三、分布式调度端硬件结构

新一代调度管理系统是分布式网络化系统，共享一套数据库管理系统，人机交互系统和分布式支撑环境。系统各网络功能节点可以集成在同一节点上，也可分散驻留于不同节点，配置灵活，每个单独的系统都可独立运行。

监控主站是微机监控系统乃至牵引供电系统的调度指挥中心。装设于此的调度管理自动化系统为直观实现调度管理意图提供了强有力的技术支持。

监控主站（这里习惯称之为调度端）设备主要由冗余配置的双主机服务器（MC）、冗余配置的调度员操作工作站（OW）、冗余配置的通信前置处理机（CC）、数据维护工作站（DW）、工程师终端（ET）、数据终端通信控制器（DTC）、大幅模拟屏（MNP）、流水打印机（LP）、报表打印机（RP）、拷屏打印机（CP）、电源系统（UPS及配电盘）、连接电缆等部分组成，如图2-4所示。

冗余配置的目的是提高系统的运行可靠性、冗余的设备可有冷备用和热备用两种备用工作方式。所谓冷备用是指作为备用的设备不运行指定的应用软件或干脆就关电待命，待主用设备故障或视需要切换时再投入运行；热备用是指作为备用的设备运行指定的应用软件监视主用设备，一旦发现主用设备故障，即自动切换运行主用程序，接替原主用设备工作，或收到双机切换命令后自动切换为主用设备工作方式，原主用设备切换为备用工作方式，或退出运行休整。

监控主站调度管理自动化系统以主机为核心，通过网络与操作工作站、数据工作站、通信机、DTC等设备进行数据交换，并对各设备工作状态进行监视管理；流水记录打印机、报表打印机、模拟屏等慢速设备，与DTC进行串口通信，由DTC统一管理，通过DTC上网与主机相联；操作工作站通过打印共享器共享拷屏打印机资源。监控主站系统结构如图2-5所示。

主机、数据工作站、操作工作站、通信机配以相应操作系统（如主机UNIX操作系统、工作站及通信机WindowsNT等）及监控应用软件，充分利用外设及数据资源，实现遥控、遥信、遥测、遥调“四遥”功能及数据报表统计、记录事故分析等调度自动化管理各项功能。

监控主站调度管理自动化系统数据源于调度台调度员的操作命令及被控站（RTU）采集到的被控对象的有关数据上送信息。前者的远动操作命令亦称下行命令，后者的上送有效信息部分亦称上行信息。整个系统围绕下行命令和上行信息展开处理工作。操作工作站作为主要的人机交互界面，接受和初步处理调度操作命令，是下行命令的第一受理者；通信机通过远动通道查询获取被控站有关信息，预处理后通过网络传送给主机处理，因此可以说通信机是上行信息的第一接待站。同时也可以形象地说，通信机也是下行命令的出口，操作工作站又是上行信息的终点站。下行命令和上行信息处理流程如图2-6所示。

1.主机系统

主机系统主要用于数据和网络服务及定时任务管理，进行数据的后台处理，管理实时数据和部分历史数据，负责网上节点资源的分配、管理和网络信息交换，进行网络信息汇总、组织和派发，为数据工作站、操作工作站提供初加工数据。系统主要由CPU、内存、硬盘、网卡、磁带机、人机接口设备及UNIX操作系统等相应软件构成。

主机执行主用程序时具备以下功能模块：

（1）网络服务

负责与通信机、操作工作站、数据工作站、DTC等上网设备的网络通信管理及信息交换。

（2）数据处理

协议支持或规约转换：负责与RTU远动通信规约、模拟屏通信规约及与PC机的网络通信协议的解释和转换，以及进程间通信。

下行命令及上行信息处理

①信息分解；

②数据统计，包括实时数据、报表、曲线点、各种记录等；

③动态存储；

④送工作站显示；

⑤送模拟屏显示；

⑥打印服务。

（3）数据服务

①向操作工作站提供实时及近期数据服务；

②向数据工作站提供数据源；

③向备机提供原始数据。

（4）设备监管

①系统配置管理；

②系统参数及结构定义；

③各设备工作状态监测；

④系统运行状态记录。

（5）定时服务

①定时遥信、遥测、对钟；

②报表定时处理、打印；

③定时检测设备。

（6）进程监管

①进程状态监测；

②进程自举；

③双机切换。

（7）备机执行备用程序时具备如下功能模块

①网络通信：与主机交换信息；

②数据处理：与主机数据处理相似，但不向外输出信息；

③监视主机工作状态；

④双机切换。

2.操作工作站

操作工作站是实施调度作业的人机界面，并集中反映调度意图和效果，监视牵引供电设备运营状态。每个调度台配备两套操作工作站，互为备用，远动操作尤其是遥控（包括单控、程控）操作时互锁。操作工作站由高可靠性的工业控制用PC机（配网卡）、大屏幕彩色显示器、鼠标和键盘等人机接口设备、WindowsNT操作系统等相应软件构成。

操作工作站监控应用软件具有如下功能模块：

（1）网络通信

与主机交换信息，包括各种操作命令和上行远动信息、设备工作状态信息等。

（2）操作管理

包括远动操作、本地操作和命令管理。

①远动操作。远动操作包括单控、程控、遥信全召、遥测全召、遥调、召故测仪数据、故障信号复归等操作。

单控即对被控站内某一被控对象（如开关设备）进行的状态控制，如开关的分合、重合闸的投撤等。单控分两步进行，第一步是被控对象的选择，在单控命令下用鼠标选中被控对象图标，程序检查控制条件满足后向RTU下发单控选择命令，RTU控制单元通过硬件及逻辑检查予以确认，回送选择成功，否则回送选择失败；选择成功后，调度员可选“执行”或“撤消”下发第二步命令，RTU进行相应处理并将结果报送调度端。单控分两步进行是为了提高可靠性和避免误操作。

程控是若干单控操作的有序组合，以卡片的形式预先设定。每个卡片有相应的程控条件，而具体的被控对象也有其控制条件，当这些条件都渐次满足时，程控才能顺利完成。程控分为站内程控和站间程控两种，前者的被控对象分布在同一被控站内，后者的被控对象分布在两个及以上被控站中，控制逻辑较前者复杂。要进行程控操作时，从远动操作菜单中选“程控”，从卡片提示窗选所需卡片时，注意查看该卡片的操作条件及卡片具体执行内容是否能达到预期目的。卡片选定后，确认程序检查控制权及程控条件是否满足，决定是否下发控制命令。程控命令开始选择和执行前，在显示器和模拟屏上对应被控站与卡片相关的被控对象不对位闪光，亦即图标闪烁的对象即将进行操作。

程控一般有两种方式，即程控方式1和程控方式2。程控方式1是程序依据卡片内容依次自动进行单控操作，每一单控选择成功后，下发执行令前有两种确认方式，一是自动确认，由程序直接下发执行令；二是人工确认，由操作员选“执行”或“撤消”后下发命令，前者控制任务完成较快，后者从设备安全角度考虑，防止误操作。程控开始后，在显示器上有手形图标指向正操作的对象图标，完成一个该对象图标变色停闪一个，手形图标指向下一对象图标，直至卡片任务完成。程控过程中，如有必要可随时中止执行，如被控站内发生事故，程控也将自动中止。程控方式2是在被控站RTU输入与调度端同样的程控卡片，调度端下发程控命令时，遥控RTU执行几号卡片，RTU按卡片内容自动执行控制任务，将变位信息返回调度端，程控过程一气呵成，较方式l快，但卡片不易修改。程控用于较为复杂的控制任务，比如变电所倒进线、倒主变、全所停电、馈线停送电等作业。

遥信全召是调度端下发该令，由RTU将所辖遥信（位置遥信和非位置遥信）状态上报，以便刷新因通信中断等因素可能引起的状态不一致。遥信全召可由调度员随机下令，另外也可由主机程序定时召遥信。

遥测全召与遥信全召命令相似，只是RTU要上报的是被控站的遥测量，如进线电压、主变电流、馈线电流等供电运行参数。

遥调操作类似于单控操作，操作对象为主变原边电压，操作方式为调档（上调一挡或下调一挡）。当主变输出母线电压过高或过低时，采用遥调。

遥调命令由调度员选中调整命令下发RTU，RTU将调整参数上报。

故障信号复归是一种无返回遥控。当被控站发生事故上送报警信号后，调度员得知并做及时处理，将报警信号复归，停止报警。

②本地操作。本地操作包括各种画面的调出与切换，统计报表（日报、月报、年报、跳闸报、越限报、故测报等）的调出与切换，电量曲线的选择显示，记录（包括操作记录、事故记录、预告记录等）的调出显示，对模拟屏的一些操作（如验灯、验警、音警复归、闪光复归等），手动置位开关状态，打印设备（流水打印机、报表打印机）状态标志设置，随机打印报表，记录命令操作，控制权切换，拷屏等操作。

③命令管理。命令管理主要针对远动操作，完全由软件完成。命令管理主要是对远动命令进行记忆、超时监视并给出相应提示和处理。

（3）上行实时信息处理

上行实时信息处理包括对上行远动信息进行分解、对网络协议及RTU通信规约进行转换处理、实时信息的存储和显示。

3.通信前置处理机

通信前置处理机及远动通道线路和设备是连接监控主站与被控站的桥梁，是监控站与被控站的信息纽带。每个监控站可配备两套通信前置处理机，互为备用。通信前置处理机由高可靠性的工业控制用PC机（配网卡、多串口卡等）、彩色显示器、鼠标和键盘等人机接口设备、WindowsNT操作系统等相应软件、主站Modem等构成。

通信前置处理机通信应用软件具备如下功能模块：

（1）网络通信

通信前置机与主机交换主站下行命令和RTU上行信息及通信设备状态信息等。

（2）查询RTU

对所辖RTU进行信息轮询（Polling），查问有无遥信、遥测变位信息或操作信息需上送。RTU如有信息要上送，则应答该信息，否则返回正常应答。

（3）上、下行信息转发

包括对收到信息的筛选、RTU通信规约与网络规约的转换、信息转发等功能。

（4）信道监视

包括对信道的配置、信道状态的监测和误码统计显示等。

（5）模拟RTU

对RTU进行软件模拟，用于主站调试、演示及用户培训。

4.监控站其余设备

工程师终端实际上是主机系统的一部分，因其作用特殊，故此单列。工程师终端一方面用于主机应用软件的开发，另一方面在系统运行过程中，通过工程师终端命令观察开发人员或维护人员所关心的运行进程、通信数据、部分处理结果提示及一些异常信息提示。

数据终端通信控制器是一个网络接口设备，通过其网络口上网，其串行通信口接慢速设备，如流水打印机、报表打印机和模拟屏等慢速设备。

流水打印机对被控站所发生的事件按发生的时间顺序进行流水打印记录。这些记录包括事故记录、预告记录、操作记录、故测数据记录等。一般每个控制台配备一台彩色打印机用于流水打印，其工作状态可在操作工作站上进行命令控制。

报表打印机用于定时或随机打印报表，也可根据调度员的指令随机打印所需分类记录。整个监控主站系统可配备一台彩色报表打印机，其工作状态亦可由调度员进行命令设置。

模拟屏用于对被控站状态的同步显示，并有音响报警、闪光报警、光字牌提示、接触网带电显示、时钟及安全天数等显示功能。可通过模拟屏对整个牵引供电系统进行全线监视。