设备集成方案

设备集成方案（共9篇）

设备集成方案 篇1

摘要：在智能变电站二次设备应用日趋成熟的背景下, 将现有二次设备进行集成整合处理, 可以提升智能变电站的应用水平, 为智能变电站良好发展创造条件。而这一目的的实现需要对智能变电站的过程层、间隔层、站控层设备进行分析和考虑, 进而合理规划智能变电站二次设备集成方案, 使其切实有效的应用, 提升智能化变电站的应用水平。对此, 本文将从分析智能变电站二次设备集成的概述展开, 就智能变电站的二次设备过程层设备集成、间隔层设备集成、站控层设备集成的方案进行分析和研究, 希望可以为智能变电站二次设备集成提供一些建议, 以促进智能变电站可以更加安全、高效、智能的应用。

关键词：智能化变电站,二次设备,设备集成方案

目前, 智能变电站二次设备的配置主要采用分层分布式结构, 面向间隔, 功能独立。此种模式的运用, 可以提高变电站二次设备应用的可靠性, 使其良好运行。但因采用分层分布式结构设置的智能变电站设备存在硬件配置重复、全站接线复杂的情况, 这使得智能变电站信息共享效果不佳, 各个设备难以及时运用信息来合理运行。对此, 应当对智能变电站二次设备进行集成整合处理, 提升智能变电站的自动化、智能化、先进化、科学化水平。所以, 变电站二次设备集成整合处理是非常有意义的。

一、智能变电站二次设备集成的概述

随着我国经济、科技的发展, 我国电力行业有很大程度的进步。就以变电站来说, 从传统变电站转化为智能变电站, 这使得变电站的运行更加安全、稳定、高效。因为IEC 61850标准在电力系统自动化领域的推广应用, 使得网络采样在变电站中得到有效应用, 推动了智能变电站发展, 也促进了智能变电站二次设备集成装置。同时, IEC 61850标准的推广应用, 就意味着智能变电站在其影响下向数字化、智能化、网络化的方向更好的发展。而要想真正促使智能变电站良好发展, 就需要以IEC 61850标准为基础, 对智能变电站的二次设备进行集成整合处理, 使变电站的二次设备在各种先进技术的支持下, 可以更加自动化的、先进化的、合理化的运行, 为推动智能变电站良好发展创造条件。所以, 在2010年国际电网公司提出“占地少、造价省、效率高”的新一代智能变电站, 为促进智能变电站可以安全可靠、运用灵活、运维简便、节约环保提供保障, 在智能变电站二次设备进行集成整合处理方面显得尤为必要。

二、智能变电站二次设备集成方案研究

伴随着科学技术的发展, 传统变电站已经转变为智能变电站, 使得变电站运行更加高效、稳定。但因智能变电站还存在一些不足, 使其应用存在缺陷。对此, 应当规划设计智能变电站二次设备集成方案, 从而对智能变电站二次设备集成整合处理, 提高二次设备的应用水平, 为使智能变电站可以自动化、先进化、智能化的运行创造条件。对于智能变电站二次设备集成整合, 主要是:

(一) 过程层设备集成

对智能变电站过程层设备进行集成处理, 主要是对过程层设备进行合并单元和智能终端的集成。因为IEC 61850标准推广应用情况下, 过程层设备中的一次设备, 如互感器、断路器等, 需要进行数字化处理, 促使一次设备所采集的信息可以实现数字化的传输。这就使得二次设备的接口必须实现数字化。而将IEC61850标准作为依据, 对过程层二次设备进行合并单元和智能终端集成, 可以使过程层二次设备无论是接受信息还传输信息均实现数字化。在合并单元和智能终端设备应用越来越广泛的情况下, 对过程层二次设备进行合并单元和智能终端的集成, 可以使设备的整体性更加稳定, 并会在设备运行的情况下考虑同一间隔内其他设备情况, 以便高效的完成数据传输, 为降低设备成本、提高设备运行效率创造条件。对于过程层设备的集成, 可以采用两种方法, 其一就是安装同一个机箱, 使设备与机箱有效连接, 利用此机箱来对电力设备进行控制和调整, 促使电力设备在其硬件上仅有一块电源板的情况下依旧可以切实有效的应用。其二就是根据过程层设备应用实际情况以及设备运行要求, 重新设计设置集成装置, 将电源、人机接口、网络通信等都纳入其中, 进而将其与过程层设备进行有效连接, 整合对时功能、遥信采集功能, 改进合并单元的电压并列和切换功能, 如此可以使过程层设备可以在集成处理的情况下, 智能化、数字化、科学化的应用 (如图1所示) 。

(二) 间隔层设备集成

1保护测控集成装置

所谓保护测控集成装置就是针对110k V及以下电压等级, 主要基于安全可靠的原则, 同时考虑现有运行管理方式。在保护测控集成装置应用越来越成熟的情况下, 将其应用于开关柜式10k V、35k V电压等级的线路间隔上, 可以在线路的间隔处安装, 弥补以往保护装置、测控装置难以安装在开关柜上的问题。保证测控集成装置应用于敞开式开关设备 (AIS) 方式的110k V线路间隔处, 可以有效保护110k V线路, 还可以促使此线路创造更多经济效益。

2集中式保护装置

IEC 61850标准的应用推动了网络采样技术发展, 可以实现全站信息共享, 这给母线保护带来了重大改变。以此为依据, 提出的集中式保护装置可以在网络采样的支持下共享全站信息, 并利用网络跳闸来实现多间隔保护电力设备。将集成式保护装置应用到35k V变电站中, 促使集成式保护装置可以实现间隔性保护, 则需要合理设置线路保护插件、主变保护插件等, 使集成式保护装置实时监控和保护电力设备, 促使变电站可以安全、稳定、高效的运行。而将集成式保护装置应用到220k V变电站中, 应当采用“直采直跳”的方式来运用装置。也就是根据220k V变电站的实际情况, 利用多间隔的采样传输光纤来设置集成式保护装置, 这可以使集成式保护装置在220k V变电站中充分发挥作用。

3集成测控装置

集成测控装置与集成保护装置 (集中式保护装置) 类似, 主要针对现有变电站保护和测控分开配置存在设备数量大的现状而提出。由于以往变电站中应用的测控装置对实时性要求较低, 这使得其在应用的过程中难以考虑母线间隔这一问题, 这使得测控装置无法有效的、准确的进行间隔稳态数据的测量, 并对其进行有效控制。而集成测控装置的应用, 则可以弥补传统测控装置的缺陷。以下就对集成式测控设备的集成进行说明。

(1) 3/2接线形式下测控设备集成

3/2接线形式的测控设备的集成, 主要目的是解决传统测控装置经常断路、线路受损、高抗配置的问题。对于3/2接线形式下测控设备的集成是每2串或多串的测控设备相互集成, 进而对整个变电站的电压等级进行测控。但具体进行测控设备集成过程中, 需要重点解决一个问题, 那就是光线端口的宽带问题。根据IEC 61850对于数据帧的定义, 每台Mu发送的IEc61850—9—2格式的数据帧所用宽带, 需要通过其计算公式来合理计算。计算公式为:

注:Ω表示为宽带;C1=9.54×10-7;C2=8;τ表示为每周波采样点数;Nid表示为每帧采样数据通道数量;ε表示为每个数据帧中除采样值外的其他数据占用的字节数。

为保证交换机的合理使用及数据帧传输的完整性, 利用上述公式来计算利用交换机进行数据传输, 所需要的宽带值, 以此为依据, 合理设置测控设备集成的端口宽带, 如此可以实现3/2接线形式的测控设备的有效集成。

(2) 66k V及以下电压等级测控设备集成

由于66k V及以下电压等级的一次主接线常见于两种情况。但目前应用比较广泛的一种是高电压等级变压站的低压侧, 使66k V的侧主线接在测控电压的母线上, 在与变压器、电容器等无功设备进行连接。为了使66k V及以下电压等级测控设备可以有效集成, 可以安装每段母线配置情况, 将具有各种功能的设备通过统一的母线进行连接 (如图2所示) 。需要注意的是母线上设置“直采直跳”的采样跳闸方式, 摒弃了采用独立的功能插件和CUP单元, 如此可以使集成式设备具有整合保护、测量、计量、寻波等多种功能。

(三) 站控层设备集成

因为站控层设备主要由监控主机、数据服务器、综合应用服务器、工程师工作站、PMU数据集中器、计划管理终端等设备构成。综合站控层设备应用情况来看, 说是对站控层设备集成倒不如是一体化监控系统的构建。因为利用站控层设备来构建一体化监控系统, 可以使其有效的梳理和整合变电站的数据流向、应用功能, 如此可以使变电站更加高效、稳定、安全的运行。其实, 利用站控层设备来组建一体化监控系统, 可以减少站控层设备的应用, 降低设备应用成本;可以更加智能化地管理变电站, 提高变电站的运行水平;可以着眼于未来二次电力设备技术的发展趋势, 不断维护、优化、创新变电站, 促使其充分发挥作用。

结语

在我国智能变电站应用越来越重要的情况下, 对智能变电站二次设备进行集成化处理, 可以使智能化变电站设备得到创新、优化和调整, 进而降低变电站设备成本, 提高设备运行效率和质量, 为推动智能变电站朝着自动化、先进化、科学化、智能化的方向发展创造条件。总之, 对智能变电站的过程层设备集成、间隔层设备集成、站控层设备集成处理, 将真正意义上促进智能变电站应用水平的提高。

参考文献

[1]倪益民, 杨宇, 樊陈, 等.智能变电站二次设备集成方案讨论[J].电力系统自动化, 2014 (03) :194-199.

[2]曹亮, 陈小卫, 肖筱煜, 等.新一代智能变电站二次设备集成方案[J].电力建设, 2013, 34 (06) :26-30.

[3]黄怡毅.智能变电站二次设备的集成整合方案[J].广东科技, 2013, 22 (10) :78-79.

[4]郑瑞忠.二次系统优化集成整合方向探讨[J].能源与环境, 2014 (03) :44-46.

设备集成方案 篇2

第四章 系统集成方案

一、概述

XXX区政府办公网网络建设一期工程的实施，是以技术规范为基础，遵照整体方案进行全面发建设以至整体工程建成投入运行的全过程，它是一项相当复杂的系统工程，需要调动各方面积极因素，协调好内外部环境。同时还要有科学的方法，遵循一定的原则和步骤。因此，一定要加强组织管理，安排好工程实施计划。

二、工程实施方案

1、合同签订后，我方立即成立由技术骨干组成的工程组。

岗位名称 负责人 岗位职责

项目经理 负责对该项目的总体组织、协调。根据项目副经理的汇报，组织业主方开协调会。负责定期检查项目组成员的工作情况，严格执行奖惩制度，以保障项目建设在每个阶段的顺利实施。

项目副经理 负责对整个工程技术的把关。对项目组内部各部门负责协调工作。负责对各项目建设的进度进行总体监督、协调并根据实际情况及时调整。及时将有关情况向项目经理汇报，并向项目经理递交每月的项目建设进度。

综合管理部 负责组织工程组各成员进行每周的工作情况小结，并及时将情况向项目副经理汇报。负责各类文档资料的搜集、整理、归类。负责每周例会的会议的记录、整理。负责各专业项目之间的协调工作。负责组织实施售后服务工作。

系统建设部 负责设备的订货、到货验收工作。负责系统的建设、调试工作。负责建设的工作进度、计划安排。

建议甲方也成立一个专门项目实施小组来配合本工程的实施。具体人员组成为：

项目负责人 1名

专业工程师 1-2名

项目负责人负责工程配合的总体协调和联系。如与技术监督管理系统相关的其他专业的配合协调、试验院内部的配合协调工作等。

2、工程前期准备

合同签订后立即开始系统的详细设计工作。

（1）布线系统实施方案

与用户配合，开展网络安装设计工作，绘制网络安装设计图。要求图纸标有明确的尺寸标高和详细的安装说明。此等图纸要认真考虑到建筑上的修改或设备及安装上的修改，并准确地在安装图上反映出来。此图纸经业主核查认可，在设备到货前一周提交。

（2）网络设备安装方案 征求用户意见，制订详细的网络设备安装方案。包括交换机、路由器以及防火墙设备的调试计划。

（3）服务器设备调试方案

征求用户意见，制订详细的服务器设备调试方案。

（4）开展设备订货工作，由系统建设部负责设备的订货工作；

3、设备安装

施工人员进场施工。

安装过程中，将严格按照安装规范和其它有关规定进行工程施工、业主负责质量监督和验收。

4、系统调试

在软件开发完成及设备安装完毕后，我公司向业主提交一份详细的调试方案及各控制设定点，得到业主的同意后，进行系统调试。

网络硬件调试：

对交换机用几种不同方法校验；

系统联调：

整个系统通电调试，全部通讯无误；

软硬件各子系统的配合无误；

与其它系统的接口信号传输无误；

整个系统的工作稳定正常。

整个系统调试验收阶段将产生如下文档： 系统配置手册；

测试报告书；

系统还将产生其他文档：

进度报告书

会议纪要

问答表

5、工程实施进度

系统建设可分为三个阶段：

a.第一阶段 为合同签定及定货阶段；

b.第二阶段 为设备安装调试阶段；

d.第三阶段 为培训、系统测试和验收阶段。

6、完工验收

我方将于工程完成前，提交测试表格和试运行记录表格给业主审批。

工程完工后，立即安排业主及业主指定的有关单位对工程进行验收工作。验收工作严格按合同中规定的技术性能指标进行，验收合格后双方签署验收合格证明。

7、资料提交

在签约后四个星期之内，呈交主要产品样本给业主；

两个月内呈交主要设备说明书和详尽技术资料、图样，特性曲线等给业主；

工程完成后向业主提交操作与维修说明书； 工程完成后向业主提交易损件及备件手册。

三、售后服务

（一）售后服务内容

售后服务包括技术培训、技术咨询、维修服务和用户跟踪等服务项目。

质量保证期为12个月，自双方代表在验收单上签字之日起计算

我们承诺为系统集成项目提供的免费售后服务内容为：

·保修：质量保证期内设备正常使用下发生的损坏，免费维修；非正常使用的损坏，只收取成本费。

在质量保证期内，争取在72小时内完成业主所提出的维修要求，其中超过24小时不能完成维修，提供一台相同功能的设备应急。

·技术支持：3年内提供系统功能扩充的技术咨询服务。

·现场技术支持和维护：试运行期及其后1年内，系统运行问题中，对于不能电话（邮件或传真）解决的复杂问题，到现场进行技术支持服务。

·现场操作支持：1年内，系统使用过程中，对于不能电话（邮件或传真）解决的复杂问题，到现场进行系统操作方面的技术支持服务。

·维护期以优惠的价格提供零配件

·定期巡检

（二）保证售后服务质量的措施

1.同类工程不定期举办技术讲座或培训班。单项工程在系统设备交付前试运行过程由工程负责人安排为用户培训人员，使其掌握系统性能，会正确操作，排除简单故障。

2.技术咨询服务分电话服务和信函（传真）回复。

电话回复：当用户在使用过程中遇到技术问题或其它问题时，服务人员通过电话耐心解释，一时难以回答的技术问题应及时组织相关人员商量研究，尽量在当日内答复用户，并作记录。

信函（传真）回复：用户用信函反映问题时，收到信函后三日内予以电话或挂号信回复，用户来信要有登记，并交售后服务部门存档。

3.售后服务部门负责售后服务质量信息的收集、整理，每季度召集各相关项目的项目经理开会，探讨不断提高工程质量的有效措施，并付诸实施。

4.系统设备使用过程中出现故障，接到信息后记录信息，内部协调后，立即用电话回复，约定时间，组织力量前往上门服务。保修期内免费，非正常使用的损坏，只收取成本费。

5.维修人员完成任务（排除故障）后与用户共同填写“售后（技术）服务报告”一式两份，交用户和售后服务部门保存。此报告作为维修人员报销、记奖考核的依据。.用户跟踪服务，根据工程项目联系卡，建立用户跟踪服务制度。对重点工程重点跟踪。重点工程跟踪在工程验收投入使用后的头一年，每月主动电话咨询一次。第二年，每季度跟踪一次；第三年至第五年，每半年跟踪询问一次，有问题及时沟通及时解决。每次电话内容要有记录。.条件成熟时组织用户座谈会，走访用户开展上门服务。

四、系统报价

序号 名称 规格 单位 数量 单价（元）合计（元）主交换机 LS-3526 台 2 18500 37000 2 二级交换机 LS-2403H 台 12 3200 38400 3 千兆光纤模块 LS-GMIU 个 2 3500 7000 4 机柜（中心机房）2米 个 1 1200 1200 5 机柜（分机房）1.2米 个 6 600 3600 6 信息插座 含面板底盒模块块 套 200 30 6000 7 超五类 AVAYA 箱 25 500 12500 8 水晶头 AMP 盒 4 120 480 9 线槽 20mm*10mm 米 400 2 800 10 线槽 60mm*30mm 米 800 4 3200 11 护套 普通 个 500 0.1 20 12 线标 盒 2 20 20 理、配线架 AMP 24 套 12 800 9600 14 跳线 1．5M 条 200 4 800 15 UPS 5KV/8H 套 1 35000 35000 16 硬盘隔离卡 双硬盘隔离 块 100 600 60000 设备总价（A）215620元

工程费（B）工程安装调试费（B）总设备款百分之十五 B=A*15% 32343元

合计（A+B）247963元

上篇文章：非煤矿山安全专项整治实施方案

设备集成方案 篇3

随着城市化进程的快速发展, 楼宇的智能化自动化已经成为城市发展的重要标志, 智能楼宇是以建筑为平台, 集楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统为核心的弱电系统集成。

其基本要求是在现代化建筑物中要有完整的控制、管理、维护和通信设施, 便于进行环境控制、安全管理、监视报警, 并有利于提高工作效率, 激发人们的创造性。智能楼宇的主要特征是向人们提供高效、安全、舒适和便利的幽雅环境。

在智能楼宇的自动化系统中, 各种信号可靠传输是所有系统正常运作的前提和基础, 在智能楼宇中只有实现各个设备间的数据集成才能实现楼宇的智能化自动化, 一个可靠的、便于工程实践和系统维护方便的、抗干扰性能良好的数据集成方案对智能楼宇至关重要。根据以上要求和实际情况, 本文提出一种基于无线模块的数据集成方案。

2 智能楼宇设备数据集成面临的问题

智能楼宇设备数据集成主要将智能楼宇各个设备的运行状态、控制信号、各种参数采集并汇集到新建的控制中心。

在工程实践中主要有以下问题:

一是因为各种因素导致不能方便地铺设用于信号传输的电缆, 或因有线传输而导致系统维护工作量大, 检修困难, 可靠性低, 易受干扰或雷击等。

二是由于现有的楼宇自控系统终端控制器 (DDC) , 多采用485转以太网的通信方式与上位机集成, DDC与照明设备、通风设备、供水设备连接, 由于设备安装分散, 为了降低线缆和布线成本, DDC也只能分散安装, 这样的状态下, 一方面增加了设备维护的成本, 另一方面, 串联DDC的有线的485网络因线路布的太长, 系统的实时性稳定性下降。

为了有效解决以上问题, 本文设计了基于无线模块的数据集成方案。

3 无线模块的设计

无线模块分为发射端和接收端, 发射端和接收端可以一对一使用, 也可以一个发射端对应多个接收端进行广播式传播, 发射端模块将输入的开关量信号和模拟量信号转换成无线信号发射出去, 接收端模块接收到无线信号后, 通过各种校验, 确认信号没有失真后, 将其还原成开关量信号或者模拟量信号输出, 发送端的输入信号和接收端的输出信号均使用独立的通道传送, 并一一对应, 一对无线还原模块支持多个通道的信号同时传送, 通道之间采用电气隔离, 避免出现信号串扰, 信号调制、发送、校验、还原等工作自动完成, 不需要人工干预, 真正实现了无线信号传输免编程, 接线安装即可投入使用。

无线模块设计方案如图1所示。

在如图1所示的无线模块设计方案中DO1~AO2信号与DI1~AI2一一对应;例如:当发射端的开关量输入通道DI1为高电平时, 接收端模块的开关量输出通道DO1为也为高电平;当发射端的模拟量输入通道AI1为15m A时, 接收端模块的模拟量输出通道AO1为也为15m A。

4 楼宇设备数据集成方案

应用无线模块实现智能楼宇设备数据集成方案如图2所示。

这个方案在照明设备、通风设备、供水设备、空调设备与DDC之间, 利用无线模块将控制信号、设备状态信号和模拟量信号做无线传输, 无线模块采用低频长波段传输, 绕射能力强, 在楼宇之间传输性能良好, 信号延时低于1.5秒, 完全能够胜任楼宇设备的控制和状态信号采集要求。基于无线传输方式, DDC模块就可以相对集中安装, 然后用485总线串接后接到485转以太网模块, 集中安装的DDC模块, 便于通过485总线传输, 速率高, 实时性好, 同时便于安装和维护。

5 结束语

本文通过无线模块的应用分析, 从工程实践出发分析解决智能楼宇设备数据集成的难点, 提出的基于无线模块的智能楼宇设备数据集成方案, 满足了智能楼宇的要求, 有很大的市场。

摘要：本文主要从无线模块的应用出发, 分析智能楼宇设备数据集成要解决的问题, 提出一种应用无线模块实现数据集成的设计方案。

关键词：智能楼宇,无线模块,数据集成,发射端,接收端

参考文献

[1]于海斌, 编著.智能无线传感器网络系统[M].科学出版社, 2006.

友邦集成吊顶促销方案 篇4

一、目的：五一劳动节是全年促销中比较大型的一个节日，对于提升销量和提升品牌知名度是很有利的，加上五一后会进入一个装修的旺季，所以我们公司各部门和经销商必须对本次活动引起足够的重视，力争在五一取得全年销售的一个高峰。

促销方案：

二、主题价格有限快乐无限

三、时间公司针对经销商4月17号至4月20号

公司针对总代理4月14号至4月17号

经销商针对终端消费者5月1号至5月10号

四、活动内容

价格有限一活动期间购买德莱宝系列产品均享受安装前最低价。

有限二活动期间德莱宝集成吊顶部分板材模块仅限1元每片销售（每户限购20片）。

快乐无限一活动期间购买德莱宝系列产品折上有礼

无限二活动期间预订德莱宝系列产品定金增值并加送大礼（200定金抵400元使用）

无限三优质五心服务保障体系，让你轻松完成优质生活创想家的梦想

五、参加本次活动要求及注意事项

1、参加本次活动需将横幅、海报等宣传品在专卖店悬挂和张贴。

2、门店活动内容中的有限

一、最低价、二、每片一元、和无限二定金增值三项内容需各地经销商自行认真核算优惠幅度，做好门店最低的成交价预算。

六、公司对经销商优惠方案（以下方案只能选择一个）

注：参加本次活动进货量需在3万元以上。（活动期间可累加计算）

1、活动期间每进货1万元送6套格兰仕电饭煲。

2、活动期间每进货1万元送10台飞利浦电吹风。

3、活动期间每进货1万元送7套苏泊尔厨房用品两件套。

4、活动期间公司板材9.6折供应，电器9.4折供应。

六、活动所需的横幅、海报、宣传单页由公司统一设计，经销商需在经销商专区下载自行制作。1元特价字帖由公司提供。

浙江德莱宝卫厨科技有限公司市场部

制定：侯东平2010-4-12

设备集成方案 篇5

PROFIBUS是市场占有率最高的一种现场总线技术,它包括用于制造业自动化的PROFIBUS-DP和用于流程工业领域的PROFIBUS-PA,它是目前我国唯一的现场总线国家标准。现在越来越多的工业控制系统采用了PROFIBUS现场总线技术,还有很多企业希望在原有设备的基础上改造成现场总线控制系统。这样一来,许多旧的不带PROFIBUS-DP接口的串口设备,要实现总线控制系统就比较困难,如果都将其更换为具有DP接口的控制设备,将给企业带来巨大的经济负担。那么如何把现存的不带DP接口的串口设备连接到总线上组成DP网络就成为一个亟待解决的问题。

解决该问题的方法有很多种,一种方法是将每一个控制设备都增加一个由其相应厂家生产的DP接口模块,使用这种方法一方面会增加很多硬件成本,另一方面有些生产串口设备的厂家根本就不能提供与这些旧型号相匹配的DP接口模块;另外一种方法是设计局部的底层小网络,这种网络的主站可以是基于PLC的,也可以是基于其他智能设备的,然后集中通过一个DP接口挂接到DP网络中。本文介绍的是基于PROFIBUS/RS485总线桥实现串口设备群和DP网络互联的方法,它属于后者。使用本文介绍的组网方法,不但硬件成本比较低,安装方便,而且编程简单,PROFIBUS—DP主站可以直接对各个串口设备进行控制,传输速率较快,有很好的实用性和可行性。

1 系统构成

PROFIBUS/485总线桥的PROFIBUS通信接口为标准的DP驱动接口,波特率自适应,最大波特率为6Mbps。其通信协议符合DP-V0,其串口设备接口为标准的485接口,通信波特率最大可达57.6Kbps,传输速率为2400bit/s～57.6Kbit/s。根据通信速度的要求,建议所挂串口设备数量不宜太多。本实验中,利用总线桥作为串口设备网络的主站与串口设备群实现485通信,同时总线桥作为PROFIBUS的从站,实现与现场总线系统的通信功能。

实验系统采用CPU315-2DP作为DP系统的主站,总线桥作为现场总线系统的一个DP从站,与DP主站进行通信,同时总线桥作为串口设备网络的一个主站,与它下面挂接的串口设备群进行通信。在本系统中采用几个S7-200PLC作为模拟的串口设备群,系统结构如图1所示。当然,系统中也可以连接其他的串口设备,其实现方法大致相同。

2 PROFIBUS/RS485总线桥的工作原理

总线桥工作原理是:一方面,CPU通过对PROFIBUS通信协议芯片的控制实现PROFIBUS的通信,在RAM中建立PROFIBUS通信数据缓冲区;另一方面,通过RS485接口实现和外部现场设备的通信,同样在RAM中建立RS485通信数据缓冲区。CPU通过两个通信缓冲区的数据交换,实现PROFIBUS到RS485的通信。

由于总线桥自身不具备控制功能,必须通过DP主站进行控制。DP主站通过对其控制字的设置,来控制总线桥作为RS485网络主站对其各从站的发送接收模式,通过监控其状态字来实现对数据发送接收状态的监控。PROFIBUS数据区与RS485数据报文格式对照关系如表1所示。

总线桥的输入输出数据缓冲单元可由用户在现场总线网络组态中自行设定,最大输入单元不得超过224个字节,最大输出单元也不得超过224个字节,输入和输出单元之和最大不得超过232个字节。由于总线桥在PROFIBUS配置中预留2字节输入作为“接收长度”和“通信状态字”,2字节输出作为“发送长度”和“控制字”,因此对于总线桥来说最大输入报文长度不得超过222个字节,最大输出报文长度也不得超过222个字节,输入和输出报文长度之和最大不得超过230个字节。

由表1可知,总线桥在PROFIBUS中预留字节中IB1为通信状态字,其各位(D7～D0)所代表的含义为:D0为1时表示接口处于“接收完毕/发送允许”状态,为0时表示接口处于“等待接收”状态;D1为1表示接口正在发送数据中,为0表示接口不在发送数据中;D2为1表示接口正在接收数据中,为0表示接口不在接收数据中;D3、D4、D5、D6位未定义;D7为1表示接收数据字符奇偶校验错,为0表示无接收数据字符奇偶校验错。QB1字节为通信控制字,其各位(D7～D0)所代表的含义为:D0位为1时表示在自动发送模式时,主站按照设定的时间间隔,自动连续发送,该位需和QB1的D1位配合使用,D0为0时表示在触发发送模式时,当该位由0变1(上升沿)时,触发发送一次;D1为1表示主站处于自动定时发送模式,为0时表示总线桥处于触发发送模式;D2为1时表示接收模式为按长度接收,按照用户给定的接收报文长度控制接收结束,为0时表示接收模式为按字符间隔接收,当接收到一个字符后连续3.5个字符时间没有收到下一个字符时,认为报文结束;D3、D4、D5位未定义;D6位为1时表示主站处于强制等待接收,为0时无效;D7位为1时表示主站处于强置允许发送状态,为0时无效。

本实验系统中涉及的状态位和控制位有I1.0、Q0.0和Q0.1位。

3通信系统程序设计

3.1 PROFIBUS-DP主站通信方案及程序框图

总线桥设备作为一个DP从站,其组态过程和其他DP从站一样,首先将其相应的GSD文件添加到STEP7中,找到相应的设备添加到DP网络中。然后根据需要配置好输入输出数据缓冲区即可。本实验系统输入输出的配置为:除系统自动预留的2字节输入和2字节输出作为“接收报文长度”、“通信状态字”、“发送报文长度”和“控制字”外,配置了6字节的输入和6字节的输出。所以发送和接收报文的长度都不能超过6个字节。此时主站PLC上带有的其他输入输出模块,其输入输出地址均是从IB8和QB8开始的。

串口设备的通信过程必须是有应答的。通过实验可知,在主程序中通过检测I1.0 (接收完成/发送允许)的状态位来实现对串口设备从站轮流控制是不可行的。由于通信速度较快,在主程序中有时无法准确捕捉I1.0的上升沿,鉴于该情况便考虑到了采用S7-300的I/O中断方式实现,通过I1.0 (接收完成/发送允许)状态位产生中断,对从站轮流发送数据,从而实现对从站的控制。但总线桥I1.0状态位既不是作为S7300主站一个输入点,也不是总线桥作为DP从站的一个输入点,所以既无法采用硬件中断,也无发采用分布式I/O触发主站的硬件中断。

经过验证,最后采用基于时间的控制方式,即自动定时发送模式,由主站程序控制对各个从站的轮流控制发送和接收。定时间隔从50ms到10s可由用户自行设定。本实验系统的定时间隔为ls,其程序流程图如图2所示(以对2个串口设备控制为例)。

3.2 串口从站设备通信方案及程序框图

本实验系统采用多台S7-200PLC来模拟串口设备群,整个系统是有应答的收发通信。当然也可以采用其他串口设备,如果采用单纯发送设备(如条码扫描器)或单纯接收设备(如显示屏),其实现方法是一样的,只是编程更加简单而已。

对S7-200 PLC,我们使用其自由口通信方式,用XMT指令发送数据,用RCV指令接收数据。因为有多台PLC串接在网络中,每台PLC需要接收到有用的数据是不同的,所以需要根据主站所发送的地址来判断是发给哪一个从站的数据,从而该从站进行接收,并向主站发送数据。又因为通信速度较快,所以对地址的判断需要放到接收完成中断程序中。其程序框图如图3所示。

图3中中断0为接收完成中断,中断1为时基中断,中断2为发送完成中断。时基中断的时间为10ms。

3.3 程序设计中的关键环节

在系统软件设计中,首先需要注意的是主站自动发送间隔时间的选择。对主站来说,如果接收数据过长,接收数据时间大于发送时间间隔,那么接收将被发送打断,而不能完整地接收数据。设计人员需要根据在主站中所配置输入缓冲单元的数量与系统所选传输速率,算出传送所需最长报文数据所需要的时间,将主站定时器时间设定为大于传送最长报文的时间(也可根据经验设置),才不至于出现主站发送打断主站接收的情况,实现良好的通信效果。

其次需要注意的是串口设备从站收发之间需要有一个切换时间。当串口设备收到主站发送的控制命令后,不能立即向主站发送数据,需要延迟一小段时间,也就是说需使数据线处于一小段空闲时间后,再向主站发送数据,这样才能保证传输的可靠性。通过实验表明,如果不设置串口设备从站收发切换时间,在通信中容易造成数据丢失,不能实现良好的循环通信。在本系统中采用的是时间中断方式,定时时间为10ms,即串口设备收发切换时间为10ms。

4 结束语

本系统采用S7-300 PLC作为PROFIBUS主站,使用多台S7-200 PLC模拟串口设备群,配置了6个字节缓冲输入和缓冲输出,实验室调试结果表明:DP主站能够按时间每隔1s轮流对各个串口设备发送数据,串口设备从站能够在接收到主站发给自己的数据后,及时地将数据从缓冲区取出,存放到相应的存储单元,停留10ms后从站将自己的数据报告给主站,根据缓冲区的配置每次可传送6个字节的数据,主站接收到从站报告的数据后,按不同的从站地址存储到其相应的存储单元,然后对下一个从站进行访问,依此循环通信。本系统实际运行通信情况良好。

本实验系统提供的组网方法,以其良好的通信状况,低廉的成本,不仅能够实现现场总线系统的智能化管理,具有很高的先进性,还可以节约大量的硬件成本。那些存在较多串口设备,在不更换设备的情况下需进行现场总线技术改造的企业,可借鉴本例的设计。

参考文献

[1]王永华,Andy Verwer．现场总线技术及应有教程——从BUS到AS-i[M]．北京：机械工业出版社,2006．

[2]王永华．现代电气控制及PLC应用技术[M]．北京：北京航空航天出版社,2003．

[3]王永华，郑安平．基于PLC和智能仪表的下位机群与上位机通讯的实现[J]．制造业自动化,2002,(9)：9-10,13．

二次设备配置和集成优化 篇6

结合城区110 k V工程的具体情况, 本专题提出二次设备优化配置方案如下:

1.1 站控层设备优化配置

数据服务器与监控主机集成, Ⅰ区数据通信网关机单套配置, Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机优化配置, 图形网关机与Ⅰ区通信网关机集成。

1.2 间隔层设备优化配置

1) 主变压器采用主变保护+测控, 测控集成后备保护功能, 主变本体智能终端非电量保护集成。

2) 110 k V线路及内桥采用保护测控集成。

3) 10 k V部分采用保护测控计量多合一, 10k VPT采用10k VPT并列母线测控集成。

4) 故障录波及网络记录分析一体化装置优化配置故障录波及网络记录分析一体化装置, 功能由保护装置实现。

5) 110 k V备自投采用110 k V站域备自投。

1.3 过程层设备优化配置表

110 k V线路及内桥采用合并单元智能终端集成, 主变10 k V侧采用合并单元智能终端集成, 智能终端与操作机构取消操作机构内 (汇控柜内) 就地操作模拟控制面板, 取消智能终端内的防跳回路, 取消智能终端内的压力闭锁回路。

1.4 网络通信设备优化配置

110 k V间隔层交换机与站控层I区交换机合并, 不再单独配置, 10 k V间隔层交换机按主变单元配置, 不再按母线配置。

2 本站二次设备集成优化设计理念

根据国家电网公司要求, 结合本站特点, 以安全可靠为基本前题, 突出变电站的工业化定位, 剥离冗余功能, 充分发挥智能变电站数据采集数字化、传输处理网络化、信息共享化的技术特点, 体现“两型一化”智能变电站的设计理念。

3 110 k V备自投装置优化配置方案

当前在电力系统中, 备自投功能大多采用专门的备自投装置完成。通过信号电缆将开关和刀闸位置信息传给备自投装置;通过独立的交流采集回路将交流量传给备自投装置;最后由备自投装置完成运行方式的识别, 以及动作逻辑判别, 动作逻辑输出经电缆传输给相应的开关, 完成开关的分合。

站域备自投功能, 是基于GOOSE机制的备自投功能实现方式, 整个备自投功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成, 由进线测控装置完成进线开关位置和有流无流判别、由分段测控装置完成分段开关位置采集、由母线测控装置完成母线有压无压判别, 将获得的信息通过网络传输给主逻辑单元, 完成运行方式识别和动作逻辑判断。开关量和逻辑信息采用GOOSE信号, 通过GOOSE网络传输给主逻辑单元, 逻辑输出结果也以GOOSE方式传输给分散执行单元, 完成开关的跳合。模拟量的采集采用IEC 61850标准SMV (Sampled Measured Values) 采样值服务传输。

4 合并单元与智能终端优化配置方案

依据国网公司办基建 (2013) 3号文件, 本站智能终端和合并单元均布置在GIS智能控制柜内, 且按照合并单元智能终端装置集成设计。

本站智能终端和合并单元均布置在GIS智能控制柜内, 合并单元发送SV报文、智能终端收发GOOSE报文, 其通信对象均为站控层保护测控装置和过程层网络, 对端同源。两个设备具备整合条件, 采用集成装置可以减少设备数量, 简化光缆连接。综上所述, 使用智能终端和合并单元集成装置是可行的, 符合国网公司办基建 (2013) 3号文, 并且已有成熟产品在试点站成功运行。

5 智能终端与操作机构二次回路功能整合方案

SF6气体压力闭锁可以防止当断路器绝缘气体压力不足时分、合操作造成的事故。GIS机构二次回路和智能终端中都有压力闭锁回路。对于GIS机构内的压力闭锁回路更直接一些, 无需再经过智能终端至分合闸回路, 安全可靠性更高。而对于取消断路器操作机构中的低气压闭锁功能, 会造成在就地操作时, 低气压不能闭锁断路器操作。因此本站保留GIS机构内的压力闭锁回路设计, 取消智能终端内的重复设计。

6 全寿命周期应用分析

本方案通过技术创新、二次系统功能整合优化, 达到了优化网络结构、取消重复设备、提升系统功能、节约环保的效果, 在工程的全寿命周期内成本最低, 效益显著。

6.1 可施工性

通过优化整合, 取消功能重复元件, 优化、简化网络结构, 使其更加紧凑。同时, 大大减少了光缆的使用量, 有效地减少了二次的施工量及施工难度, 缩短了施工周期。

6.2 LCC成本分析

根据全寿命周期成本 (LCC) 管理理念, 将二次设备的全寿命周期成本分为设备的一次性投资成本、运行维护成本和中断供电损失成本三方面。设备使用年限按照10年考虑。

相关条件: (1) 设备费、安装费分别依据初设概算费用计算。 (2) 不论哪种方案的设备检修, 在准备工作充分的条件下, 均能在计划时间内恢复送电, 由于目前很难获得相关设备的故障率等数据, 因此本次计算不考虑中断供电损失成本 (FC) 。

7 结语

二次系统通过优化整合后, 可节省在变电站全寿命周期内的总成本, 具有较高的直接经济效益。

摘要：结合本站的主接线形式和设备布置, 对二次设备配置进行优化和技术经济性分析。

变电站智能设备的集成技术 篇7

在实际应用中, 国内、外不同的专业厂家分别推出了具有不同特点的系统, 基本上都能满足系统的运行要求, 但在不同程度上, 由于开发的背景、运行经验及技术水平的限制, 仍有相当一部分系统存在着功能重复设置, 信息资源无法共享, 从而导致了现场接线复杂、系统的各部分接口的通信规约不一致, 增加了投资并影响了系统的可靠性, 这就大大影响了整个系统的开放性及可扩展性。针对上述问题, 本文试图从整体系统设计思想入手, 讨论对变电站内智能化设备的基本要求及其构成、系统集成的基本思想, 以供同行参考。

1 变电站自动化的特点及智能设备的构成

变电站自动化近几年的发展状况大致存在集中式及分布式两种系统结构。从开放性以及系统整体的发展趋势来看, 采用分布式测控、保护、自动装置及计算机局域网的结构方式显然具有比较强的优越性。

根据IEC国际电工委员会电力系统控制与通信技术委员会的划分, 以及变电站自动化系统的特点, 变电站内的设备可划分为如下三个层次。

1) 设备层:包括各种一次设备, 像开关、线路、变压器、电容器、CT/PT等。

2) 间隔层:主要是各种二次设备包括采集、测量、控制、保护、自动装置、故障滤波等, 它们大多能独立完成某种功能, 且具有与外部进行数据交换的能力。

3) 变电站管理层:对整个变电站进行安全监视、控制、操作, 并与变电站外部进行数据交换, 如当地监控微机、与控制中心通信的网关等。

实际应用中, 在设备层和间隔层之间的数据交换量不大, 主要是设备层向间隔层提供运行中的各种I/O信号, 间隔层向设备层发出控制信号等。在间隔层和变电站管理层之间, 存在大量的数据交换。

设计中的变电站自动化系统考虑了在间隔层横向按站内一次设备分布式的配置。有条件时, 还可将间隔层设备安装在开关柜上, 各间隔设备相对独立, 仅通过站内通信网互联, 并同变电站层设备进行快速通讯。在功能分配上, 采用可以下放的功能尽量下放的原则。凡是可以在本间隔内就地完成的功能绝不依赖通讯网完成, 这样构成的系统同以往的集中式系统相比有着明显的优点:可靠性提高、可扩展性和灵活性提高以及站内二次电缆简化、节省投资。

2 智能设备的集成

在变电站自动化中存在一些促使设备集成的动力。

首先, 变电站自动化要求采用较少的设备完成更多的功能, 其解决方法之一是安装具有集成功能的智能电子设备, 这样就实现了设备整体费用的优化, 减少资金和运行维护费用。

另一个向集成化发展的动力是先进的自适应能力和系统控制性能。还有一个动力是为客户服务。经济的快速发展要求越来越少的停电时间, 对于由继电保护或系统设计带来的问题可以高效跟踪和修改, 从而可以提高整个系统的可靠性和可用性。

3 局域网络通信技术

随着计算机局部网络 (LAN) 技术的发展, 越来越多的制造商把注意力集中在LAN上。采用计算机局域网技术可实现数据高速、可靠传输, 可将过去集中处理的功能分散到各个节点去处理, 并可以传送大批量的数据, 如故障录波数据和图像数据等。在变电站自动化系统中, 采用局域网技术, 将变电站内的数据采集部分的各智能单元分别挂网运行, 站内自动化系统通过变电站层控制中心与各IED进行数据通信, 以取得对现场IED设备的控制权。这就要求IED设备满足局域网标准, I/O设备作为局域网上的一个节点。

在实际采用计算机局域网的标准上, 一般存在着采用“工业以太网”和“现场总线”两种不同的做法。以太网 (Ethernet) 经过若干年的发展, 技术上已经十分成熟。随着适合于工业现场应用的嵌入式以太网微处理器的发展, 以太网已可十分便利的应用于变电站自动化场合。

4 智能电子设备的发展目标和变电站自动化的趋势展望

变电站自动化系统与其它工业自动化领域一样, 正沿着“分布化、智能化、集成化、可视化和协调化”的方向发展。主要体现在以下几点:1) 可互操作性:当前和将来都可以与任意一个生产厂家的IED进行通信。2) 即插即用:所有连在LAN上的设备将由系统自动识别。3) 可靠性/安全/可信性:这是基本的继电保护特性, 目的是使整个系统达到同一水平。4) 开放性:提供一个变电站自动化系统的平台。5) 冗余度;任何单一的部件故障不会影响整体系统性能。6) 智能化:提供一个人工智能的应用平台;通过这个功能实现故障分析、选择性的数据和电力系统配合。7) 自动化:通过嵌入算法软件或按用户定义的控制顺序提供未来的自动控制功能。对于继电保护设备, 可通过用户自定义的计算方法和动作次序支持未来的自适应继电保护功能。8) 灵活性/可扩充性:对于当前的硬、软件系统设计要考虑到将来的扩充, 应当易于修改。

智能电子设备的采用, 将彻底改变常规继电保护、自动装置及测量仪表等的单一功能结构, 变为包括继电保护、过程自动化、录波、计量、测控等多功能智能化设备的变电站自动化系统。由于现场设备的高智能、多功能, 使得主控系统的负担得以分散, 实现了彻底的分散控制保护及自动化, 由此可极大提高控制、保护、自动化系统的可靠性、自治性、灵活性。

智能电子设备的采用还使得变电站一、二次设备结合成为现实。如果把现场智能设备控制保护的一次设备对象的CT、PT, 开关、刀闸等的操作机构箱、主变压器等设备也采用网络通信方式相连, 就可以取消控制信号电缆, 仅仅保留开关操作机构跳、合闸所需的高压交、直流电源的动力电缆, 从而使现场智能设备采用低压电源, 提高了设备的抗干扰能力。另外通信网还可以将设备丰富的信息及数据上传, 便于事故分析和状态监视, 构成网络式的防误闭锁和安全保障系统, 从而提高整个分布式变电站自动化系统的可靠性、先进性和优越性。

参考文献

[1]黄太贵.智能电子设备在变电站综合自动化中的应用.电力系统自动化, 1998.

[2]周旭虹.500变电站自动化系统结构的探讨.电网技术, 2001.

NGB接入网设备集成平台 篇8

关键词：NGB,接入网,集成平台,三网融合

0 引言

随着三网融合进度加快, 双向网络改造的不断深入, 现有ONU、Eo C、光接收机设备分散, 供电困难, 线路难接, 干扰严重, 尤其是农村网络挂杆箱的光接收机几乎无法做到, 严重影响双向网络改造的可靠性及大规模的发展[1,2,3,4,5]。本文以陕西广电网络传媒股份有限公司NGB接入网设备集成平台为蓝本, 介绍了平台的实现方法。

1 实现方案

1.1 设备集成平台组成

NGB接入网设备集成平台硬件由光接收机模块、EPON的ONU模块、宽带Eo C模块、窄带Eo C模块、混频器模块、电源模块等组成。平台网管基于SNMP协议, 以“全国广电标委会17409”标准为依据, 将光接收机、EP-ON、宽带Eo C模块、窄带Eo C模块进行统一管理。

光接收机模块将有线电视前端传来的下行光信号转换为电信号, 提供给有线电视用户收看模拟电视、数字电视、数据广播等广播式有线电视信号, 还提供IPQAM等形式的互动节目源。

ONU模块为EPON系统的终端设备, 与系统前端的OLT进行双向光通信, 与用户网络进行电通信, 完成系统数据网络的光传输部分功能。ONU具有光/电和电/光转换功能, 还具有完成对语音信号的数/模和模/数转换、复用、信令处理和维护管理功能, ONU的电口是10/100/1 000 (Mbit/s) 自适应以太网端口。

窄带Eo C模块将IP信号调制到射频的高频点 (915~928 MHz) , 实现通过同轴电缆双向传输数据信号的功能。该模块具有给传统的有线电视单向机顶盒提供回传通道, 使机顶盒具备双向交互功能的作用。该模块单路可同时连接200个用户。

宽带Eo C模块将IP信号调制到射频的低频点 (7.5~65 MHz) , 实现通过同轴电缆双向传输数据信号的功能。Eo C局端设备采用基于P1901标准的Home Plug AV技术, 新技术在此频段内, 划分了2 351个子载波, 每个子载波占用约24.414 k Hz, 采用目前抗干扰较强的OFDM调制方式, 在其工作频段使用的2 351个子载波中, 每个子载波均可单独进行BPSK, QPSK, 8QAM, 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1 024QAM和4 096QAM调制, OFDM中各个子载波频谱有1/2重叠正交, 大大提高了OFDM调制方式的频谱利用率, 同时该方案采用了Turbo FEC错误校验, 较好地提升了系统的抗干扰能力。该产品单路最多可同时连接253个用户, 双向物理传输速率可达到500 Mbit/s以上, 实际双向数据传输速率可达250 Mbit/s以上。

混频模块将有线电视信号和调制好的数据信号包括低频宽带Eo C信号、高频窄带Eo C信号通过混频模块输出, 在同轴电缆上与用户终端进行通信, 同时实现单向有线电视、双向有线电视、IP宽带、语音通信等综合业务。

设备集成平台整体原理框图如图1所示。

1.2 设备集成平台各工作模块频谱带宽

广播电视中3种常用射频信号所用频谱示意图见图2。在有线电视同轴电缆上, 将宽带Eo C的IP信号通过OFDM调制方式, 调制到7.5~65 MHz射频频段;将窄带Eo C的IP信号使用FSK方式, 调制到915~928 MHz射频频段;用87~862 MHz频段传输模拟电视信号、数字电视信号和IPQAM信号。3路射频信号经过高低通滤波器混合, 由一根同轴电缆输出, 从而为现网已经使用的单向机顶盒实现双向化、双向高清互动机顶盒实现交互点播、用户高带宽上网、Vo IP等提供了充足的保障。

1.3 统一网络管理方式设计

接入网集成设备平台网管软件将光接收机、EPON、宽带Eo C局终设备、窄带Eo C局终设备, 进行统一控制、统一管理, 做到对广电接入网设备的统一可管、可控、可运营。该平台软件基于SNMP2.0/3.0协议, 以广电总局“全国广电标委会17409”MIB管理项为依据, 网管平台采用分布式构架、多级管理方式, 实现省、市、县三级分权、分域网络管理。

目前, 广电接入网设备包括EPON、宽带Eo C局端、窄带Eo C局端、光接收机, 再扩展延伸到用户终端的Eo C终端、窄带猫终端, 每一类设备都需要一套网管和一套网管服务器, 因为各个不同功能的网管为了避免服务冲突, 还不能安装在同一台服务器上, 所以同时需要EPON网管、宽带Eo C网管、光接收机网管、窄带Eo C网管等多台服务器。

针对目前网管及服务器无法兼容, 既浪费服务器资源、机房空间资源、宝贵的电力资源, 又浪费网管维护成本。接入网设备统一网管很好地解决了上述诸多问题, 将接入网设备网管集成化、归一化, 符合国家环保低碳的标准。

1.4 接入网设备统一网管系统

接入网设备统一网管系统由后台服务模块、通用模块、EPON管理模块、宽带Eo C管理模块、窄带Eo C管理模块、光接收机模块等组成。系统具有很强的扩展性, 还可扩展管理其他设备。

后台管理模块主要由后台监听模块、数据同步模块、短信发送模块组成。后台监听模块, 主要负责监听网络设备发送的Trap信息, 解析Trap发送的告警或事件;数据同步模块, 负责将子公司的数据同步到分公司和省公司, 或者将分公司 (直属子公司) 的数据同步到省公司;短息发送模块, 负责将监听到的告警及时发送给管理人员。

通用模块建立设备、管理资源、人员 (用户) 的档案, 及正确使用系统所必须的安全管理、日志管理、辅助工具模块组成。

Eo C管理模块完成设备运行状态的监测和运行参数的调整, 即设备的监视、配置、性能统计等, 分为局端和终端二大部分。局端包括设备的基本信息、网络属性、Trap设置、软件升级设置、局端风暴抑制、服务配置、终端在线信息等模块。终端包括档案信息、基本信息、端口服务配置、端口VLAN设置、终端风暴抑制、性能统计信息等模块。

EPON管理模块完成设备运行状态的监测和运行参数的调整, 即设备的监视、配置、性能统计等, 分为OLT和ONU两大部分。OLT部分包括系统属性参数管理、SNI属性管理、OLT PON口属性管理、ONU属性管理、VLAN管理。ONU部分包括UNI用户端口属性管理、IGMP (Internet组管理协议) 配置、VLAN管理、Qo S优先级管理、STP (生成树协议) 配置、广播风暴抑制、性能统计管理等。

光接收机管理模块包括监测管接收机参数模块 (输入光功率、输出电平、直流电平、增益、衰减、均衡) , 设置设备增益、衰减、均衡值, 设置告警阈值等。

接入网统一网管软件系统将统一管理EPON、光发射机、光接收机、宽带Eo C局终端设备、窄带Eo C局终端设备等接入网各类设备, 实现多种接入网设备在同一网管系统下的统一管理。该软件局端设备基于SNMP 2.0/3.0协议, 以广电总局的MIB管理项为依据, 终端设备采用TR-069协议。网管平台采用分布式构架、多级管理方式 (见图3) , 实现省、市、县三级分权、分域网络管理 (见图4) 。

2 小结

下一代设备集成平台将统一控制芯片管理ONU、宽带Eo C局端、窄带Eo C局端、光接收机集成进一台设备, 实现了广电行业模块化接入网设备的统一标准和规范。设备集成平台网管的宽带Eo C管理模块以广电总局“全国广电标委会17409”MIB管理项为依据, 在应用过程中希望能进一步完善其中的调制Eo C设备MIB。

参考文献

[1]田明, 许如钢, 顾士平, 等.采用自组织多频EoC技术实现下一代广电网络[J].电视技术, 2010, 34 (2) :106-108.

[2]顾士平, 吴军基, 冯剑弘.EoC编解码分层实现方法[J].中国有线电视, 2009 (4) :381-383.

[3]陆良贤, 顾士平, 吴军基.TDMA动态时隙分配在EoC上的应用[J].中国有线电视, 2009 (1) :60-62.

[4]冯剑弘, 顾士平, 占亿民, 等.基于SOC低成本低功耗可信同轴电缆三网融合系统[J].电视技术, 2009, 33 (4) :66-67.

用于MRI设备的集成式冷却系统 篇9

现代磁共振成像(MRI)技术正向两个方向发展,一是高磁场强度;另一方向是高的系统性能,包括高的梯度性能(梯度场强和梯度切换率)、高的射频性能(发射功率,接收信噪比和多个接收通道)以及高的数据处理和控制性能。

高场MRI系统采用了超导磁体,超导磁体所用的液氦是价格昂贵的制冷剂,在超导MRI正常运行的情况下,液氦的消耗主要是到达液氦容器的热量所引起的,通常称之为漏热。一个良好的、稳定的冷却系统,不仅是超导环境存在的重要保证,而且能大大降低液氦的挥发,减轻磁共振运行成本。近年来随着新型磁共振装置的不断改进,梯度系统和射频系统的功率不断提高,散热量也随之增加。梯度线圈、梯度功放、射频功放,数据处理和控制系统也通过冷却系统以确保其稳定可靠的工作温度。因此,冷却系统的工作状况决定着整台MRI设备的运行状况,冷却系统也成为决定MRI系统性能及稳定性的重要设备。

1现有技术回顾

(1)对于早期的低场MRI系统,一般磁体采用永磁型为主,磁体不需要冷却系统提供制冷。而且由于系统功率较低,除梯度线圈须采用水冷外,其余电子设备通常采用强制风冷。所以低场MRI系统的冷却系统常采用风冷水冷独立设计,冷却系统示意图如图1所示。水冷系统仅给梯度线圈提供一定温度的循环冷却水,而电子设备(包括控制单元,梯度功放,射频功放)全部采用强制风冷,同时在设备间配有空调。

因为一般低场系统需要的制冷量比较小,所以水冷系统和风冷系统将从系统中带出的热量直接散发到设备间室内,再由设备间的空调将热量带到室外。

(2)对于高场MRI系统,由于采用超导磁体,给磁体冷却的冷头压缩机需要较大制冷量,而且安装紧凑,热密度高,所以必须使用水冷;另外系统整体功耗较大,除梯度线圈须采用水冷外,电子设备中的功率模块(如梯度功放,射频功放)也必须采用水冷才能保证稳定可靠地工作,而其余电子设备即使仍可采用风冷,也必须提供更大的冷却强度,这使得冷却系统的设计难度显著提高。

如图2所示是一种高场MRI冷却系统的示意图,冷却系统主要部件包括:室外冷水机组,流量分配单元,冷头压缩机,风冷单元等。梯度功放,射频功放,冷头压缩机和梯度线圈都需要进行水冷,并且对供水的温度、流量和压力都有各自的要求。室外冷水机组提供符合温度要求的冷水,再经由流量分配单元将总流量分配给各个部件,从而满足各个部件的要求。另外梯度功放,数据处理和控制系统则需要风冷单元提供强制风冷。

由于高场系统对冷却系统的更高要求,使得冷却系统更为复杂,如上描述的这种设计必须配备室外冷水机组,风冷单元通风量增大,因此导致了设备成本上升,还有设备体积庞大,噪音升高,安装维修难等一系列问题。

2集成式冷却系统

如上所述,高场系统对冷却系统提出了更高的需求,设计难度显著提高。为满足各方面的功能和性能需求,并且在设备体积紧凑性、产品成本、设备稳定性、环保和可维护性等各方面得以改善,这就要求冷却系统概念设计有新的突破。

在开发新的高场磁共振系统(MAGNETOM ESSENZA)的过程中,通过分析计算各个发热部件的热耗,并考虑具体各部件的冷却类型,确定了各部件冷却类型与制冷量分配,如表1所示。

通过分析在不同的工作情况条件下各个发热部件的热耗特性,进一步得到了整个MRI系统的热耗分析图,如图3所示。

根据换热量计算公式:Q=M*ρ*C*△T得到

公式(1)中M是冷却介质的流量,单位是l/min;Q是换热效率,单位是kW;ρ是冷却介质的密度,单位是kg/l;C是冷却介质的比热容,单位是kJ/(kg·℃);△T是冷却介质的温度差,单位是℃;

由公式(1)计算得到了各个发热部件需要的冷却介质的流量,同样可以通过计算确定冷却系统的其它性能参数,如表2列出了冷却系统的主要性能参数。

基于这些性能参数,我们开发了集成式冷却系统。集成式冷却系统包括两种型式:主动式集成冷却系统和被动式集成冷却系统。客户(医院或专业影像机构)可以根据自身实际情况进行选择,从而使得客户的需求能够得到充分的满足。

2.1主动式集成冷却系统

如图4所示是主动式集成冷却系统的示意图,主要部件包括:室外风扇单元、集成式流量分配单元、冷头压缩机,制冷单元和集成式风冷单元等。

系统原理图如图5所示,制冷单元提供制冷量给二次水循环,二次水循环为梯度功放、射频功放,冷头压缩机和梯度线圈和热交换器提供符合温度要求的冷水。

风冷单元同样被整合到水冷系统中,通过水-空气热交换单元获得较大的换热温差,从而提高了换热效率,降低了风速和噪音,使得结构更加紧凑,同时将系统对设备间的散热降到最低,大大降低了设备间空调系统的功率要求。

制冷单元的热量最终由一次水循环通过室外风扇单元散发到室外空气中,这里的室外风扇单元仅仅是一台空气-水热交换器。与以往的室外冷水机组比较,室外风扇单元结构简单、稳定性高、可维护性好,而且体积和成本都大大减小,很好地解决了室外冷水机组导致的设备成本上升,体积庞大,噪音升高,安装维修困难等一系列问题。

在实际测试中,验证MRI系统在最大负荷下能够稳定运行,同时测量并记录各发热部件的进出水口温度差,各支路冷却介质的流量,再根据实际测量数据计算得到各部件的单位时间换热量曲线图,如图6所示,图中四条曲线分别代表冷头压缩机、梯度线圈、梯度功放和射频功放的单位时间换热量曲线。忽略发热部件通过其他途径散发的热量,由实际测量曲线可知,各部件的单位时间换热量测量值总和小于系统的理论热耗,表明主动式集成冷却系统性满足了MRI系统工作要求。

2.2被动式集成冷却系统

为了更好地满足客户的需求,我们同时开发了被动式集成冷却系统供客户选择。根据客户的实际情况,如果已有能够满足要求的冷水源,我们推荐客户选择被动式集成冷却系统,这样可以进一步节省开支。

如图7所示是被动式集成冷却系统示意图,主要部件包括:集成式流量分配单元、冷头压缩机,水-水热交换器和集成式风冷单元等。客户的一次冷却水提供的制冷量,通过水-水热交换单元传递给二次水循环,二次水循环为各部件提供符合温度要求的冷水。

被动式集成冷却系统原理图如图8所示,与主动式集成制冷系统相同,被动式集成制冷系统的风冷单元也被整合到水冷系统中,通过水-空气热交换器获得较大的换热温差从而提高了换热效率,降低了风速和噪音,使得结构更加紧凑,同时将系统对设备间的散热降到最低,大大降低了设备间空调系统的功率要求,为客户节省了成本。对于被动式集成冷却系统,因为没有制冷单元和室外风扇单元,使得结构进一步简化、稳定性和可维护性更好,而且体积、成本、功耗和噪声都大大减小。

与主动式集成冷却系统相同,在针对被动式集成冷却系统的实际测试中,同样验证了MRI系统在最大负荷下能够稳定运行。如图9所示,由实际测量的各部件单位时间换热量曲线可知,各部件的单位时间换热量测量值总和小于系统的理论热耗,表明被动式集成冷却系统性能满足了MRI系统的工作要求。

3结束语

由于采用了集成式设计,冷却系统与MRI系统有机地结合为一体,从而降低了成本,提高了冷却效率,降低了噪音,方便了安装,提高了可维护性。其设计已在不同的使用环境下得到验证,其优点也得到广大专业客户的充分认可。

摘要：目的现代磁共振成像(MRI)技术正向两个方向发展,一是高磁场强度;另一方向是高的系统性能,包括高的梯度性能(梯度场强和梯度切换率),高的射频性能(发射功率,接收信噪比和多个接收通道)以及高的数据处理和控制性能。急需开发新型冷却系统以满足MRI系统正常运行的需要。方法通过对现有MRI系统冷却技术的分析,提出了集成式冷却系统的概念,分为主动式冷却系统和被动式冷却系统两种方案,以适应不同医院的装机条件。结果基于集成式冷却系统的概念,成功开发出了用于MRI系统的主动式和被动式两种冷却系统。通过对样机的测试,其性能指标完全达到了设计要求,已在不同的使用环境下得到进一步验证,具有冷却效率高,成本低,噪音小,安装维修简便等优点。

关键词：MRI,水冷系统,风冷系统,空气-水热交换器

参考文献

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