支持双网双主站的modbus通信在继电保护中的应用

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1、系统的单元作冗余。图1为系统冗余和单元冗余的可靠度分析的示之间竞争和选择信息。意图，从图中不难定性地分析出：单元冗余要比系统冗余的可靠(2)对于RS485网络，可以从网络上“侦听”是否有合法的度高，但单元冗余要比系统冗余实现的软硬件成本高。问讯数据发送。(3)对于以太网TCP／IP网络，可在网络上采用未用的端口—回一⋯⋯恒h号交换双主站之间竞争和选择信息。也可采用和串口一样“侦L_E—回一⋯⋯}_J听”的方法，但需要交换机支持端口镜像功能，软硬件要求都比较高。祷⋯为了防止主站之间的“握手”通道故障时由于双主站均认为(b)单元冗余自己是工

2、作主站，出现2个主站同时发送问讯数据的情况而产生冲图1系统冗余和单元冗余的b较突，“握手”通道应该采用2个途径，如单独“握手”通道和“侦听”通道同时使用。3双通信网络双主站支持的Modbus通信方案3．3双网络的选择31系统通信方案双网通信有平衡模式和非平衡模式。平衡模式下在主子站之Modbus通信一般是单通信网络、单主站，但是在可靠性要求间建立2个完全独立的通信过程和交互数据库，最终由主站选择其比较高的场合如变电站自动化系统中尤其是测量保护一体化装置中1套数据入库，此时子站需要通过不同的物理支持不同的主站即中，单网络单主站不能满足可靠

3、性的要求，通过采用冗余技术，可。在非平衡模式下，主站和子站之间同时只建立一个通信过程配置双冗余的通信网络，双冗余的主站系统确保系统的可靠性。和交互数据库，当这个通信过程失败时再通过另外的网络建立另图2为双网络双主站的Modbus通信方案示意图，网1和网2为由2台外一个通信过程，这种情况下需要子站支持通过不同的通信口连Modbus主站和多台子站组成的双总线型通信网络，可以是RS485接相同的主站，访问同一个数据库。由于后者占用的资源少建议网络，也可以是工业以太网；主站A和主站B均可实现与各个子站采用后者。的通信。由于Modbus标准中没有

4、定义在双网络双主站中的应用，3．4系统通信可靠性分析因此主站和子站在支持双网络双主站的同时必须兼容单网络单主根据本文2．2节关于系统冗余和单元冗余概念的定义，将子站的情况。站网络、主站网络、主站装置看作整个系统的多个单元，根据双主站A主站13总线网络结构的特点，我们按照单元冗余和系统冗余的混合冗余模式设计整个系统，如图3所示，n台子站的网络分别为A、B、⋯⋯H，主站网络为I，主站装置为J，其物理意义是：双网中至少有1个网络中的所有节点都是可用的，双主站至少有1个是可用的。于f于娃子轴(tIl}电保护)(继电僳护)(继电保护)图2双网络双

5、主站Modbus通信示意图3．2双主站的支持由于Modbus通信是问答式的通信方式，同时只能有1个主图3通信系统的混合冗余模式站，因此必须在双主站之间通过竞争选择一个工作主站，另外定量分析如下：若子站单装置网络故障率为a，主站装置网1个为备用主站。当工作主站失效时备用主站接管工作主站的络故障率为0，主站单装置的故障率为Y，则在没有网络和主站工作。只有工作主站和各个子站通信，并和其上一级的设备如冗余情况下系统的可用率为：人机交互接口(HMI)或者远方控制中心(RCC)等进行数据Po(1-C【)“×(1一p)×(1一y)交互。当工作主站异常

6、时主动或者由备用主站选择切换工作主而在网络和主站都按照双冗余设计的情况下系统的可用率站。为：备用主站检测当前网络上是否有工作主站，判断的途径有：P={1一[1-(1一a)“×(1—0)×(1一y)(1)可在双主站之间建立单独的“握手”通道交换双主站为了定量地分析冗余对系统可靠性带来的效果，表1给出了20}o年o5月刊自动化博览73；II【●应用在n=8，Gt．、D、Y在不同值的情况下p。、P的比较，从表1可4．1．2遥测量以看出增加双网双主站冗余后系统的可用率大大提高，系统的可遥测量包括装置实际采集的信号和装置内部计算量，由于继靠性大大

7、增强。电保护装置都采用交流采样，遥测量几乎全部都是计算出来的，表1冗余系统可用率比较因此遥测量按照寄存器定义。一般为整型数，可以是规一化值、BY无冗余p。有冗余p标度化值，也可采用浮点数来处理，用两个寄存器(4字节)表O．20．150．10．1283457020．262227344示一个遥测量数据。若遥测量需要品质信息则需要对表示遥测量0．02O．O15O．O10．8296215610．97365913500020．00l50．0010．98l652750．99969747的寄存器进行扩展，增加品质寄存器，遥测量使用03功能码来0．o．

8、000l5O．00o10．99815l5340．999996932读。4．1l3队列信息队列信息包括SOE、事件、带时标的测量等信息，这些信息4Modbus协议应用于继电保护装置应当注意的问题为不可覆盖的信