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1、第24卷第17期VOl.24NO.172OOO年9月1O日Sep.1O,2OOO57基于现场总线技术的变电站自动化系统沈杰,李乃湖(罗克韦尔自动化上海研究中心,上海2OO233)摘要:变电站自动化系统正朝着分散化~网络化方向发展0运用现场总线代替传统的串行通信,不仅能从根本上改善系统性能,而且使系统可靠~灵活~易于扩展0文中介绍了罗克韦尔自动化公司发展的由设备网~控制网和以太网3层网络构成的NetLinX技术,并探讨了基于NetLinX技术的变电站自动化系统解决方案0关键词:变电站自动化;现场总线;设备网;控制网中图分类号:TM764;TP3360引言化公司的N
2、etLinX技术正是采用基于生产者/消费者(prOducer/cOnSumer)模式的设备网和控制网以变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信及得到广泛应用的以太网作为核心框架,满足系统技术基础上发展起来的,不仅越来越普遍地采用智从生产现场到互联网各层次的数据通信要求0整个能设备(IED),而且其控制模式也逐渐从传统的集分布式控制系统通信结构如图1所示0中配屏式向全分散式和局部分散式转变[1]0但是目前无论是国内还是国外的分散式变电站自动化系统,其各部件之间绝大部分采用串行口通信方式[1](RS232,RS422,RS485总线等)0串行通信传输速率慢,易受干扰
3、,通信距离受限制且通信方式不灵活,故无法满足大量实时数据传输的要求0现场总线既是一个开放通信网络,又是一种全分布控制系统0它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上~作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制~补偿计算~参数修改~报警~显示~监控~优化及控管一体化的综合自动化功能[2]0应用网络方式,特别是现场图1Netlinx的3层网络结构总线技术来解决变电站自动化系统的通信问题已成Fig.1Three-layernetworkstructureofNetlinx为发展的趋势[1]0如SIEMENS公司的SICAM系统采用了PrO
4、fiuS总线,GE公司的GESA系统采1.1.1设备层用MOdbuS和Mlink,国内自行研制的全分散型控控制系统的最底层是大量的现场设备,其通信制系统DISA2,DISA3型采用CAN总线以及特点为:速度要求不一定很高,但必须有一定的智能CSC2OOO型采用LOnWOrkS总线等[1,3,4]0运用现场和容错能力,要求网络节点设备经济~智能化,故障总线技术提高我国变电站自动化水平,已成为我国诊断和纠错容易,适应不同环境的恶劣条件,如强电电力工作者的共识0磁干扰等0采用基于生产者/消费者的设备网,不仅本文介绍罗克韦尔自动化公司发展的NetLinX能满足以上要求,
5、还能向上层提供比其他总线更多技术及其在变电站综合自动化系统中的应用0的信息和服务01.1.2控制层1Netlinx技术分布式技术体系控制层处于控制的中间层次,连接不同的可编1.1Netlinx技术的分布式控制系统结构程设备~控制器~人机终端等,数据通信量往往较大分布式控制系统对于数据通信的要求可分为而且实时性要求较高0因此,利用控制网高度确定~3个层次:信息层~控制层和设备层0罗克韦尔自动可重复的特性实现本层数据实时可靠传输0而控制网的基于生产者/消费者的模式又能提供所有控制收稿日期:2OOO-O4-17;修回日期:2OOO-O5-260设备多种方式进行通信,以
6、有效利用网络带宽0另58!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!外9控制网提供的冗余介质特性能满足系统对于稳报文传输和编程/组态信息等应用的多样的通信要定性和安全性的要求G求@确定性的~可重复的控制网络9适合离散控制1-1-3信息层和过程控制同一链路上允许多个控制器同时共信息层处于控制系统的最上层9通信的主要特存输入数据和端到端信息的多路发送支持可点是2通信数据量大9通信的发生较为集中9要求有选的介质冗余和本征安全安装和维护的简单性高速链路支持9对实时性要求不太高G通信
7、范围从车通信速率高9单段最大速率可达5Mbit/S9网络刷间级到全厂级甚至互联网范围9与数据库技术~互联新时间可组态为2mS~100mS传输距离远9最网技术~数据分析和处理技术紧密关联G采用以太网大(带中继器)为6km(同轴电缆)9或超过30km不仅大大降低系统成本9而且其开放~高速的网络特(光缆)@网络上节点居于对等地位9可以从任意节性能满足企业信息管理系统对底层通信的要求9易点实现网络存取GU灵活的拓扑结构(总线形~树形~于构建一个开放式的平台G星形等)和介质选择(同轴电缆~光纤或其他)G1-2设备网2基于Netlinx技术的分布式变电站自动设备网(Devi
8、ceNet)是一种基于生
