摘要：本文介绍了自动化领域的计算机局域网一一现场总线的概念，对现场总线技术在电力自动化中的应用作了介绍，供大家参考。
论文关键词：现场总线,电力自动化,应用
随着电力自动化技术的发展，特别是综合自动化技术的发展，简化电力自动化系统的设计，大量减少施工改造的工作量，减少自动化设备屏柜数量已作为设计的发展方向 结台这一趋势及自动化设备水平可靠性的提高，以单位间隔为对象，分布式设计，分散安装的电力自动化系统应运而生。其特点是将控制模块直接安装在现场开关柜，其框图如图1所示。
该系统将控制∞ 模块安装在现场间隔 与传统集中组屏RTU方式相比，大量节约了二次信号电缆及组屏工作，大大减少中控室的面积和工程的工作量，特别适合于用地紧张的城内变电站及旧站改造。
从这类电力自动化的要求出发，面向对象的ltO监控模块应当具备以下几点：
(I)对“遥测”的处理是交流采样的，在开关柜上安装电量变送器是不现实的。
(2)本身带有 遥信 接点 并具SOE功能。
(3)具有1—3个对象的遥控输出接点，以完成对一个对象l线路)的控制。
(4)模块的工作电压可直接采用DC220V，以方便在开关柜中选用电源：
(5)模块应具有很好的可靠性和高抗干扰性
(6)模块之间具备数据通信功能。
从目前国内外厂家生产的电站自动化产品看，大部分厂家的产品随着电子元件质量及工艺的提高，一般都具备了分散式安装的功能，目前电力自动化工作中也有许多成功的运行经验然而对于目前太部分面向对象的系统，绝大部分的模块之间的数据通信为RS一422或RS-485，个别的甚至是RS一232，这就带来了一个突出的问题：不周厂家的产品有不同的通信规约 甚至采用同种国际标准通信规约的不同厂家产品，由于对规约的理解不一致也无法接通。因此，随着面向对象．分布式设计，分散式安装的日益推广，符合标准的，无需各产品厂家自行开发的公共数据传输平台已成为众多厂家及用户的要求。随着计算机同络技术的发展及在工业控制领域的应用，现场总线技术也就应运而生了。
2几种典型现场总线
2．1 CAN
cAN(Controller ATea Network)是由德国的Bosch公司及几个半导体生产商开发出来的，起初它是为汽车的检测和控制而设计的，后来逐步发展到用于其它工业部门。CAN是目前唯一被批准为国际标准的现场总线，它有如下基本特点：
(1)CAN协议遵循ISO ／OSI模型，采用了其中的物理层、链路层与应用层的三层结构。
(2)cAN的通信速率为5Kbps／ l0km，1Mbps／40m，节点数可达ll0个，传输介质可以是双绞线、光纤等。
(3)CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧有效字节数为8个，这样传输时间短，受干扰的概率低。并且，当cAN节点发生严重错误时，CAN具有自动关闭节点的功能，自动切断与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，所以，具有较强的抗干扰能力。
(4)CAN采用点对点，一点对多点及全局广播几种发送和接收数据，可实现全分布式多机系统，且无主从之分。
(5)cAN采用非破坏性的总线仲裁技术。
(6)cAN不能支持防爆区。
2．2 LONWORKS
LONWORKS是局部操作网络，LON是Local operating network的简称，它是美国Echelon公司于l991年3月推出的技术和产品，其主要特点为：
(1)LONWORKS采用L0NTALK通讯协议，该协议遵循ISO／OSI参考模型，它提供了OSI所定义的全部7层服务，在所有现场总线中，这是独一无二的特色。
(2)通信速率为78Kbps／2700m，1．25Mbps／1 30m，节点数32000个，传输介质可为双绞线，同轴电缆，光纤，电源线等。
(3)LONWORKS的核心是Neuron($h~经元)芯片，内含3个8位CPU。第一个CPU为介质访问控制处理器，处理LONTALK协议的第一层和第二层。第二个CPU为网络处理器，实现L0NTALK的第3层到第6层的功能：第3个CPU为应用处理器，实现LONTALK的第七层协议，执行由用户编的代码及用户的代码所调用的操作系统服务。Neuron芯片的编程语言为Neuron C，是从ANSI C中派生出来的。LONWORKS提供一套开发平台，L0N BUILDER和Node Builder，价格为10-30万。
(4)Lonworks可以构成总线型、星型、环型和混合型等典型的网络结构，能实现网络拓扑结构的自由组合，可以通过网关实现不同现场总线的互联。
(5)L ont alk协议的介质访问协议对CSMA作了改进，采用一种称作PredictiveP—Persistent CSMA的新协议。
(6)Lonworks能支持防爆区。
2．3 HART
HART(Highway Addressable Remotetransducer)是美国的Rosemount公司1986年研制的一种通讯协议，它具有如下特点：
(1)HART协议参照ISO／OSI模型，其通讯模型由物理层、数据链路层和应用层构成。
(2)HART支持模拟信号和数字信号在同一线路上同时存在，可实现与其它模拟设备混合使用，其通讯速率为：在4 20mADC模拟信号上叠加FSK数字信号时为1200bps，用屏蔽双绞线单台设备距离可达3000m；而多台互连距离可达l 500m．
(3)HART支持点对点、主从应答方式和多点广播方式，通讯模式为“问答式”或“广播式”。
(4)HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。
2．4 PROFIBUS
PROFIBUS(Process Fieldbus)是l 987年德国联邦科技部按照ISO ／OSI参考模型制订的现场总线德国国家标准，于l991年正式成为德国现场总线国家标准(DIN19245)；并于l998年又成为欧洲的标准(EN50l7O)。它具有如下特点：
(1)PR0FIBUS的组成：
a．PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification现场总线报文规范)。此部分是完成控制器和现场器件之间的通信以及控制器之间的信息交换，因此，它考虑的是系统功能而不是系统响应时间，适应于完成中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通讯任务。
b．PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外围设备)是一种优化的通讯模块，适用于自动控制系统和外围设备之间的通信，对时间要求苛刻的场合。
C．PROFIBUS- PA(Process Automa—tion过程自动化)，应用于过程自动化，实现了IECl158—2中规定的通信规程，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。
(2)PROFIBUS遵循ISO ／OSI模型，其通信模型由三层构成：物理层，数据链路层和应用层。
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