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1、282006年3月水电厂自动化第1期总第106期通信技术在飞来峡水电厂计算机监控系统中的应用及其故障处理许德荣(飞来峡水利枢纽管理局广东省清远市511825)摘要介绍了飞来峡水电厂计算机监控系统所采用的主要通信技术,着重介绍了令牌环网、SMI总线通信、远动通信;同时分析了若干设备运行中出现的问题,并提出了相应的处理办法。关键词飞来峡水电厂通信技术令牌环网SMI总线远动通信数据库分类号SZ01飞来峡水电厂采用奥地利VATE
2、CH集团SAT公司的分层分布式结构的计算机监控系统。共设10个LCU,其中LCU1~4分别是1至4号机组的现地控制单元,各配置一个监控用的触摸屏;LCU5监视控制开关站设备;LCU6监视控制公用设备(包括厂用电开关);LCU7则用来驱动返回屏;LCU8作为远动通信的通信控制器;LCU9、LCU10为互为备用的厂级计算机,起机组联合控制作用。LCU1~6均采用了SAT公司生产的SK1703及AM1703系列模块,LCU7~10均只采用了SK1703系列模块。上位机部分主要配置有两个操作员站、1个工程师
3、站、1个通信工作站、打印机。分层分布式监控系统的各个部分均能独自完成一定的功能,但只有依靠现代通信技术将各个部分紧密联系在一起,形成一个有机的统一整体,才能具备一个监控系统所应该具备的完整功能。飞来峡水电厂计算机监控系统应用了多种通信技术,根据采用的通信技术类型、通信协议以及用途主要可分为以下5种通信技术:LCU之间的令牌环网通信、LCU内部的SMI总线通信、远动通信、上位机之间采用的双以太网(DUAL-HOMEETHERNET)通信、MODBUS通信。从图1中可以大致了解该系统所采用的通信技术。以
4、下叙述具有代表性的令牌环网通信、SMI总线通信和远动通信。1令牌环网在早期,由于技术原因,网络带宽不高,以太网在负荷较大时不能很好地解决通信冲突问题,通信效率不高,而令牌环网由于使用了令牌,令牌环中每个站点的等待时间是有限的,而且是决定好了的,这对于工业控制系统这样要求可靠性和需要保证响应时间的网络来说是至关重要的。令牌环网具有4Mb/s和16Mb/s两种速率。令牌环网设备之间的连接需要通过多站接入装置MSAU(multistationaccessunit),通常成为HUB(集线器)。飞来峡发电厂
5、的令牌环网主要由以下设备组成:KR-TR模块、令牌环网集线器S-TAU、标准的令牌环网用的IBM数据连接器Lobecable以及光纤。其中,KR-TR模块相当于桌面计算机的令牌环网的网卡,而且只支持4Mb/s速率,因此飞来峡水电厂的令牌环网的速率为4Mb/s。S收稿日期:2005-08-18;改回日期:2005-11-21。远程集控与电厂监控许德荣通信技术在飞来峡水电厂计算机监控系统中的应用及其故障处理29图1飞来峡水电厂计算机监控系统通信网络结构图-TAU兼容IEEE802.5标
6、准及IBM4Mbps或16Mbps令牌环网,为工作站和令牌环网之间提供物理和电气连接。作为一个无源的接线器,可用星形拓扑结构最多连接8个用户。S-TAU不扩展时无需外接电源,与工作站连接可选RJ-45或IBM数据连接器。通过RingIn/RingOut扩展口可组成更大的网络。需要用到扩展连接功能时,必须有外部电源,设计时可以根据实际需要选择合适的外部电源。飞来峡电厂监控系统的10个现地控制单元(LCU)之间的通信方式采用与IEEE802.5标准完全兼容的IBM令牌环网,采用RAD公司的S-TAU(S
7、martTrunkAccessUnit智能主干网接入装置)作为令牌环网集线器。LCU的KR-TR模块与集线器之间通过lobecable连接。10个LCU中,LCU1~4各通过一个S-TAU连入网络,而LCU5~10共用一个S-TAU。通过S-TAU两端的RingIn/RingOut扩展接口,利用光纤将各个LCU连接成一个环形网络。飞来峡电厂的S-TAU为了扩展相邻S-TAU的连接,配置了光纤中继器和电缆故障保护器,光纤中继器(TFRs)可以将S-TAU间的连接扩展至3km,并且有4Mbpsor4/1
8、6Mbps两种模式可供选择,而电缆故障保护器(TCPs)则能检测到电缆或光纤中断,并且自动环回到备用通道上,提高了可靠性。由于电缆故障保护器的作用,令牌环网能够自动监测电缆和接入站点的状况,在出现电缆断线等故障时,能够自动环回,与备用通道一起形成新的环网。S-TAU集线器具有工作站插入和旁路功能。只要工作站接入到集线器中,并且正常地提供直流电流到端口上,该站就能接入令牌环网中。而LED指示灯可以简单容易地诊断接入是否成功。当将IBM数据连接器拔出或是工作站故障
