https://www.shjcedu.com  上海计呈教学设备13636618907                                                                                    GCDX-02B工厂供电综合自动化实训系统                                       概 述 现代化工厂（特别是大型企业）供电负荷密度大，供电方式复杂，可靠性要求高，电能质量要求严格，还要求考虑更高的灵活性，以适应供电负荷不断增加和供电网络升级的需要。针对这种情况，将综合自动化技术融入到工厂供电系统中已成为一种必然趋势和发展方向。 “SYGDX-02工厂供电综合自动化实训系统”正是依据高职高专《工厂电器与供电》、《电气设备及运行维护》、《供配电技术》、《供用电网络继电保护》、《配电系统自动化》和《配电网自动化技术》等课程的实训教学要求，结合工厂供电系统的实际应用和发展而设计的综合型实训系统。 特 点 全面性：清楚地反映典型工厂供电系统的一次和二次部分，综合采用多种工厂供电实际应用的电气设备。能够实现工厂供电系统的受电、输送、分配、控制、保护等实践技能训练要求； 先进性：综合微机继电保护、电量计量、PLC和工控组态等微机职能检测控制的相关技术，采用分层分布式控制方式，组建成集控制、保护、测量和信号为一体的综合自动化实验平台； 实用性：系统结构清晰，运行灵活，操作可靠。 技术性能 输入电源：三相四线 AC380V±10% 50±2%Hz； 整机容量：≤3kVA； 实训台采用铁质亚光密纹喷塑，铝质面板； RS-485和以太网两种通讯接口；标准MODBUS通讯协议； 微机保护装置测量元件精度：刻度误差：不大于1%；测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms。 实训系统由供配电系统主接线模拟屏、计量柜、控制柜、监控软件等四部分构成。 实训系统能模拟中型工厂的供配电系统，采用控制屏结构，一次主接线印于铝面板上。由35 kV，10kV，两个不同的电压等级构成 ，整个系统有两路35kV进线，其中一路正常供电，另一路作为备用，通过备自投自动切换;35kV母线出线有两路分支，一路送其他分厂，一路经总降变降压为10kV母线的进线电源1供本地使用；为了保证供电可靠性，另加一路电源作为10kV母线的进线电源2。进线电源1和进线电源2互为暗备用，分别给10kVⅠ段母线和10kVⅡ段母线供电，两者也可通过备自投自动切换。为了保证一次线路供电的可靠性，配置了微机备自投，微机线路和微机变压器保护；为了保证高压电动机的稳定运行，配置了高压电动机保护；为了提高用电质量，配置了无功补偿装置；为了实现自动化控制，配置了PC机和PLC控制器，实现了整个系统的“四遥”功能。 计量柜包括：三只指针式交流电压表（精度1.0级，量程：0～500V）；三只指针式交流电流表（精度1.0级，量程：0～5A）；指针式三相有功功率表和三相无功功率表各一只；电子式有功无功组合电能表（1只）：测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms；三相智能采集模块（1只）：测量精度：电流、电压0.2％，其他电量0.5％；带RS-485通信接口；数字式电秒表（1只）：测量范围0.0001S-9999.9S，测量误差≤±5×10-5×量程±1个尾数字，有连续和触动两种功能。适应空触点或5V-250V正极性电信号。连续性手动复零，触动性即可手动复零，也可随测量信号自动复零。 控制柜包括：微机线路保护装置（1只）；微机电动机保护装置（1只）；微机变压器保护装置（1只）；无功补偿装置（1只）；微机备自投装置（1只）。 采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。 针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。 采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装。 具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。 交直流两用操作回路，自适应5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。 配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。 面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。 具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后各八个周波。 ★装置具有模拟产生标准4相电压3相电流，方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可设置200V，精度:误差＜0.01V；电流三相可输出200A，精度:误差＜0.01A。相位范围: 360º，精度:误差＜0.1º； 分辨率: 0.01º。可模拟微机测控装置在各运行工况下采样值，如：停运、正常、故障等工况下电参量，在各工况状态下自动切换所设定值，配合装置正确投切一次设备。 具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)， 两路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。 整机静态功耗小于10W。 高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰等）。 上位机得监控软件，监控主机与现场智能设备采用RS485总线，Modbus-RTU协议构建底层监控网络。主要实现以下功能：1、对供配电一次系统进行组态，实时显示主接线的变化；2、实时采集、显示、存储各类电量参数；3、对采集的各种电量量可生成实时和历史曲线和报表，以利于实验者比较、分析实验数据；4、监视各断路器位置、保护动作出口状态；能够控制输电线路断路器的跳/合闸；5、根据采集的母线电量实现对电压、无功的自动调整。 PLC采用西门子PLC主机。 实训项目 工厂供电电气接线图的认知 工厂供电一次电气接线模拟图的认知 工厂供电二次控制回路接线及信号回路实训 电压和电流互感器的接线方法 工厂供电倒闸操作 工厂自动装置实训 备用电源自动投入装置参数整定操作 备用电源自动投入 无功补偿装置参数整定操作 无功自动补偿功能 备投投入条件测试 进线备投（明备用）及自适应 母联备投（暗备用）及自适应 无功补偿装置认知 手动/自动功率因数补偿 线路无功控制 VQC电压无功控制 工厂高压线路的微机继电保护 模拟系统短路 微机线路保护装置参数整定操作 无时限电流速断保护 带时限电流速断保护 定时限过电流保护 ★方向过电流保护 过电流三相一次重合闸保护 反时限过电流保护 电流电压连锁保护 零序电流保护 零序电压保护 高压电动机的继电保护 变频器参数整定操作 变频器的开环调速实训 三相异步电动机的启动方式 微机电动机保护装置参数整定操作 高压电动机的速断保护 高压电动机躲过启动电流速断保护 ★高压电动机的负序过电流保护 高压电动机堵转保护 高压电动机的反时限过流保护 高压电动机过电压保护 高压电动机欠电压保护 高压电动机零序过电流保护 变压器微机继电保护 变压器过流保护 变压器反时限过流保护 变压器过负荷保护 变压器零序过流保护 变压器零序电压保护 变压器低电压保护 变压器瓦斯、超温等非电量保护 整体监控及综合自动化 SCADA监控 线路故障定位、报警及切除 电能曲线分析及报表 配置清单 序号 设备名称 型号 单位 数量 备注 1 带灯按钮 直径16，长方形头 24V红 个 13   2 带灯按钮 直径16，长方形头 24V绿 个 13   3 按钮开关 直径16，圆头 红 点动 个 1   4 按钮开关 直径16，圆头 绿 点动 个 1 　 5 指示灯 直径16，圆头 红，24V 个 2 　 6 指示灯 直径16，圆头 黄，220V 个 1 　 7 指示灯 直径16，圆头 绿，220V 个 6 　 8 指示灯 直径16，圆头 红，220V 个 1 　 9 按钮开关 直径22，带自锁、红 个 4 　 10 漏电开关 DZ47LE32 16A 3P+N 个 1 　 11 空气开关 2P 个 1 　 12 保险座 5×20 含6A保险 个 4 　 13 组合开关 LW8-10 2档 0/1  3节 个 8 　 14 旋钮开关 直径16，黑色，带自锁 个 4 　 15 旋钮开关 直径22，带自锁、带灯24V，红 个 14   16 中间继电器 透明14脚，带灯，24V 个 100   17 交流接触器 CJX2-0910  220V 个 13   18 电压表 6L2 450V 个 1   19 电流表 6L2 10A 个 3   20 频率表 6L2  100V 5A 个 1   21 功率因数表 6L2  100V 5A 个 1   22 有功功率表 6L2  100V 5A 个 1   23 无功功率表 6L2  100V 5A 个 1   24 电压表 6L2 量程40KV 100V对应35KV 个 2   25 电压表 6L2 量程12KV 100V对应10KV 个 2   26 电压表 6L2 量程12KV 220V对应10KV 个 1   27 三相有功电能表 DT862 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A 个 1   28 三相无功电能表 DX863  3×100V 3×1.5(6A)A 个 1   29 电子式三相电能表 DTS196 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A 个 1   30 多功能智能仪表 100V 5A 开孔尺寸88×88 个 1 　 31 电秒表 417B   开孔尺寸90×45 个 1 　 32 万能转换开关 LW8-10 4档 0/UAB/UBC/UAC 个 5 　 33 电流互感器 一次穿心5:5 个 57 　 34 珐琅管电阻 50欧姆300W 个 20 　 35 触摸屏 7吋昆仑通态 个 1 含下载线、PLC通讯线 36 无功功率补偿仪 4路 个 1 　 37 PLC   套 1 含编程电缆 38 PLC扩展模块   台 1 　 39 三相调压器 3KW 个 1 　 40 三相干式变压器 3KW 个 1 　 41 变频器 D720 0.4KW 　 1 　 42 励磁电源 0-30V 套 1   43 三相异步电机 　 台 1   44 三相同步发电机 　 台 1   45 直流开关电源 DC220V  2A 个 1 　 46 微机保护 备自投、线路、电动机、变压器微机保护 台 各1 　 47 接线柱 安全性 个 若干 　 六、变电站监控软件 1、概述 电力综合自动化监控系统支持基于多种通讯方式的分布式体系结构，采用对象化的设备描述方法，系统的描述由传统的面向远动的数据列表方式变为层次方式，对象层次可以任意嵌套，能够更直观更方便地反映电力系统的构成。 采用跨平台设计，支持多种操作系统：   采用 Mysql 为主数据库， 按画面管理、数据管理与在线运行的模块设计：   2、 功能特性1） 多国语言◆ 支持多国语言显示，中文简体、 中文繁体与英文◆ 支持多国语言动态切换， 多数模块在切换语言后无须重启软件即可生效2） 语音报警◆ 支持媒体文件提示◆ 支持 TTS 文字转语音， 支持事件提示与五防操作提示3） 图元展示◆ 支持多种显示方式，饼状图、 柱状图、 仪表盘、 温度计、 图片与动画等◆ 支持一键将图元数据推送显示到曲线◆ 支持所有类型图元实现操作属性配置◆ 支持显示公式计算值◆ 支持智能关联，数据库增加删除数据后不影响已关联图元◆ 支持通过设备管理显示所有设备所有数据4） 曲线展示◆ 支持显示实时曲线，显示时段范围 5 分钟到 60 分钟可选◆ 支持显示历史曲线，显示数据类型日月年最大最小平均值累计值等统计类可选◆ 支持显示大量数据，支持同一数据多个不同时段值同时对比显示◆ 支持将历史曲线所显示的数据导出到 excel 中◆ 支持曲线坐标范围根据数据数值自适应 ◆ 支持用户新增与编辑收藏曲线， 支持一键显示用户收藏曲线5）报表展示◆ 支持根据数据生成报表和通过图元自定义报表◆ 支持将报表数据导出到 excel 中◆ 支持将报表数据显示到曲线6） 事件查询◆ 支持按设备查询事件◆ 支持用关键字搜索事件◆ 支持以事件类型检索事件◆ 支持将事件导出到 excel 中◆ 支持事件逐条确认与全部确认◆ 支持事件标注高亮显示7） 五防闭锁◆ 支持自定义五防逻辑，支持遥信遥测及公式作为逻辑闭锁条件◆ 支持多种运行模式，支持禁用五防闭锁或严格五防闭锁◆ 支持五防开票与预演◆ 支持五防操作语音提示8） 定值操作◆ 支持定值的读取与修改◆ 支持压板读取与修改◆ 支持运行区号的读取与修改9） 设备接入◆ 支持多种协议接入，南自 103、 标准 104、 自定义 Modbus、 GPS 对时规约等◆ 支持自定义 Modbus 的配置◆ 支持通过公式实现遥信合并与遥测数据统计◆ 采用规约系数与变比分离设计◆ 支持导入南思监控系统格式设备模板◆ 支持与系统剪切板多行复制粘贴交互10） 数据转发◆ 支持多种转发协议◆ 支持转发协议遥控遥调   3、运行图例 1） 画面管理  2）数据管理  3）在线运行主接线图   4）饼图与棒图      5）历史曲线与实时曲线  6）仪表盘与年报  7）日报与月报   8）设备管理实时数据   9）设备管理实时曲线    10）设备管理历史曲线      11）设备管理运行日志   12）日志查询        15）运行日志窗口  16） 保护告警窗口   17）五防操作窗口   18）五防逻辑编程   

社会网络已经成为覆盖用户最广、传播影响最大、商业价值最高的 Web2.0 业务，在世界范围内，最著名的社会网络代表是 Facebook、Twitter，用户量分别达到 12 亿、5 亿;国 内使用人数最多的社会网络工具是新浪微博和腾讯微博，其中新浪微博用户达到 5 亿，腾讯 微博用户超过 8 亿。社会网络中的巨大用户群每天产生海量的用户数据、关系数据和信息数 据，若能够对海量数据进行准确、及时的分析，则会在精确营销、舆情探测以及网络安全等方面创造巨大价值。然而由于社会网络的大数据特性以及分析方面要求准确、及时，目前缺 乏融合多项社会网络分析技术的、成熟的社会网络大数据分析系统。社会网络分析技术是一项关键技术，也是一项热门的研究，涵盖了社会学、人类学、社 会语言学、地理、社会心理学、通信研究、资讯科学、社会网络分析与探勘、组织研究、经 济学以及生物学等多个领域，是一项多学科交叉技术。社会网络大数据分析系统要求具有坚 实的数据支撑，即数据获取全面、更新及时、获取数量大，也强调多维度、多粒度的分析手 段相结合，并对分析速度、可视化以及人机交互等方面都提出很高的要求。基于上述现状和挑战，在国家科技支撑项目的资助下，实现基于新浪微博、Twitter 等 主要社会网络交流工具的大数据分析系统，系统完成从数据获取、数据预处理、数据存储、 消息中心、数据分析、结果可视化展示的闭环处理流程，支持多种社会网络(Twitter、新浪 微博等)的数据实时、不间断获取，获取数据量在国内外同研究领域处于领先地位;实现整 体、个体、群体以及事件的多层次、多粒度分析模式;同时具备良好的人机交互操作界面以 及优秀的分析展示效果。

无线传感器网络是由许多功能相同或不同的无线传感器节点组成，每一个传感器节点由数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块和供电模块等组成，传感器节点之间通过自组织的方式构成网络，以无线的方式进行数据传输。 基于无线传感器网络的监测系统即是利用传感器测量所在环境的温度、振动、压力等信号，并将测量的信号进行处理后通过无线传感网络发送到监控主机，监控主机以可视化方式动态显示监测数据，并可进行数据处理、分析、存储和打印。 监测系统平台集数据采集、数据无线传输、数据处理、异常数据预报警及辅助决策于一体，采用无线通信的方式实现对环境和设备的实时监测，达到了对环境和设备事故的早发现、早预报、早防治的效果。

GPRS作为第二代移动通讯技术GSM向第三代移动通讯（3G）的过度技术，它在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，增加了一些硬件设备并同时对原有网络进行软件升级，从而形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理技术，它以分组交换为基础，用户可以在移动状态下使用各种高速数据业务。 目前全世界已有近百个运营商开通了GPRS商用系统，国际上有名的大型电信设备制造厂商也都在积极开发GPRS相关产品，提出了一系列的解决方案。在我国，中国移动和中国联通两大电信运营商都在大力推广普及自己的GPRS应用，相关的费用也有可能进一步降低。因此，开发基于GPRS网络的工业远程监测系统具有广阔的应用前景。 系统组成及工作原理： （一）硬件部分 基于GPRS网络的工业远程监测系统的硬件组成可以大体分为以下三个部分： 1.与运行设备相关的各种远端监测与控制装置：负责控制运行数据的采集变换。在允许的情况下，还可以根据接受的指令对设备进行一些远程控制。 2.GPRS通讯模块：负责将接收和发送有关数据和指令，通常和远端监测与控制装置集成在一起。 3.数据中心：负责接收远端测控装置通过网络发送过来的现场设备的监测数据，进行数据处理，同时兼作数据库服务器和Web服务器。 （二）软件部分 由于GPRS业务是基于IP领域的，GPRS运营者对接入点采用的是IP寻址方案。所以基于GPRS的工业远程监测系统的软件大多都是互联网上典型的“客户端—服务器”模式。每一个监测点都是一个客户端节点，多个客户端节点访问服务器节点，与数据中心服务器进行数据交换。所以远程监测系统的通讯网络一般由若干个客户端节点和一个作为数据中心的服务器节点组成，因而软件部分可大体分为以下两个部分： 1、客户端软件：负责收发数据并保证节点与GPRS的连接。 2、数据中心服务器软件：从功能上又可以分为数据接收处理部分和查询管理部分。 应用实例： 中原油田抽油机电机在线远程监测系统 由于采油厂抽油机分散范围广且处于野外，很难及时掌握抽油机的实时运行状况，不能及时发现停井事故和盗窃电现象。该系统具有远程抽油机电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能和功率因数的监测及电能的自动日报和月报等。

动态网络链路模拟系统模拟天地一体化网络的时变网络拓扑及时变链路特征，支持网络层及上层协议在网络环境中的测试。动态网络链路模拟系统由网络控制器和链路模拟器构成。网络控制器支持星座设定、收发信机参数设定、通信节点随时加入与退出。链路模拟器配置了标准以太网接口，每个接口模拟一个收发信机端口。链路模拟器负责模拟空间链路的时变特征，支持一对一、一对多、多对一链路的时延、误码率、冲突、带宽等链路属性的模拟。 主要技术指标 动态网络链路模拟系统主要技术指标： （1）动态网络链路模拟系统提供的以太网接口数量不小于 144 个； （2）支持一对一、一对多、多对一等拓扑的模拟； （3）模拟链路速率不小于 8Gbps； （4）模拟的时延范围为 [0ms, 300ms] ，时延精度为 1ms； （5）误码添加范围为整个 MAC 帧；

（一）项目背景 工业互联网将给制造行业带来技术革命，各工业强国都已将其纳入国家发展战略。德国政府 在 2011 年推出的《高技术战略》率先推出“工业 4.0”，并在 2013 年的汉诺威工业博览会上正式 推出；同年，美国通用电气（GE）提出了工业互联网概念，受到世界各国广泛关注。在我国制定的“中 国制造 2025”、“新基建” 和“互联网 +”等重大战略中，均明确提出要加快和完善工业互联网 的发展。工业互联网实现人、机、物的互联，通过传感器对工业现场设备进行实时感知，借助大数 据分析技术对各环节实现准确有效的控制，从而提高生产效率。随着我国将推动制造业高端化、智 能化、绿色化的宏伟目标列入“十四五”规划，工业互联网得到了前所未有的发展。时间敏感网 络（Time Sensitive Network, TSN）作为工业互联网的一项关键技术，能够为各生产要素之间信息传 递提供实时性确定性保障，也因此越来越受到重视。时间敏感网络 TSN 的前身是音视频桥接技术 （Audio Video Bridging，AVB），包括流预留协议（Stream Reservation Protocol，SRP）、时间敏感应 用的时序和同步（IEEE 802.1AS）以及时间敏感流的转发和排队增强（IEEE 802.1Qav）等，通过增 强以太网标准提高音视频传输的实时性。2012 年，AVB 工作组正式更名为 TSN。从之前的音视频 领域逐渐扩展到车载以太网领域、工业控制领域甚至本文中的航空航天领域。TSN 的核心思想是提 出可互操作的系统，并支持多个制造商、协议和机构在同一个网络上共享，而数据使用相同的程序 逻辑进行分析。TSN 作为二层网络结构，使得越来越多的公司可以利用此结构上实现 OT（Operational Technology）和 IT（Information Technology）的集成。 （二）项目简介 TSN 技术的研究基于网络与交换技术，先后得到了工业界和政府部门的连续多年的课题支持。目前我们已经掌握核心关键技术，基于 FPGA、嵌入式系统和软件，研究并建立了如下原型验证系统：  1. 基于 TSN 的交换系统  支持 4~16 个 1G/10G 以太网接口（光电），流量调度和整形，门控调度、逐流过滤、门控和测量；802.1AS 时钟同步，主从同步精度达到 30~50ns，SyncE 和外部锁相环支持下可达到 1~2ns 2. 基于 TSN 的终端系统 1G/10G 以太网接口（光电），硬件和协议栈业务接口，终端流量调度和整形，门控调度、逐流过滤、 门控和测量；与交换机匹配的 802.1AS 时钟同步  3. TSN 协议分析与测量工具原型 TSN 流量发生器、部分协议测试原型（持续研究开发中）、TSN 流量 TAP 等  4. TSN 业务调度算法和调度软件原型 （三）关键技术 802.1AS 同步技术； 802.1Qav、802.1Qbv、802.1Qci 等流量控制管理技术； TSN 协议分析与测试技术； TSN 业务调度算法；

网络投诉数据综合管理系统是针对网优投诉数据简历的管理机制，通过建立和完善地址库信息，利用多种识别机适配算法，对投诉数据进行整理和分析。提取投诉数据的地点信息、用户信息、工单号、流水号、投诉内容、投诉分类等，实现投诉信息的标准化和规范化。