ВКР (1221165)
Текст из файла
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Системы электроснабжения»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой _____________И. В. Игнатенко
"____"___________2016 г.
ИНФОРМАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ОБЪЕКТАХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Пояснительная записка к магистерской диссертации
МД 13.04.02 ПЗ
Студент Е. Ю. Тряпкин
Руководитель В. Н. Ли
Нормоконтроль А. М. Константинов
Хабаровск – 2016
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
(ДВГУПС)
ЭЛЭИ Кафедра Системы электроснабжения
(наименование УСП) (наименование кафедры)
Направление (специальность) 13.04.02 Электроэнергетика и электротехника
(код, наименование направления или специальности)
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой_______________ И.В. Игнатенко
«_____» ______________2016 г.
З А Д А Н И Е
на выпускную квалификационную работу студента
Тряпкина Евгения Юрьевича
(фамилия, имя, отчество)
1.Тема ВКР: «Информационное взаимодействие в системах электроснабжения»
утверждена приказом по университету от «03» июня 2016 г. № 536а
2. Срок сдачи студентом законченной ВКР «22» июня 2016 г.
3. Исходные данные к ВКР принципы организации информационного взаимодействия в объектах энергетики, Структура автоматизированной системы мониторинга участка Уссурийск - Находка.
4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
1) Автоматизированные системы технологического управления в электроэнергетике.
2) Цифровые протоколы обмена данными и их взаимодействие.
3) Разработка примера передачи информации средствами National Instruments.
4) Разработка объектового измерительного модуля автоматизированной системы мониторинга.
5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)
1. Цели, задачи и основные положения работы 2. Модель систем ССПИ 3. АСУ-ТП Тяговой подстанции 4. Автоматизированная система мониторинга инфраструктуры ж.д. 5. Реализация коммуникационных протоколов в системе АСМ 6. Структура взаимодействия АСМ ТП с АСУ ТП 7. Векторные измерения в системе АСМ 8. Подсистема синхронизации процесса АЦП 9. Аналитическая система в составе WEB-интерфейса АСМ 10. Структура взаимодействия АСМ со смежными системами 11. График внедрения объектов АСМ на участке ДВЖД 12. Выводы по работе
6. Консультанты по ВКР (с указанием относящихся к ним разделов ВКР)
| Наименование раздела | Консультант | Подпись, дата | |
| Задание выдал | Задание принял | ||
7. Дата выдачи задания 18 марта 2016 г.
Календарный план выполнения
выпускной квалификационной работы
| № п/п | Наименование этапов выполнения выпускной квалификационной работы* | Срок выполнения этапов ВКР | Примечание |
| 1 | Обзор роли информации в структуре систем электроснабжения | Март 2015 | |
| 2 | Обзор информационных систем в ОАО «РЖД» | Март 2015 | |
| 3 | Реализация информационных протоколов в системе LabView | Апрель 2015 | |
| 4 | Изучение информации о взаимодействии цифровых протоколов обмена данными | Май 2015 | |
| 5 | Оформление пояснительной записки | Июнь 2015 | |
| 6 | Оформление чертежей ВКР | Июнь 2015 |
Студент _____________________________________________
Руководитель ВКР ____________________________________
ABSTRACT
The object of the study are a variety of digital communication protocols and interfaces of microprocessor relay protection terminals, as well as the way of interaction between different interfaces.
OBJECTIVE WRC - ensuring information exchange in power supply systems through the development of information-communication module of information exchange between the automated process control system (SCADA) and automated infrastructure monitoring system of railways (ASM-TS).
To achieve this goal it is necessary to solve the following tasks:
1. To design the structure of the process of information exchange between information systems.
2. Develop information and communication module for information exchange between the main automated systems used in rail transport.
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа содержит 133 страницы, 10 таблиц, 34 рисунка, 12 чертежей. Был 41 источник литературы.
Объектом исследования являются различные цифровые протоколы обмена данными и интерфейсы микропроцессорных терминалов релейной защиты, а также способ взаимодействия различных интерфейсов.
Цель ВКР – обеспечение информационного взаимодействия в системах электроснабжения путем разработки информационно-коммуникационного модуля информационного обмена между автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ-ТП) и автоматизированной системой мониторинга инфраструктуры железных дорог (АСМ-ТП).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Спроектировать структуру процесса информационного взаимодействия между информационными системами.
2. Разработать информационно-коммуникационный модуль для информационного взаимодействия между основными автоматизированными системами, применяемыми на железнодорожном транспорте.
Оглавление
C.
1 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ В СТРУКТУРЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 15
1.1 Интеграционные основы 16
1.1.1 Техническая архитектура 17
1.1.2 Общая информационная модель 18
1.1.3 Распределенная вычислительная среда 19
1.2 Функциональность, информационные модели и управление информацией АСТУ 20
1.2.1 Общая информационная модель 20
1.2.2 Мониторинг состояния и диагностика оборудования. 24
1.2.3 Сбор и передача информации (ССПИ) 27
1.3 Вопросы взаимодействия АСТУ с другими автоматизированными и информационными системами 29
1.3.1 Взаимодействие и интеграция АСТУ с КИС 30
1.3.2 Взаимодействие и интеграция АСТУ с АСУ ТП подстанций ЕНЭС 32
1.3.3 Информационное взаимодействие АСТУ ФСК с другими автоматизированными системами 32
1.3.4 Взаимодействие с АС Системного оператора 33
1.3.5 Взаимодействие с АС распределительных сетевых компаний 34
1.3.6 Взаимодействие с АС генерирующих компаний и крупных потребителей 35
2 ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ОАО «РЖД» 36
2.1 Единая корпоративная автоматизированная система управления инфраструктурой 36
2.2 Единая система мониторинга и диагностирования (хозяйство электрификации и электроснабжения) 36
2.3 Система телемеханики 39
2.3.1 Аппаратура каналов связи 43
2.3.2 Назначение и состав шкафа КП 45
2.3.3 Регистрация сигналов ТИ 48
2.3.4 Регистрация сигналов ТС 49
2.3.5 Алгоритм выполнения команд ТУ 49
2.3.6 Назначение функциональных элементов последовательного канала связи 51
3 СИСТЕМА АСМ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА УЧАСТКА УССУРИЙСК – НАХОДКА 53
4 ОПИСАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ПРОТОКОЛОВ В МОДУЛЯХ АСМ 62
4.1 Описание COM-портов 62
4.1.1 Основные свойства COM-портов 62
4.1.2 Технические характеристики COM-портов 63
4.1.3 Назначение сигналов COM-порта по стандарту RS-232C 64
4.2 Описание стандарта МЭК 61850 66
4.2.1 Общие сведения 66
4.2.2 Передача данных 66
4.2.3 Реализация передачи MMS сообщения 67
4.2.4 Реализация передачи GOOSE сообщения 69
4.3 ОПС сервер 72
4.3.1 Обзор стандарта ОРС 72
4.3.2 ОРС DA сервер 74
4.3.3 OPC HDA сервер 75
4.4 Цифровая подстанция 76
4.5 Пример передачи данных через Ethernet 78
4.6 Пример передачи данных через COM-порт 80
4.7 Система векторных измерений в системе мониторинга инфраструктуры ДВЖД 82
4.7.1 Реализация синхронного процесса аналого- цифрового преобразования на удаленных друг от друга подстанций. 87
4.7.2 Измерение токов и напряжений на подстанций в комплексной форме относительно одного опорного напряжения. 89
4.7.3 Реализация синхронных векторных измерений опорных напряжений на разных подстанций. 91
4.7.4 Реализация автоматической синхронизации внутренних часов измерительных систем по GPS 91
5 МОДУЛЬ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И СИНХРОНИЗАЦИИ в СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА 94
5.1 Наименование и область применения 94
5.2 Основание разработки 94
5.3 Цели и назначение разработки 95
5.4 Технические требования 96
5.4.1 Объектами измерения на подстанции Анисимовка являются: 96
5.4.2 Рабочие условия эксплуатации элементов ОИК на подстанции Анисимовка внутренней установки 98
5.4.3 Требования безопасности, охраны здоровья и природы 98
5.4.4 Требования к транспортированию и хранению 98
5.5 Расчет надежности 99
5.5.1 Цели и задачи надежности 99
5.5.2 Требования к надежности 99
5.5.3 Проверка выполнимости установленных требований по надежности к элементам ОИК системы АСМ 101
5.5.4 Расчет интенсивности отказов элементов ОИК системы АСМ 102
5.5.5 Расчет показателей надежности объектовых измерительных блоков системы АСМ 102
5.5.6 Заявленные показатели надежности ОИК системы АСМ 103
5.5.7 Обоснование выбора запасных частей 104
5.5.8 Программа обеспечения надежности (ПОН) 106
5.6 Техническое обслуживание составных частей системы 108
5.7 Текущий ремонт 109
5.7.1 Первичные измерительные преобразователи напряжения 110
5.7.2 Условия эксплуатации ОИК 114
5.8 Пределы допустимой погрешности ИИК 115
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 118
6.1 Технико-экономическое обоснование применения устройства АСМ ТП 118
6.2 Определение капитальных вложений на установку устройств мониторинга на одну тяговую подстанцию 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 129
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на подстанциях происходит реконструкция систем связи. Одними из главных недостатков старых систем являются: низкая скорость передачи, низкая информационная пропускная способность, высокая подверженность искажению передаваемого сигнала. Кроме того, оборудование таких систем весьма громоздко и неудобно в обслуживании. Эксплуатация устаревших систем, даже при необходимом обслуживании, угрожает появлением неверных, ложных сигналов, приходящих на терминалы релейной защиты и противоаварийной автоматики. Это может привести к неправильной работе релейной защиты и противоаварийной автоматики, ограничивает возможности оперативного персонала в устранении аварийных и послеаварийных режимов работы, а обслуживающий персонал – в предупреждении таких режимов.
В прежнее время основная технологическая информация собиралась для обеспечения функционирования энергодиспетчерского управления, а также систем защиты и автоматики. В настоящее время цель сбора информации значительно расширилась. В связи с этим осуществляется переход к организации комплексов на базе интеллектуальных измерительных устройств с одновременным уменьшением объемов датчиков и повышением точности измерений.
В области электроэнергетики на железной дороге действует автоматизированная система управления технологическими процессами, представляющая иерархическую многоуровневую систему управления, интегрированную в общую систему управления процессами перевозок. В настоящее время на ряде подстанций силами коллектива ДВГУПС была разработана и внедрена Автоматизированная система мониторинга, охватывающая ряд хозяйств и получившая наибольшее распространение в хозяйстве электрификации и электроснабжения. Кроме того, питающие распределительные сети входят в еще более крупные автоматизированные системы технического управления (АСТУ). В настоящее время все эти системы разобщены друг от друга, что ограничивает их возможности в информационном обмене, требует дополнительное количество датчиков и преобразователей, зачастую совершающих дублирующие действия, и ведет к удорожанию автоматизированных систем.
Целью диссертационной работы является обеспечение информационного взаимодействия в системах электроснабжения путем разработки информационно-коммуникационного модуля информационного обмена между автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ-ТП) и автоматизированной системой мониторинга инфраструктуры железных дорог (АСМ-ТП).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Спроектировать структуру процесса информационного взаимодействия между информационными системами.
2. Разработать информационно-коммуникационный модуль для информационного взаимодействия между основными автоматизированными системами, применяемыми на железнодорожном транспорте.
Методика исследований. Поставленная цель в работе достигается путем комплексных аналитических и экспериментальных исследований, .
Моделирование и реализация процессов информационного взаимодействия между автоматизированными системами произведено с использованием программного обеспечения LabView National Instruments. Реализация информационно-коммуникационных модулей выполнялась на основе оборудования «National Instruments»
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработана система взаимодействия АСУ-ТП тяговой подстанции и АСМ-ТП;
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
