基于WebAccess 的智能区域用电服务平台设计

杨 阳

(西安电子科技大学 电子工程学院，陕西 西安 710071)

随着电力工业的发展，智能电网已成为未来全球电网的发展方向。现代化的电能网络被认为是一种能够有效减少能源依赖，减缓全球温室效应的措施。智能用电是我国智能电网的重要组成部分，其建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电。为解决生产型企业的电力安全，减少非正常停电时间，实现预知性维护维修，最大限度地节约企业和社会的人力、物力、财力资源，构建区域用电服务平台是最佳选择，也是地区社会、经济现代化发展的标志。

1 WebAccess 功能及构架

WebAccess［1］是完全基于IE 浏览器的HMI/SCADA监控软件，其特点是全部工程项目、数据库设置、图面制作和软件管理都通过Internet 或Intranet 在异地使用标准的浏览器完成。通过使用标准的浏览器，用户可以对工厂制造、过程控制及楼宇自动化系统中的自动化设备进行监视和控制。采用的数据将动态更新矢量图形，实时显示给操作员和用户。

WebAccess 的整体构架是基于网络的。分散式架构的监控节点，监控节点的冗余系统(SCADA Redundancy)，中央数据库服务器及多层式网络安全结构等的组合，更提供各类自动化应用的完整架构［2］。

网络设计方案的性能会由以下因素影响:(1)设备的物理位置和网络的接口。(2)网络带宽。(3)设备的扫描时间。(4)协议。(5)设备驱动程序。(6)PLC 或其他设备的读取速度。(7)PLC 或其他设备可以读取点的数量。

2 系统设计

实验室测试工程属于带远程拨号客户端的单机系统。工程节点和监控节点位于本地，用户可以通过浏览器远程访问监控情况。工程3 类参数构成，分别是:电参量(电压，电流，系统频率等)、状态量(储能，断路器的合分闸，手车的试验位置和工作位置)和雷电量(雷电流，跳闸状态和其发生的时间)。系统设计要求为:数据的准确度等级在0.5 以下，能够实现实时报警、实时数据采集、趋势曲线显示等功能，并能远程监控、维护。

2.1 硬件设计

系统的硬件设计包括:设备选型、硬件组态。

图1 WebAccess 的网络构架

(1)设备选型。由于系统是为区域用电服务提供可靠、有效的数据信息。因此在设备选择上需要考虑其能采集的数据种类及精度。WB1831BX5 采用高速DSP 和MCU 控制器，高速采集三相电压和三相电流，可采集电压、电流、功率、功率因数、有功功率、电度，计算各项谐波电压电流等。同色模块识点后，终端可以保存数据3 年以上。准确度等级低于0.5，满足要求。ADAM－4051 适用于各种数字量信号，还可以在模块面板上读取当前的状态。ZGLJ－F 智能雷电监测系统能够对设备所遭受雷电流的参数，通过串口和组态软件进行通讯。

(2)硬件组态。硬件组态重要体现在和WebAccess软件通讯问题上，主要考虑通讯协议及通讯方式。由于ZGLJ－F 智能雷电监测系统使用自带的通讯协议，因此需要开发驱动协议来支持与WebAccess 的通讯。而WB1831BX5 和ADAM－4051 的协议都是广泛应用的，WebAccess 内置了其协议驱动，可以直接配置。因为设备与计算机物理距离比较近，直接串口数据通讯就可以实现，而不需要使用以太网。

(3)模拟功率源。模拟功率源使用XL803A 三相程控便准功率源［3］。它是基于1.2 G MAC 的DSP、大规模FPGA、高速高精度的DA 以及高保真功率放大器构成的新一代高精度标准功率源。适用于电力系统的电测、热工、远动、调度等需要测量、检验及高精度标准信号源的电力部门和企业，也适用于其他需要高精度标准信号源进行测量、检验的场合。

2.2 监控系统的设计

WebAccess 的绘图工具采用向导和矢量绘图模式，提供了丰富的图库和功能强大的工具箱，可以方便地实现动画界面。工程的监控界面包括:登录界面、一次系统图如图2 所示、谐波柱状图、雷电波报警界面和趋势见面等。图可以看出系统的一次系统图、实时数据和趋势。系统启动后，一次系统图可以显示出开关量状态、电参量实时采集显示、并可以观察到电压和电流的实时趋势曲线图［4］。

图2 一次系统图

3 系统测试

本用电平台的设计和开发大部分是在实验室完成的。为能更好地测试系统的稳定性，数据的稳定性和可靠性，系统的设计过程充分利用了仿真、实验的各种途径进行测试。利用工业控制计算机、电参量采集模块、状态量采集模块、雷电检测系统和三相源等电气设备搭建实验平台组成控制系统，分别调试各模块功能。利用网络、组态软件的设施，联机测试系统各个界面的功能、与硬件通讯、远程监控等功能。具体调试内容如下:(1)调试工控机、WB1831BX5、ADAM－4051、ZGLJ－F 智能雷电监测系统、XL803A 三相程控标准功率源之间的连接、通讯。(2)调试上位机WebAccess 软件与采集模块的通信情况。(3)调试XL803A 三相程控标准功率源的模拟程序，为系统测试提供模拟数据。(4)连接控制系统，模拟实际用电现场，测试模拟动画现实情况。根据输出的模拟数据，对比功率源的数据，验证数据的准确性。人为制造报警故障，测试系统相应的报警功能是否达标。(5)利用Internet 网络联机测试上位机监控系统用户登录、界面操作、数据管理、安全性问题。

在功率源的多套模拟程序测试中，系统的实时数据采集，报警，趋势曲线等多项功能均满足系统设计要求。

4 结束语

介绍的基于WebAccess 的智能用电平台系统，具有操作简单、系统成本低、现场安装简单的特点。实践证明，系统在运行期间，性能稳定、数据可靠有效。为众多生产型企业的电力安全、远程控制、远程操作、预知性维护维修等需求提供了一种较为实用的解决方案。同时具有较好的应用市场和发展前景。本文提出了基于组态软件WebAccess 的远程控制系统。实现了远程监控及实时分析自动化处理，同时最大限度节约了企业和社会的人力、物力、财力资源，以较低成本实现了智能用电平台。

［1］ 研华股份有限公司.WebAccess 使用手册［M］.台湾:研华股份有限公司，2007.

［2］ 牛皖闽，赵肖宇，佟亮.基于WebAccess 自动控制系统研究与实现［J］.控制系统，2007，23(4):67－68.

［3］ 深圳市星龙科技有限公司.XL－803 三相程控标准功率源使用手册［M］.深圳:深圳市星龙科技有限公司，2011.

［4］ 廉小亲，于重重，段振刚，等.基于WebAccess 的智能楼宇监控系统［J］.计算机工程与设计，2008，29(24):6382－6385.