6變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信-文庫吧
2025-02-27 12:40 本頁面
【正文】 ng Equipment) RTU 計量表 圖形設(shè)備 計算機 直接發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備 如：調(diào)制解調(diào)器 （ 1） EIARS232C接口 美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA制定 ① 機械特性 選用 DB25的結(jié)構(gòu)，作為其連接器 DTE采用針式結(jié)構(gòu)， DCE采用孔式結(jié)構(gòu) ② 電氣特性 RS232C采用負(fù)邏輯工作 邏輯“ 1” 用負(fù)電平（ 5~15V）表示 邏輯“ 0” 用正電平（ +5~+15V）表示 接口信息速率 〈 20 kbps，常用 300、 600、 1200、2400、 4800、 9600 bps 信號線上總負(fù)載電容 不超過 2500pF，通常多芯電纜具有 150pF/m的電容，所以最大傳輸距離是 15m. EIARS422A/423A接口標(biāo)準(zhǔn) RS232C 發(fā)送和接收公用一根地線 共模信號不可避免進(jìn)入信號傳輸系統(tǒng) RS422A 平衡驅(qū)動和差分接收 消除信號地線，抗干擾大大增強 RS423A 差分接收器，接收器的另一端接發(fā)送信號地 （ 3） EIARS485接口標(biāo)準(zhǔn) RS422標(biāo)準(zhǔn)的變形，電氣特性相同 RS422，全雙工，兩對平衡差分線 RS485，半雙工，一對平衡差分線 點對點遠(yuǎn)程通信電氣連接圖 RS422 RS485 多點互連電氣連接圖 RS485 節(jié)約信號線，便于聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng) （ 4） EIARS232C、 422A/423A、 RS485主要技術(shù)性能 （ 5）串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的局限性 RS485通信接口，僅 32個節(jié)點； 通信方式為查詢方式，效率低； 只能一個主節(jié)點，其余從節(jié)點，主節(jié)點故障成通信的瓶頸； 通信規(guī)約缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 （ 1）現(xiàn)場總線的定義 (四種 ) ? 用于現(xiàn)場儀表與控制主機系統(tǒng)之間的一種開放的、全數(shù)字化的、雙向、多站的通信系統(tǒng)。 ? 廣義上是控制系統(tǒng)與現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行裝置進(jìn)行雙向數(shù)字通信的串行總線系統(tǒng)。 ? 基于智能化儀表及現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng) FCS。 ? 一種數(shù)字化的串行雙向通信系統(tǒng)。 現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò) （ 2）現(xiàn)場總線的分類 總線 按照 長度分類 : 1）毫米級：芯片內(nèi)總線 2）厘米級：芯片間總線、元件總線 3）分米級：機箱內(nèi)總線（ Multibus、 STD、 PCL、ISA、 PCI等） 4）十米級：機柜間總線（ RS23 GPIB、 VME、VXI等） 5）千米級： 現(xiàn)場總線 （ FF、 Profibus等） 現(xiàn)場總線按照數(shù)據(jù)通信寬度分類 1）傳感器現(xiàn)場總線（數(shù)據(jù)寬度為位）： 適用于簡單的開關(guān)裝置和輸入輸出位的這類通信：Seriplex總線、 ASi總線等。 2）裝置現(xiàn)場總線（數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)）： 適用于以字節(jié)為單位的裝置類通信： Interbus總線、DriveNET總線和 CAN總線等。 3）全服務(wù)的現(xiàn)場總線（數(shù)據(jù)寬度為數(shù)據(jù)流或模塊Block）： 以報文通信為主，除了對裝置進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)外，還包括一些對裝置的操作和控制功能： FF總線、Lonworks總線、 Hart總線等。 現(xiàn)場總線按照應(yīng)用行業(yè)分類 1）過程控制（連續(xù)生產(chǎn)過程）用現(xiàn)場總線： FF的 HI、ProfibusPA等 2）離散控制用現(xiàn)場總線： ProfibusDP、 DeviceNET等 3）樓宇自動化用現(xiàn)場總線： Lonworks等 4）車輛制造業(yè)用現(xiàn)場總線： CAN等 5）飛機制造業(yè)用現(xiàn)場總線： SwiftNet等 6）農(nóng)業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)用現(xiàn)場總線： PNet等 （ 3）現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 1）現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò) 用于過程以及制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)。 2）現(xiàn)場設(shè)備互連 傳感器、變送器和執(zhí)行器等，這些設(shè)備通過一對傳輸線互連。 3）互操作性 現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表種類繁多，互相連接不同制造商的產(chǎn)品是不可避免的。性能價格比最優(yōu)的產(chǎn)品，并將其集成在一起，實現(xiàn) “ 即接即用 ” 。用戶希望對不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路。 現(xiàn)場總線與 RS23 RS485的區(qū)別 現(xiàn)場總線與計算機網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 RS23 RS485只能代表通信的物理介質(zhì)層和鏈路層，編寫應(yīng)用程序，不符合 ISO/OSI的規(guī)范，不通用。 現(xiàn)場總線以 ISO/OSI模型為基礎(chǔ)，具有完整的軟件支持系統(tǒng)，通用。 現(xiàn)場總線是一種實時控制網(wǎng)絡(luò)，連接自動化最底層的現(xiàn)場控制器和現(xiàn)場智能設(shè)備，傳輸小批量數(shù)據(jù)信息。局域網(wǎng)傳輸大批量的信息，實時性要求不高。 現(xiàn)場總線強調(diào)在惡劣環(huán)境，計算機網(wǎng)絡(luò)在辦公場所。 LonWorks 技術(shù)特點 1） LonWorks 現(xiàn)場總線 （ 4） 變電站自動化系統(tǒng)中常用的現(xiàn)場總線 ① 神經(jīng)元芯片 (Neuron Chip) 神經(jīng)元芯片是 LonWorks技術(shù)的核心，它不僅是 LON總線的通信處理器，而且是具有 I/O和控制的通用處理器。神經(jīng)元芯片已提供了 LonTalk協(xié)議的第 16層，開發(fā)者只需用 Neuron C語言開發(fā)。 ? 神經(jīng)元芯片包括 3個 8位微處理器 媒體訪問控制處理器（ MAC processor) 網(wǎng)絡(luò)處理器（ Network processor） 應(yīng)用處理器 （ Application processor） RAM、 ROM、 EPROM 管理通信 用戶開發(fā) ② 收發(fā)器模塊 LonWorks收發(fā)器模塊在神經(jīng)元芯片和網(wǎng)絡(luò)之間提供通信接口，有多重介質(zhì)的收發(fā)器模塊可供選擇。網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有雙絞線、電力線、同軸電纜和光纖等。 ③ LonTalk通信協(xié)議 ? LonTalk通信協(xié)議支持 OSI／ RM的所有七層模型，是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 ? LonTalk協(xié)議通過神經(jīng)元芯片實現(xiàn)，不僅提供介質(zhì)存取、事務(wù)確認(rèn)和點對點通信服務(wù)；還提供一些如認(rèn)證、優(yōu)先級傳輸、廣播／組播消息等高級服務(wù)。 基于 LNS的軟件工具 LNS（ LonWorks Network Operating System） ? LonWorks技術(shù)有多種基于 LNS的工具，用于 LON網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和組態(tài) 。 ? LonMaker是圖形化工具，用于圖形繪制、系統(tǒng)調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)的維修保養(yǎng)； ? 節(jié)點開發(fā)工具 NodeBuilder； ? 節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)安裝工具 LonBilder； ? 網(wǎng)絡(luò)管理工具 LonManage以及客戶／服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架 —— LNS技術(shù)。 ① CAN總線的性能特點 ? 總線式結(jié)構(gòu)。一對雙絞線，雙向傳輸，簡單 ? 多主方式工作 ? 點對點、一點對多點及全局廣播方式傳送和接收數(shù)據(jù) ? 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時要求 ? 非破壞性總線仲裁技術(shù)，兩節(jié)點同時發(fā)送，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送。 ? 節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路 ? 短幀結(jié)構(gòu) ， 每一幀的有效字節(jié)數(shù)為 8 ? CRC校驗及其他檢錯措施 ， 抗干擾能力強 2） CAN 現(xiàn)場總線 CAN — Controller Area
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