Real Time Control System for Metro Railways Using PLC & SCADA

This paper proposes to adopt SCADA and PLC technology for the improvement of the performance of real time signaling&train control systems in metro railways.The main concern of this paper is to minimize the failure in automated metro railways system operator and integrate the information coming from Operational Control Centre(OCC),traction SCADA system,traction power control,and power supply system.This work presents a simulated prototype of an automated metro train system operator that uses PLC and SCADA for the real time monitoring and control of the metro railway systems.Here,SCADA is used for the visualization of an automated process operation and then the whole opera-tion is regulated with the help of PLC.The PLC used in this process is OMRON(NX1P2-9024DT1)and OMRON’s Sysmac studio programming software is used for developing the ladder logic of PLC.The metro railways system has deployed infrastructure based on SCADA from the power supply system,and each station’s traction power control is connected to the OCC remotely which commands all of the stations and has the highest command priority.An alarm is triggered in the event of an emergency or system congestion.This proposed system overcomes the drawbacks of the current centralized automatic train control(CATC)system.This system provides prominent benefits like augmenting services which may enhance a network’s full load capacity and networkflexibility,which help in easy modification in the existing program at any time.

SCADA系统在能源供应系统中的应用研究

随着我国节能环保事业的发展和公用事业的进步,以及计算机技术、通信技术、互联网技术的成熟,数据采集与监视控制(SCADA)系统的应用获得了飞跃式发展。在能源供应领域,SCADA系统的应用从代替人工上门抄表、人工统计计算、人工现场巡查,发展到复杂的统计分析以及对能源供应系统进行全面的监控,在实施“双碳行动”中发挥着重要作用。首先,阐述了能源供应SCADA系统的基本功能。然后,列举了通过SCADA系统实现能源管网管理的增强功能和应用效果。最后,归纳总结了SCADA系统的发展趋势。SCADA系统在能源供应系统中的应用,对“双碳”目标的实现具有积极促进作用。

基于SCADA系统和信号处理的风力发电机主轴承故障分析与诊断

基于SCADA在线监测系统,通过该系统获取到主轴承实时振动数据,用小波包、集合经验模态分解模型进行信号处理和提取故障特征,分析其时域图的冲击信号、频谱图故障特征频率、包络谱故障频率幅值和谐波信号倍数情况,可以判断出主轴承故障位置以及受损情况,实现主轴承故障预警,为风力发电场现场运维人员高效维修提供帮助,降低运维成本。

面向工程机械行业的SCADA系统的设计及实现

工程机械行业的企业生产车间大多涉及多个厂区,涵盖许多类型各异的生产机加设备,导致对设备复杂数据的监控、采集和分析等工作非常困难,同时与各个设备相关的设计、工艺、制造和售后等的复杂流程,也导致了管理上的混乱问题。因此,通过消除设计、工艺、制造和售后等各个环节的信息孤岛,统一监控和采集各个生产机加设备的数据并形成一体化的数字化管理模式,设计和开发一套智能化的SCADA系统是解决这类问题的关键举措。

设备状态智能采集监测系统(SCADA)在锅炉制造行业的应用

设备状态智能采集监测系统(SCADA)是以计算机和以太网通讯技术为基础的生产过程监视系统,对生产设备的相关状态及工作参数进行实时远程监测。项目规划初期,我们基于公司离散化生产、通讯协议种类多、智能设备覆盖程度低等特点采用了针对性的建设方案,有效地解决了重型制造业在从自动化向智能化升级过程中的诸多痛点。管理者可以通过该系统远程监控设备的工作状态、能耗、工艺参数、报警文本等生产过程数据,为数字化生产管理提供必要的数据支撑。

面向电力SCADA系统的FDIA检测方法综述

信息通信技术的发展和智能设备的引入使电力系统逐渐演变为电力信息物理系统,而信息层与物理层之间的深度耦合也加剧了电力系统遭受网络攻击的风险。虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)作为一种兼具隐蔽性、灵活性和攻击导向性的网络攻击方式,对电力数据采集与监控(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统的安全稳定构成很大威胁。为应对这一威胁挑战,学者们研究了各种各样的FDIA检测方法。该文对面向电力SCADA系统的FDIA检测方法进行综述,首先介绍了FDIA的攻击原理及构建方法,梳理了FDIA检测算法的发展历程,并按照模型驱动和数据驱动对算法进行了分类整理,针对模型驱动中的基于状态估计、图论、物理特性等检测方法和数据驱动中的有监督学习、无监督学习、半监督学习、对抗博弈学习和强化学习等检测方法分别进行了机理分析;然后对比分析了相关算法的检测性能、优缺点及其适用场景;最后,对FDIA检测防御的后续研究方向进行了展望。

基于分布式微服务架构的新一代自动化SCADA系统的研究与开发

为了构建新一代自动化的SCADA系统,分析了水电自动化、轨道综合监控系统和新一代集控站设备监控系统的需求,在原有自动化SCADA软件平台的基础上,基于微服务架构、分布式技术,研究新一代自动化SCADA系统的关键技术应用与开发。该系统已经应用于多个专业现场,系统稳定可用,为各个专业现场提供了一整套强大、通用、稳定的支撑和服务。

基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测

在风电场运营中,准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而,现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联,限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法,以提高故障检测的准确性。该方法依据风电机组物理结构,将其功能单元划分为多个子图,从而构筑了一个多层级的时空图神经网络,通过图注意力机制和多头注意力机制全方位地分析风电机组各传感器节点与功能单元之间的关联强度。同时,针对数据采集与监控(SCADA)系统数据的时间关联,设计了动态图神经网络和时间注意力机制,使正常行为预测模型捕捉了SCADA系统数据的时间关联特性,实现了空间和时间特性的有效融合。最后,基于中国上海某风电场的实际数据验证了所提方法的显著有效性。

基于SCADA运行数据的风电机组塔架振动建模与监测

振动信号是风电机组数据采集与监视控制(supervisorycontrol and data acquisition,SCADA)系统中的一类重要变量。对振动信号的建模和分析可以实现对机组重要部件如塔架、传动链、叶轮等的状态监测工作。采用非线性状态估计技术(nonlinear state estimate technique,NSET)作为建模方法,在对风电机组塔架振动特性及其影响因素进行细致分析的基础上,建立了塔架振动模型。该模型由额定风速以下和额定风速以上两部分子模型构成。同时,对非线性状态估计技术的物理意义及特点进行了深入的分析和探讨。在某风电机组2006年4至6月份SCADA数据的基础上,建立了覆盖其正常工作状态的塔架振动模型,并对该模型进行了验证。研究表明,基于NSET的塔架振动建模方法具有方法简单、物理意义明确和建模精度高等优点,为后续拟开展的风电机组振动状态监测和早期故障诊断打下了良好的基础,同时为风电机组振动分析提供了新的思路。

发布/订阅模式消息中间件在SCADA系统中的应用

针对SCADA系统与调度其他高级应用软件以及异构系统之间难于进行数据交互的问题,将基于发布/订阅模式的消息中间件引入SCADA系统中,设计了消息中间件的结构模型,阐述了消息中间件的工作机理,利用组件技术对其功能进行封装,形成组件对象模型(component object model,COM),对外提供5个标准接口供应用程序调用。SCADA系统作为消息的发布者,调度其他高级应用软件作为消息的订阅者,双方以消息形式进行数据交互,消除了SCADA系统与其他应用软件之间直接的依赖性,增强了系统的可扩展性。

基于SCADA的无功电压自动控制系统

提出了一种实用的基于 SCADA模式的无功电压自动监控的专家系统 ,该系统拓展了SCADA的功能 ,综合利用主站系统提供的丰富信息进行防错处理和上下级厂站的统一考虑 ,需要规则、时段、限值的相互协调 ,适应电网自动化发展的趋势 ;并介绍了该系统设计的基本原则、方案、特点以及实现中应注意的问题。

数据库访问中间件技术在SCADA数据库系统中的应用

介绍了中间件技术的基本原理和分类,研究了基于组件技术和XML(eXtensibleMarkupLanguage)技术的数据库访问中间件及其应用方法。将数据库访问中间件应用到SCADA数据库系统三层模型的设计中,利用数据库访问中间件连接SCADA系统数据库服务器与客户端前台应用程序,系统数据结构和中间件接口设计遵循IEC61970系列标准,通过更新中间件模块的方式对系统进行扩展和升级,使系统具有很好的兼容性和可扩展性。此外设计了一种基于中间件工作站的SCADA数据库系统,可充分利用现有的SADA系统资源,实现了异构数据的共享,提高了系统的效率,在新一代调度自动化系统中具有很好的实用价值和应用前景。

基于J2EE平台的SCADA系统实现

为了实现电力SCADA系统与其它信息系统深度集成的应用需求,提出了利用J2EE平台实现一个多层次、分布式的SCADA系统的应用框架及通信体系结构。该应用框架包括客户层、Web层、事务层和数据库层,兼容基于标准Web浏览器的瘦客户端或专用的应用程序客户端,支持基于Web服务的深度信息集成,并提供统一的安全策略。借助J2EE平台的技术优势,较之其它仅基于Web浏览技术的SCADA系统,该系统展现出更广泛的软硬件兼容性、灵活的功能部署、简易的系统扩展和更高的安全性。

基于SCADA和支持向量回归的风电机组状态在线评估方法

为提高风电机组并网运行的实时可靠性、优化机组维修策略、降低风力发电成本,有必要充分考虑风电机组各部件或子系统之间的相互作用和耦合关系。利用数据挖掘技术,建立了一个针对风电机组整体运行状态的在线评估模型。首先,分析了数据采集与监控(SCADA)报警系统的不足,提出了基于回归预测模型和SCADA报警系统相配合的鲁棒性更强的在线评估方案;其次,对评估方案中的回归预测模型进行了详细说明,建立了以SCADA系统的部分监测项目为输入量、以风电机组有功功率为输出量的基于支持向量回归(SVR)算法的回归预测模型。最后,利用某风电场的实测数据对所提出的在线评估模型进行了验证,结果证明了此方法的可行性。

基于IEC 61850的风电场SCADA系统安全访问控制模型设计

随着信息技术在风力发电中的应用,风电场SCADA系统的安全访问控制变得越来越重要。文章基于IEC 61850标准,结合实际应用需求,提出了网络环境下风电场SCADA系统的安全访问控制模型,并设计了一个安全接口单元。采用基于安全远程口令的安全口令认证实现用户访问时的身份认证,通过验证报文鉴别码保证了数据的完整性,并通过IEC 61850标准的虚拟访问视图执行访问控制策略。对该模型应用实例的具体分析表明,该方案能满足风电场的安全访问控制需求。

非并网风电SCADA系统设计

设计了一种适用于非并网风电场的数据采集与监控(SCADA)系统。该系统将传统的风电场监控、电网监控和配电站合而为一。系统以传统SCADA为基础,结合非并网监控的特点和需求,实现了对风电场、电网和用电企业的监控及数据传输,并实现了整个非并网风电系统从发电侧到用电侧的一体化监控。文中对整个系统的结构、功能进行了分析研究。

PMU数据用于SCADA时滤除低频干扰的方法

广域测量系统采集的相量测量单元(PMU)数据越来越广泛应用于电网数据采集与监控系统,由于PMU采用的快速傅里叶变换算法无法区分工频信号和低频干扰,PMU采集的工频变量数据中包含低频振荡扰动成分,将影响电网稳态计算和分析的正确性。为了提取PMU采集数据中的工频变量,以低频强迫振荡为例,分析了低频振荡对PMU采集工频变量的影响,利用计算PMU采集数据的上包络和下包络并求出均值的方法,提出了一种分离PMU采集数据中低频干扰以获取工频变量的方法。通过对低频强迫振荡时PMU采集的实际电网数据进行分析,验证了文中所提方法的正确性。理论分析和实际PMU数据分析结果表明,所提方法能够快速准确提取PMU采集数据中的工频变量,对于提高PMU数据在电网稳态分析和动态监测中的利用价值,具有重要意义和较大价值。

GIS与SCADA系统集成技术的研究

当前配电网地理信息系统(geographical information system,GIS)与数据采集监控系统(supenvisory control and data acquisiton,SCADA)的集成策略存在着功能重复、数据描述及界面不统一等问题。通过对2系统的功能结构进行分析,引进组件对象模型技术,对各个功能模块在底层开发平台上进行集成,避免了重复开发,还提供了开放的子接口以便进行灵活的二次开发。对集成系统数据库的结构进行了分析,利用ActiveX数据对象技术等对数据库进行统一管理,GIS与SCADA等子系统之间基于平台接口函数直接交换数据,实现了无缝连接,保证了数据的一致性和系统的实时性。

基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法

根据来自监视控制与数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统和相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的数据特点,提出了一种基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法,该方法充分利用了各节点间电压变化的相互联系,通过SCADA系统提供的初始值和安装PMU的节点的电压量测可简单地获得其他未安装PMU节点的电压相量。该方法有效地解决了在PMU配置不足的情况下如何观测电网状态以及如何在动态过程下实时观测电网。最后,通过对新英格兰10机39节点系统的多种故障进行仿真,验证了该方法的有效性和准确性。

SCADA系统中的底层通讯研究

研究了基于RTU的自由编程口来开发和智能型设备进行通讯的驱动程序,反映目前在SCADA系统中的所应用的带自由编程口的RTU的现状,讨论了如何更好地利用RTU/PLC等设备的自由编程口编写出丰富、完善、灵活的通讯程序,增强RTU/PLC等设备的通讯能力,使之摆脱其驱动程序只能与特定设备进行通讯的束缚,增强SCADA系统的数据采集能力。