摘要:現(xiàn)場(chǎng)總線是近幾年迅速發(fā)展并廣泛運(yùn)用于自動(dòng)化變電站之中的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場(chǎng)總線的主要功能是解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種智能化儀器，同時(shí)在各個(gè)高級(jí)控制系統(tǒng)之中傳遞信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)有許多，最為突出的優(yōu)勢(shì)為簡(jiǎn)單可靠、成本低等。正因?yàn)檫@些明顯的優(yōu)勢(shì)，如今引起了眾多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體的重視。本文就從介紹Lonwork
摘要:現(xiàn)場(chǎng)總線是近幾年迅速發(fā)展并廣泛運(yùn)用于自動(dòng)化變電站之中的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線。現(xiàn)場(chǎng)總線的主要功能是解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種智能化儀器，同時(shí)在各個(gè)高級(jí)控制系統(tǒng)之中傳遞信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)有許多，最為突出的優(yōu)勢(shì)為簡(jiǎn)單可靠、成本低等。正因?yàn)檫@些明顯的優(yōu)勢(shì)，如今引起了眾多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體的重視。本文就從介紹Lonworks總線、WorldFip總線以及以太總線出發(fā)，旨在探討綜合自動(dòng)化變電站現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)分析，以供同行們參考借鑒。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)總線；綜合自動(dòng)化；變電站
現(xiàn)場(chǎng)總線于20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的，廣泛運(yùn)用于過(guò)程自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等智能設(shè)備之中。如今，現(xiàn)場(chǎng)總線能夠有效的溝通聯(lián)系各個(gè)高級(jí)控制層，因此，現(xiàn)場(chǎng)總線不僅僅是一個(gè)基層的網(wǎng)絡(luò)，而是更高一層的網(wǎng)絡(luò)。它是一種開(kāi)放式的并且是新型全分布的控制系統(tǒng)。由于其技術(shù)方面突出的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被人們所熟知并引起了高度重視。如今國(guó)際上有許多知名的公司開(kāi)始著重開(kāi)展這門高新技術(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。首先現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的性質(zhì)是處在過(guò)程設(shè)備底層，而現(xiàn)場(chǎng)總線因此造價(jià)低、實(shí)用性高、操作簡(jiǎn)單、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)而成為了不二選擇。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)總線的時(shí)效性高，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定。綜上種種的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的地位越來(lái)越重要。
在自動(dòng)化變電站中，通常使用到的現(xiàn)場(chǎng)總線有三種：Lonworks總線、WorldFip總線以及以太網(wǎng)。在建設(shè)變電站時(shí)，對(duì)選擇現(xiàn)場(chǎng)總線類型要根據(jù)其實(shí)際需求來(lái)定，具體問(wèn)題具體分析，因地制宜。
1總線類型比較
如今，我國(guó)廣泛運(yùn)用到的現(xiàn)場(chǎng)總線為三種，Lonworks總線、World-Fip總線以及以太網(wǎng)。而生產(chǎn)總線由于不同的自動(dòng)化廠家，而體現(xiàn)出不同的側(cè)重點(diǎn)。因此在選擇現(xiàn)場(chǎng)總線的時(shí)候，一定要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)自動(dòng)化廠家的實(shí)際情況而定。由于現(xiàn)場(chǎng)總線支持的類型、具體協(xié)議并沒(méi)得到統(tǒng)一，因此在總線的選擇上也沒(méi)有完全的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).
1.1LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線
（1）LongWorks技術(shù)特點(diǎn)
LonWorks是一種實(shí)力雄厚的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。它采用的是ISOOSI模型的全部通訊協(xié)議。其設(shè)計(jì)方法為面向?qū)ο?。面向?qū)ο笾傅氖抢镁W(wǎng)絡(luò)的變量特點(diǎn)把網(wǎng)絡(luò)的通信簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置，這樣的話能夠?qū)⒔橘|(zhì)的訪問(wèn)延遲和沖突降到最低，這樣就能大大增加通信的距離。同時(shí)Lon-Works總線還能夠支持多種介質(zhì)，比如光纖等，并能夠延伸出與之相對(duì)應(yīng)的防爆產(chǎn)品。LonWorks因其這些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，而被業(yè)界稱為通用控制網(wǎng)絡(luò)。LonWorks總線的基本部件就是Neuron芯片。這種芯片最大的特點(diǎn)就是能夠同時(shí)具有通訊和控制的功能。Neuron芯片內(nèi)部的組成部分為三個(gè)中央處理器、RAM、ROM、EEPROM、計(jì)數(shù)器以及操作系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的共同工作下，一個(gè)Neuron芯片就能夠完成網(wǎng)絡(luò)中的控制功能。如今LonWorks因其種種優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)而吸引了數(shù)萬(wàn)家企業(yè)參與到這項(xiàng)工作中來(lái)，這對(duì)于一種技術(shù)的推廣、應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。
（2）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
LonWorks能夠兼容許多的通訊設(shè)置，可以說(shuō)LonWorks是不會(huì)受到通訊介質(zhì)的限制。同時(shí)LonWorks的另一大優(yōu)勢(shì)就是，LonWorks兼容的這些介質(zhì)，能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中交叉使用，而不會(huì)收到影響。這就大大增加了現(xiàn)場(chǎng)總線的功能性。當(dāng)然，在大部分的LonWorks綜合自動(dòng)化變電站中，被經(jīng)常使用的介質(zhì)還是雙絞線。在選擇現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问綍r(shí)，可以根據(jù)不同的拓?fù)湫问剑瑏?lái)決定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，這在建立、選擇上非常的靈活。
（3）LongWorks現(xiàn)場(chǎng)總線特點(diǎn)
LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線在保證可靠、安全通信的基礎(chǔ)上還具有報(bào)文短小(必須)、高度分散化、體積小、成本低的特點(diǎn)。此外．LonWorks還具有以下特點(diǎn)：Lon主要用于沒(méi)備問(wèn)相互通訊，而不是用于計(jì)算機(jī)之間通G ,Lon元需中央處理器、服務(wù)器，即可實(shí)現(xiàn)個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)間的相互通訊dor，傳輸速率較低，適宜于數(shù)據(jù)較小的檢測(cè)信息、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸-構(gòu)成簡(jiǎn)單，利用廉價(jià)電纜(雙絞線)傳輸信息，故成本低。
1.2WorldFip現(xiàn)場(chǎng)總線
（1）WorldFip現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)特點(diǎn)
WorldFip使用曼徹斯**傳輸，是一種令牌網(wǎng)。WorldFip使用信息生產(chǎn)者和消費(fèi)者的概念，和通常意義上的輸出量、輸入量略有區(qū)別。每個(gè)生產(chǎn)者或消費(fèi)者變量有一個(gè)JP地址。N-+,Ny，站可以有例如16個(gè)生產(chǎn)者艄費(fèi)者變量。任何時(shí)候，生產(chǎn)者只能有-個(gè)，而消費(fèi)者可以是1個(gè)或多個(gè)。
（2）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
典型的傳輸介質(zhì)是]二業(yè)級(jí)屏蔽雙絞線。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型，但又不同于一般的總線結(jié)構(gòu)，以220kV高村變電站為例，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).
（3）WorldFip總線特點(diǎn)
WorldFip將變電站的設(shè)備定義為 模塊 ：模塊 是指一組具備一定基本功能限**流量測(cè)量、開(kāi)關(guān)量測(cè)量、開(kāi)關(guān)控制等)、具有統(tǒng)一通訊接口的智能模塊。凼此它們之間的通訊可按其功能、時(shí)效分為幾類標(biāo)準(zhǔn)通訊方式：周期性同步數(shù)據(jù)(如遙測(cè))；周冊(cè)勝異步數(shù)據(jù)(如開(kāi)入量)；非周期性信息報(bào)(如開(kāi)出量J。網(wǎng)絡(luò)仲裁器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的主宰者。網(wǎng)絡(luò)仲裁器輪番呼叫每一個(gè)牛產(chǎn)者變量整個(gè)網(wǎng)線上總是有信號(hào)的。如果若干時(shí)間間隔內(nèi)例如幾十毫秒)沒(méi)有監(jiān)聽(tīng)到網(wǎng)上的信號(hào)、則可以診斷為網(wǎng)絡(luò)故障。
1.3以太網(wǎng)(Ethernet)
（1）Ethernct網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)
以太網(wǎng)在Ethemet網(wǎng)絡(luò)中重要的通訊設(shè)備就是 網(wǎng)卡 ，網(wǎng)卡上面裝有處理器和存儲(chǔ)器(包括RAM和ROM)。網(wǎng)}和局域網(wǎng)之間的通信通過(guò)雙絞線以串行傳輸方式進(jìn)行的，而網(wǎng)卡和計(jì)算機(jī)之問(wèn)的通信則是通出蝴L主板的I／0總線以并行方式進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)通訊采用TCP／IP協(xié)議，每-個(gè)通訊睢元均要有唯一的IP地址。
（2）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
Ethernet網(wǎng)可使用通訊介質(zhì)有：雙絞線、光纖、同軸電纜、無(wú)線、紅外等。在我局高村變、虢都變均采用5類雙絞線(網(wǎng)線)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為以HUB為通訊防心的星形網(wǎng)絡(luò)。
（3）Ethernet網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)
傳輸速度陜，可擴(kuò)展性好。以太網(wǎng)的傳輸速度有10Mbp系統(tǒng)、100Mbps系統(tǒng)和1000Mbps系統(tǒng)。我局綜合自動(dòng)化變電站以太網(wǎng)為100Mbps系統(tǒng)；而且HUB接口是可以通用的，使得系統(tǒng)連接非常方便，具有良好的靈活性和擴(kuò)展能力；可靠性高，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響其他節(jié)J點(diǎn)的通訊；成本低；網(wǎng)絡(luò)管理方便。由于以太網(wǎng)具有以上優(yōu)點(diǎn)．應(yīng)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2串行通訊
串行通訊技術(shù)特點(diǎn)：
在很多綜合自動(dòng)化變電站中，還大量采用了串行通信方式。特別是在不同廠家設(shè)備之問(wèn)的規(guī)約轉(zhuǎn)換通訊中，采用的通訊方式均為串行通訊方式。串行通信接口方式有：EIA-RS-232C和EIA-RSM22／485。EIA-RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)是早期串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。是美國(guó)電子工業(yè)I辦會(huì)(EIA)于1973年制定的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。
結(jié)束語(yǔ)
不管是何種總線，它們都有著共同的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，那就是節(jié)省硬件數(shù)量與投資、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷、系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)、準(zhǔn)確可靠等。因此任何一種總線，都會(huì)有各自發(fā)展的領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的興起，為工廠地城網(wǎng)絡(luò)開(kāi)辟了一條全新的道路。深入運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線，能夠促進(jìn)企業(yè)快速的發(fā)展，大大節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)行成本，為企業(yè)帶來(lái)更高的利益。因而現(xiàn)場(chǎng)總線一定會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，并推動(dòng)自動(dòng)化相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
