范围大，人员维修施工处在不可控状态； 4）风电场的部分维护人员安全意识不高，安全事故发生时有发生； 5）配套厂家较多，管理难度大； 6）风机进出管理不规范，时间不明确，无法统计工作量； 7）风机自身防盗能力差； 8）新入职员工的培训存在难题，实际操作中过于依赖技术专工； 9）人员紧急情况下的求救没有可靠性装备，指导救援设施不完备； 10）例行检查必须攀爬到风机机舱，劳动强度大，效率低，人力成本大。 针对现场存在的上诉问题，特研发了该套风机场视频及环境监控系统，保障风机的正常运转安全。 2.2 系统构成 整个系统由视频监控和环境监控两部分组成，具体硬件配置如下：
2.3 软件设计 平台软件是整个系统的核心，通过分析系统采集到的视频和环境参数信息，对风机的运行状态进行监控，当发现有异常情况时，及时通知维护人员报警。系统提供友好的人机交互界面，实时清晰的定位故障点，具备运行稳定、高效稳定的特点。整个系统软件的功能要求如下所述。 2.3.1 功能要求 1）通过网络摄像机SDK库文件实现视频的播放、存储、查询、回访等功能； 2）服务器端外接大屏幕，将视频画面信息投射到液晶显示阵列上去； 3）通过软件能查看到当前风机内的环境参数信息，比如温湿度、烟感、门磁状态等； 4）通过上位机软件远程开关风机塔筒门； 5）如果工作人员进入风机塔筒和机舱时，自动弹出监控画面； 6）门禁正常进入记录和非正常进入报警功能； 7）其它细节功能待进一步细化； 2.3.2 研发周期 平台软件的开发分阶段实现，大致分成三个阶段： 第一阶段：实现实时视频的播放、存储、查询、回访等基本功能，服务器外接液晶显示阵列，直接可以将画面投射到大屏幕上，不涉及到视频解码的问题。 第二阶段：实现环境参数的显示功能，可以对环境参数进行采集和显示，最好能直接显