岸电监控和SCADA系统应该显示哪些内容

岸电监控系统可以帮助操作人员跟踪电力从港口电网传输到船上的路径，了解为何某个操作被允许或被阻止，并重建在发生故障时发生了什么情况。.

仅仅显示电压、电流和绿色的运行指示灯是不够的。.

这种高效系统结合了实时电力测量、断路器和联动状态、报警、事件记录、历史趋势、能源计量以及控制操作命令。.

所需范围取决于安装情况。独立式的岸上电源转换器可能只需要一个本地的 PLC 和 HMI。 多码头港口的安装可能需要中央 SCADA 系统、远程操作站、能源计量系统以及与港口现有电力管理系统的接口。.

将电源层与信息层分离

电力层包括陆上电网供电装置、变压器、调频器、开关设备、锚泊连接设备和船舶。.

信息层通过传感器、保护继电器、PLC等设备来监测和协调这些资产的运行情况。 HMI 和通信网络.

这两层不应该混淆。.

SCADA 屏幕可以显示过流情况已发生，但保护措施仍应由批准的保护和控制系统执行。远程监控控制应通过本地保护和联动逻辑进行，而不是取代该系统。.

保护功能控制关键性的电气动作。监控系统向操作员显示正在发生的事情。监督控制仅在满足了所需的运行条件后才会发送允许的命令。.

关于转换器、变压器、开关设备、锚泊连接和控制系统的相关信息，请参阅我们的 岸电系统架构与组件 页面.

实时测量需要清晰的定位

操作人员通常需要查看电压、电流和频率，但这些值只有在测量点清晰时才有意义。.

岸电装置可能具有中压电网输入、转换器侧测量以及400 V 或440伏电压。 V 船用传感器。一个仅显示“V电压：440 V”的屏幕并不能充分告知操作员。.

HMI 应该识别出设备和要测量的侧面。.

典型的操作测量包括：

• 三相电压
• 三相电流
• 频率
• 有效功率
• 被动功率
• 功率因数
• 主动能量
• 反应性能量
• V电压或电流失衡
• 变压器的温度
• 转换器或机柜温度
• 选定的设备和环境状况

在与项目合作伙伴合作实施的一项岸上供电项目中，监测范围涵盖三相电压和电流、有效功率和无功功率、功率因数、能耗、运行频率、变压器温度和断路器状态。.

并非所有信号都需要出现在主概览中。.

主屏幕应显示正常运行所需的信息。详细页面可以包含变压器温度、变频器信息、通信诊断、历史记录和维护数据。.

精心设计的 HMI 可让操作员快速了解电气状况，而无需浏览数百个价值较低的信号。.

展示为何某个命令被允许或被阻止

查看断路器是否开启或关闭是有用的。.

展示 为什么它不能关闭 这更有用。.

在电力系统向船舶供电之前，可能需要满足几个条件。根据系统设计，操作人员可能需要确认断路器位置、接地开关位置、紧急停止状态、变流器状态以及泊位连接状态。.

在本篇报道中提到的联合交付的项目中，监控状态点包括：

• 电缆连接准备就绪
• 紧急断开连接状态
• 接地状态
• 电缆卷取收线信号
• 高压开关柜位置
• 岸上电力转换器的运行状态和故障状态

该项目文档还包含了一些远程功能，例如高压断路器开启/关闭命令以及岸电转换器启动、停止和重置命令。.

这些命令不应被视为无限制的按钮。.

如果连接条件未得到证明，紧急停止功能处于激活状态，或者设备不在允许的操作位置，HMI 应让操作员理解该状态已处于阻塞状态。.

该屏幕的目的是不仅用于显示设备状态，还应该帮助操作员了解操作流程。.

警报记录应该首先显示发生了什么。

一个长的报警列表并不会自动地使故障诊断变得更容易。.

当一个故障引发多个二级警报时，顺序很重要。.

例如，冷却风扇出现故障可能是先发制人。随后设备温度升高，高温报警响起，最终导致转换器发生故障。.

如果操作员只看到最终行程，那么高温状况可能就是最初的原因。.

因此，报警记录和事件记录应清晰地标识事件的来源和时间。根据项目的不同，这些记录还可能包含报警类别、优先级和确认状态。.

事件序列记录（SOE）在短时间内多个开关设备、保护设备和控制设备信号发生变化时尤其有用。.

交付的联合项目所包含的 SCADA 功能包括远程状态处理、故障信息、操作记录、保护信息、远程控制和事件处理。.

实际问题不仅仅在于 “系统有报警功能吗？” 它是 “操作员能否重建导致停机的过程？”

历史趋势将数据转化为诊断证据

历史趋势不仅能用于显示月度能源消耗数据，还能用于其他用途。.

工程师可以比较输出电流与变压器温度之间的关系，在船舶负载变化期间查看电压值，或者查看机柜温度在几个运行周期内是否逐渐升高。.

趋势数据还可以帮助确定事件是否源自岸上设备，还是源自船只载货量的变化。.

录音间隔应该与信号相匹配。.

变压器的温度变化相对较慢，通常可以间隔更长的时间进行存储。快速的电气事件可能需要使用保护继电器或专用波形记录仪进行更快的记录，而不是仅依赖于标准的 SCADA 历史记录系统。.

在一种联合交付的项目配置中，本地 HMI 被指定持续存储重要的运行参数并提供历史曲线分析。配置的存储容量至少支持以下功能： 200小时内200个参数 记录和播放功能。.

这是一种针对特定项目的配置，而非适用于所有岸电系统的通用要求。.

同一份项目文件规定了远程监控系统的更长的数据保留期。 该项目应根据所需信号数量、采样间隔和诊断需求来确定历史学家的人数。 而且操作策略不是复制另一个安装中的固定数字。.

有用的历史记录也应该保留运营背景：

• 哪个泊位是活跃的？
• 该船是由哪个船供应商提供的？
• 您选择了哪种操作模式？
• 发布了哪些命令？
• 旅行之前，发生了哪些警报？

如果没有这种背景信息，趋势图可能只会显示出发生了哪些变化，而不会解释为什么会发生这些变化。.

本地和远程控制需要明确的权限

远程可视性并不意味着所有远程用户都应该能够操作设备。.

控制理念应该规定哪些操作属于本地控制范围，哪些操作需经港口控制室批准，哪些操作需要特定的授权或操作条件。.

重要的操作和参数设置功能应受用户授权保护。.

操作命令和参数更改也应记录下来，以便工程师可以查看哪些内容发生了变化以及何时发生。.

远程命令路径仍应遵守已批准的电气许可规定。.

远程工作站不应该因为命令来自 SCADA 而能够绕过主动紧急停止、开关柜位置错误或连接锁止要求。.

当远程监控与现有港口电气控制中心集成时，这一点变得尤为重要。.

目标不是最大限度地增加远程可用的命令数量，而是定义一个与港口实际管理和安全程序相匹配的受控操作边界。.

通信需要更多的不只是“Modbus可用”

沟通的要求往往写得过于笼统。.

规范可能规定岸电系统“支持通信”或“提供 Modbus”，但这并不能定义接口。.

该项目应证实：

• 通信协议
• 物理网络接口
• 点列表
• 数据方向
• 设备地址或寄存器映射
• 控制当局
• 沟通失误行为
• 时间同步
• 接口配置和测试的责任

在与项目合作伙伴共同实施的一项岸上供电项目中，基于光纤的通信连接了监控设备与中央监控系统以及外部电力管理系统。.

该项目的高压开关柜接口规格 IEC 61850 为实现远程测量、状态指示和控制，与港口总机系统进行通信和集成。此外，还配备了数据采集设备和光纤交换机，以便连接到变电所的 RTU。.

这并不意味着每个岸电项目都需要 IEC 61850 标准。.

较小的系统可能使用不同的工业协议。接口应遵循现有端口体系结构和需要交换的实际信息。.

关于通信和系统要求的更广泛框架，请参阅我们的 岸上供电标准与合规性 页面.

故障分析期间的时间同步至关重要

如果它们的时钟不同步，不同的设备可以记录同一事件的不同时间。.

这在故障分析过程中会造成问题。.

保护继电器可能会报告故障，转换器可能会记录故障，而SCADA系统可能会记录断路器开启。如果它们的时钟没有使用共同的参考时标，则事件的实际发生顺序可能会产生误导性。.

为联合交付的项目所描述的远程监控体系包括 GPS 时间同步以及与外部管理系统的接口。.

一个新的项目应该确定PLC、保护继电器、仪表、HMI和SCADA服务器如何获取其时基参考，以及所需的时戳分辨率是多少。.

在规格制定过程中，时间同步很容易被忽视，但在一次旅行后，需要将多个系统进行比较时，它就变得至关重要了。.

计量应与计费边界相匹配

能源计量不仅仅是 HMI 上的另一个数字。.

如果船舶需要支付岸上电力消耗费用，该项目就必须确定计费仪表安装在哪里、它测量什么，以及它属于哪个泊位或连接点。.

在其中一项联合交付的项目中，监测和计量系统采用了岸上电力输出电压和电流。 计算能源消耗。消耗数据被传输到计费系统中，同时计量和 账单信息通过光纤以太网发送到了监控中心。.

对于多停位安装，监测系统还应明确电气连接方式。.

操作人员应该能够看到哪一个源正在为哪个泊位供电，以及可用的输出设备是否可以同时运行。.

这取决于实际系统的转换器容量、开关装置布置和操作锁止装置。.

当能将能源记录与某个泊位、船舶的通航时间或确定的供电周期相关联时，它们就更有用处，而不仅仅是与一个不断增长的 kWh 计数器相关联。.

FAT期间应该确认哪些 V内容？

FAT 不仅要检查 HMI 是否正确。.

典型化的监测和控制检查可以包括：

• 测量点映射
• V电压和电流的调整
• 相位分配
• 断路器和隔离器反馈
• 连接状态和紧急停止状态
• 报警生成
• 保护状态指示
• 远程控制权限
• 互锁响应
• SOE 和活动记录
• 历史趋势记录
• 参数保留
• 用户授权
• 通信中断指示
• 时间同步
• 外部通信接口

可以利用模拟输入来确认正确状态、报警或故障指示在正确的 HMI 点上显示。.

命令也应该在允许和禁止的情况下进行测试。.

如果在工厂测试期间无法使用最终的 SCADA 系统，则可以使用仿真器或其他经批准的方法验证协议接口的兼容性。.

现场调试阶段将验证实际网络、第三方接口、最终时间同步以及远程操作边界等各项参数。.

最终的点列表和界面记录应该与实际系统一致。.

我们的 岸电制造和FAT 该页面解释了如何将 HMI、通信、保护和联动功能纳入更广泛的工厂验证流程中。.

在确认监测范围之前需要的信息

在定义岸上动力控制系统（HMI）或SCADA系统之前，请提供以下信息：

• 系统单行图
• 主要设备清单
• 转换器的数量
• 喂养设施和泊位数量
• 连接箱的数量和类型
• 本地 HMI 要求
• 中央控制室的各项要求
• 所需测量范围和精度
• 所需设备状态点
• 报警和SOE要求
• 历史趋势的特征
• 采样间隔
• 历史数据保留要求
• 能源计量和计费边界
• 允许本地和远程命令
• 用户授权要求
• 现有的港口控制或电力管理系统
• 所需通信协议
• 通信点列表
• 时间同步方法
• 必需的外部系统接口
• 必要的 FAT 和站点接口测试

这种信息可以转化为这样的陈述： “需要远程监控” 转化为可实施的监测和控制规范。.

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