modbus-tcp在隧道变电所电力自动化中应用研究

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1、Modbus/TCP在隧道变电所电力自动化中应用研究　　摘要：随着我国技术不断发展进步，人们生活水平与交通状况均得到了很大的改善，高速公路作为连接各个城市的通道，其重要性不言而喻，而高速公路的隧道营运问题受到了社会的广泛关注，隧道电力运行正常与否直接关系到交通是否能够通畅，甚至关系着人们的生命财产安全，因此在隧道中的电力应用都需要经过全面的考虑分析。就对Modbus/TCP在隧道变电所电力自动化当中的应用进行粗略分析。关键词：Modbus/TCP隧道变电所电力自动化5现在高速公路已经成为了人们穿梭各个城市之间必须使用的一种道路类型，而高速公路隧道则是高速公路上面最为常见的设

2、施，对于高速公路的运营管理者来说，需要解决的问题主要有两个：（1）保证高速公路隧道里面的设备能够保持长期供电以及正常运行，发挥本身所应该存在的功能，保障车辆的司机还有乘客能够安全舒适的行车；（2）要将隧道机电系统的维护还有运行成本最大程度的降低，节约资源的投入。想要合理有效的解决上面的问题，最为理想的方法就是建立并完善隧道变电所电力自动化系统，电力自动化系统能够通过监控中心对于每个变电所本身的供配电进行控制、检测，这种系统不但能够实现变电所无人操控，且对于变电所的监控能够有全面实时的效果，对于变电所里面所有设备的运行状况有清楚的掌握，这样才能够保证隧道设备的电力供应能够持久

3、。我国已经有部分高速公路隧道应用Modbus/TCP技术，并取得了良好的效果，为了有更加直观的效果，对我国当前应用Modbus/TCP技术的某个高速公路隧道群变电所进行分析。1核心控制网络的选择在该隧道群当中共计存在有4条隧道，而隧道变电所则共有7个，在这个隧道群当中设置了1个S监控中心，对于该隧道群中存在的7个隧道变电所进行监控。该系统总共分为4个层次，最上面一层是S监控中心，而在第二层则是单模光纤、两芯光纤环网以及4个隧道，在第三层以及第四层则是各种基本配件。这种配备设置的方式，使得监控对象在物理位置上面来看存在着分散的特点，这样的分层模式需要应用分布式控制网络来对其进

4、行监控，对于电力自动化系统来说，这样的控制网络也是关键内容。当前较为常用的分布式控制网络主要存在两种：（1）现场总线控制系统（FCS）；（2）工业以太网（IE）。FCS应用的领域范围相对要更加广阔一些，但是在相互操作性还有传输带宽等方面受到一定程度的限制，对于12种现场总线的通信协议，IEC561158对其规定也根据其不同的特点而有所调整，想要实现不同现场之间存在的总线产品间的互联互通，有着很大的障碍。另一方面FSC控制网络以ISO参考模型最为常见，其物理层、应用层、数据链路层还有用户层等都存在着ISO参考模型的影子，为了保证数据传输的可靠性，一般传输速度都不会太快，最高不

5、超过12Mbps。随着科学技术不断提高，现场的设备智能也有很大提升，功能性在逐渐提高，这些变化使得现场设备之间以及现场设备和上层设备之间能够交换的数据量极大程度增加，FCS本身发展最大的障碍是受到带宽的限制。IE的发展基础是商用以太网还有TCP/IP，在本质上面总共有5层结构，应用了ISO参考模型，主要有物理层、网络层、传输层、应用层还有数据链路层，当前对于应用层以下的都基本接近统一，以TCP/IP的标准协议为依据，但是在应用层的协议方面，不同的厂家还是存在着一定程度的差异性。相对于FCS，IE更好的克服了宽带扁窄的缺陷，最高能够达到千兆，在互操作性方面也有了令人侧目的进步

6、。IE想要在应用层方面达到统一还需要一段摸索的路程，但是以太网本身具有开放性的优点，因此能够在同一个网络上存在不同的应用层协议，运行起来不会存在太过明显的冲突，且在开放性还有互联互通等方面也有了显著的增强。当前对于IE来说主要存在有4个竞争对手，分别如下：Modbus/TCP、FF5HSE、PROFINET还有EtherNET/IP。在上面四种竞争对手当中，Modbus/TCP本身的应用层使用的是Modbus协议。Modbus协议在工业领域方面被广泛的应用，是一种开放的、标准的网络通讯协议，被很多厂商所青睐。2构成与功能我们知道电力自动化系统的网络结构大致上来说是分为4个层

7、次的，分别是：2.1第一层在这一层主要是计算机管理系统，包括了监控软件还有计算机网络设备等。控制网络选择的是ModbusTCP工业以太网，应用层的协议选择的是Modbus，该协议本身具有完全公开、免费下载等优点，对于电力自动化监控软件的开发来说有着很高的灵活性。不但能够为第二次开发打下一个良好的基础还能够降低项目的成本，这也正是ModbusTCP最明显的优势。2.2第二层主要是通信网络，包括了工业以太网交换机还有工业光收发器等。想要控制网络能够达到应用的要求，首先要有良好的稳定性，可靠性还有自愈性等优点，所以干线通