双以太网的电力厂站及变电站监控系统

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1、双以太网的电力厂站及变电站监控系统供稿：上海上尚自动化技术有限公司2004/12/1711:57:00•关键词：GW21S-mega；网关；以太网；监控系统；工业控制；•摘要：以太网目前被越来越多地应川于分散式厂站监控［2］，传统的通讯方式为利用各种现场总线将现场监控装置、设备连起来，似监控系统发展的"扁平化”趋势要求减少中间环节，于是以太网作为一种高速度、高开放性、低成本、存在广泛应用的软硬件支持的通信方式，迅速为工业控制现场所接受，而如何选择一种合适的方式将传统的监控装置直接接入以太网成了M题的关键。本文针对上述fuj题，结合在实际工程

2、屮的应用，介绍了一种典型的可编程嵌入式网关，对其产生的背景、运行机理、技术要点、应用前景等进行了分析，并提出了进一步推广使川屮需要着重解决的M题。0.引言在厂站自动化领域，各种现场总线连接各种现场控制器以及上位监控机系统，起着传递自动化信息（监控信息）的作用，一直是过程控制通讯屮的主角。而以太网以其所具有的高速度（高带宽）、开放性、低成本、存在广泛应用的软硬件支持等明显优势正从不同途径进入到厂站自动化和过程控制市场，越来越多的厂站自动化领域引入了以太网作为其过程控制系统集成的基本手段，在很多惜况下，以太网己经取代了现场总线在过程控制中的地位

3、和作用。但是，厂站自动化和工业控制的历史和特点决定了有大量的现场设备无法直接接入以太网,例如有大量的现场监控装置为RS232/485/422接口，以及其他现场总线接口如PROFIBUS.CAN等等，如何将这些设备接入以太网是以太网这一具有较大性价比优势的通讯模式能否真正在厂站自动化和工业控制屮得到广泛应用的关键。通讯网关是一个A然的选择，通过通讯网关可以实现其他通讯模式与以太网的衔接，从而实现以以太网为主要框架的高性价比的网络监控A动化系统。以往，这种通讯网关一般都采用工控机，即工控机一方而具备网络接口，一方而通过插通讯卡（例如串口卡、现场

4、总线卡等等）具备其他现场总线接口，通过在工控机上运行的网关软件实现网关功能。随着R前分布式控制模式的流行，要求现场控制装置能够直接上网，采用工控机作为网关的局限性越来越多的体现出来，而对一种能够直接嵌入监控装置A部的通讯网关的需求就显得越来越迫切。1.以太网型厂站监控系统的构成目前，以太网在工业控制屮应用的基木模式通常有两种，其一为星型网结构，网络通讯节点（具备以太网接口的工业控制器）通过交换机（或集线器）组成可级联的星型网，这种模式最为常见，它要求网络节点分布相对集中，否则将会带来布线上的困难。其二为环形以太网结构，所有的网络通讯节点都必

5、须具备环型以太网接口或通过专用的、具备环网接口的小型交换机组成环形以太网，可以构成光纤环网和五类线环网，环网的模式不要求网络节点分布集屮，可以将分散于现场的具备以太网接口的工业按制器以较少的布线代价加以集成，这种模式比较符合具备通讯接口的现场控制器分散布置的分散式厂站监控系统的要求，特别足工业控制器分布相距较远的情况。由于星型网是一种从商用直接转化而来的模式，可以直接使用电信或普通商用的交换机来集成监控系统屮的网络设备，且一般性能都能满足要求，所以芄应用比较广泛，但星型以太网的拓扑结构在许多场合不能完全反映分散式厂站监控系统屮监控设备和监控

6、点分散分布的特点，在工业现场应用屮存在一定的局限性，无法与在工业现场广泛使用的现场总线相比。而环形以太网则更加符合分散式监控系统的要求，更加类似于现场总线在工业现场设备集成中的作用。两种类型的以太网，存在着对于现场设备接入的不同要求，需要有一种智能嵌入式网关将现场设备方便地接入各自的网络监控系统。台湾上尚科技股份有限公司的GW21S-mega嵌入式可编程模块就是这样的一种嵌入式通讯网关。1.AtopGW21S-mega可编程模块的结构和主要功能参数GW21S-mega的功能参数为：主处理器：ATOPTCP/IPEngineES3200(80

7、MHz)双串口，RS-485/422/232/TTL串口界面可选提供2路10/100Mbps自适应以太网提供一个编程调试接口(RS232)提供4路逻辑I/O没置5V或3.3V输入电压，O'C〜6CTC宽工作温度功耗：2.4W提供基于Telnet、web浏览器、串口控制、windows等多种配置方式采用多任务实时嵌入式操作系统提供C语言软件开发包，方便二次开发和编程为开发编程提供8M的Flash和16M的内存空间具备看门狗功能外形尺寸：374JI6.0267.98/801.Uniti.iRimZ.Thepit

8、k2S4r^mGW21S-MEGA提供了插针接口，可以直接插在专门设计的母板上，插针具备了RS-485/232/TTL、双网接门、电源接门、指示灯接门等，从而能够方便地集成入现场