【文章內(nèi)容簡介】 ，外面包有絕緣層。②雙絞線：由兩條導(dǎo)線按照一定的扭矩相互絞合在一起的、類似于電話線的的傳輸媒體。③光線：由許多細(xì)如發(fā)絲的橡膠或者玻璃纖維外加絕緣護(hù)套組成，光束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，防磁防電，傳輸穩(wěn)定，適用于高速網(wǎng)絡(luò)和骨干網(wǎng)。④無線媒體：不使用電子或光學(xué)媒體大多數(shù)情況下是利用地球的大氣作為數(shù)據(jù)的物理性通路。主要有無線電、微波、紅外線三種。 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 按照數(shù)據(jù)傳送的實(shí)現(xiàn)手段劃分，交換可分為電路交換、報(bào)文交換和分組交換三種基本技術(shù)。 電路交換 數(shù)據(jù)交換是指在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，先在網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的專用通道，像打電話一樣分為三個(gè)過程：①電路的建立。數(shù)據(jù)在傳送以前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端對(duì)端的電路。②數(shù)據(jù)傳輸。電路建立以后數(shù)據(jù)就可以直接傳輸，可以看成有一條專用的電路。③電路拆除。數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束以后，由一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后將連接到對(duì)方的節(jié)點(diǎn)逐一拆除。 報(bào)文交換 采用電路交換方法時(shí)，如果終端間交換的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性，則浪費(fèi)信息容道和有效時(shí)間，而采用報(bào)文交換則不存在這個(gè)問題。 報(bào)文交換的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要傳送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限而且可以改變。報(bào)文交換的本質(zhì)就是儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在受到整個(gè)報(bào)文并檢查無誤后，就對(duì)這個(gè)報(bào)文進(jìn)行暫存，然后利用路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再繼續(xù)把整個(gè)報(bào)文完整的傳送給它。相比較電路交換而言，報(bào)文交換有以下優(yōu)點(diǎn)：①電路利用率高。②在報(bào)文交換的網(wǎng)絡(luò)上，通信量大的時(shí)候仍然可以接收?qǐng)?bào)文，不過傳送延遲會(huì)增加。③報(bào)文交換系統(tǒng)可以吧一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。④報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。 分組交換分組交換是對(duì)報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它他將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長度有個(gè)上限，有限長度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)容量降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。以上三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)，各有特點(diǎn)，其適用范圍也各有不同：電路交換比較適用于一次傳送的信息量大并且通信過程中實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)，報(bào)文交換在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中沒有被采用，分組交換適用于交互式通信，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用通信設(shè)備和線路互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息交換的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有以下三個(gè)部分組成：具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)；通信設(shè)備和線路；功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件。其中網(wǎng)絡(luò)軟件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的重要部分，主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，具備了這些軟件，節(jié)點(diǎn)之間、計(jì)算機(jī)之間才能通信，也才能實(shí)現(xiàn)資源共享。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵妇W(wǎng)絡(luò)的幾何形狀，或者是它在物理上的連通性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、總線、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過專用傳輸線路直接連接，可以采用任何介質(zhì)傳輸。（2）星形結(jié)構(gòu)：星形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是集中式控制。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)都是以中央節(jié)點(diǎn)為交換中心。（3）總線結(jié)構(gòu)：總線結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)都經(jīng)接口連到同一條總線上，不設(shè)中央控制裝置，是一種分散式結(jié)構(gòu)。（4）環(huán)形結(jié)構(gòu)：環(huán)形結(jié)構(gòu)中的各節(jié)點(diǎn)通過有源接口連接在一條閉合的環(huán)形通信線路中，是點(diǎn)點(diǎn)式結(jié)構(gòu)。（5）樹形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及混合型結(jié)構(gòu)：樹形結(jié)構(gòu)是總線型的延伸，它是一個(gè)分層分支的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)充，隔離故障較容易，但缺點(diǎn)是線路利用率不如總線型結(jié)構(gòu)高，節(jié)點(diǎn)對(duì)根的依賴性大，若根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。 網(wǎng)絡(luò)的分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分布范圍，可以將網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。（1）局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的范圍較小，比如在一個(gè)建筑物或者幾個(gè)相鄰的建筑物內(nèi)，范圍一般在幾米到幾千米。局域網(wǎng)往往使用專門鋪設(shè)的通信介質(zhì)，配置簡便，速度高，誤碼率低。（2）城域網(wǎng)：其分布范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般在十公里到幾十公里范圍。（3）廣域網(wǎng)：廣域網(wǎng)也成為遠(yuǎn)程網(wǎng)，其范圍通常在幾十公里到幾千公里。廣域網(wǎng)發(fā)展較早，一般采用租用專線將分布在不同區(qū)域的各個(gè)局域網(wǎng)連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng)LAN是計(jì)算機(jī)技術(shù)急劇發(fā)展的新領(lǐng)域，他是把多臺(tái)小型、微型計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備用通信線路互聯(lián)起來，并按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組成：隨著網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究的發(fā)展，局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的范圍越來越廣泛，主要有以下特點(diǎn)：①安全性方面，局域網(wǎng)技術(shù)無論在理論上還是在軟件和硬件上，都已經(jīng)十分成熟可靠。②技術(shù)方面，局域網(wǎng)具有較高的傳輸速度、低誤碼率的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。③由于局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置組合相對(duì)靈活，允許人們方便的改變或者修改系統(tǒng)，而且系統(tǒng)設(shè)備具有十分豐富的軟件支持。④開放性方面，局域網(wǎng)一般采用公用通信介質(zhì)，都是按照國際規(guī)標(biāo)準(zhǔn)劃組織的開放系統(tǒng)互聯(lián)模型來設(shè)計(jì)，可以方便的將不同廠家的設(shè)備便連接起來，具有較好的兼容性。 局域網(wǎng)中使用的傳輸方式有基帶和寬帶兩種?；鶐СＳ糜跀?shù)字信號(hào)傳輸，常用的傳輸媒體有雙絞線和同軸電纜。寬帶常用于無線電頻率范圍內(nèi)的模擬信號(hào)的傳輸，常用同軸電纜。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 現(xiàn)場(chǎng)總線概述 在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域內(nèi)，它們是低數(shù)據(jù)速率和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，不能支持設(shè)備之間更高層的功能操作。隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展，用戶需要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)施更好的控制，就必須對(duì)生產(chǎn)過程中的信息更多、更好、更實(shí)時(shí)的進(jìn)行采集?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：①開放性與可互操作性。開放性意味著將打破大型廠家的壟斷，給中小企業(yè)帶來了公平競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)?？苫ゲ僮餍詫?shí)現(xiàn)控制產(chǎn)品的“即插即用”功能。②徹底的分散性。徹底的分散性意味著系統(tǒng)具有較高的可靠性和靈活性，系統(tǒng)很容易進(jìn)行重組和擴(kuò)建，且易于維護(hù)。③成本低。衡量一套控制系統(tǒng)的總體成本，不僅要考慮其造價(jià)，而且應(yīng)該考慮系統(tǒng)從安裝調(diào)試到運(yùn)行維護(hù)整個(gè)生命周期內(nèi)的總投入。 現(xiàn)場(chǎng)總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。 現(xiàn)場(chǎng)總線可采用多種途徑傳輸數(shù)字信號(hào)，如普通電纜、雙絞線、光導(dǎo)纖維、紅外線、電力傳輸線等?，F(xiàn)場(chǎng)總線既是通信網(wǎng)絡(luò)也是自控系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線所傳送的是連通、關(guān)斷電源，開關(guān)閥門的指令與數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到處于運(yùn)行操作過程之中的設(shè)備、人身和安全，因此要求信號(hào)在粉塵、噪聲、電磁干擾等較為惡劣的環(huán)境下能夠準(zhǔn)確、及時(shí)到位?，F(xiàn)場(chǎng)總線通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳送聯(lián)絡(luò)，可由單個(gè)節(jié)點(diǎn)、也可由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共同完成所要求的自動(dòng)化功能，是一種由網(wǎng)絡(luò)集成的自動(dòng)化系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分類按照傳送的數(shù)據(jù)寬度分為：①數(shù)據(jù)寬度為位的稱為傳感器總線。②數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)的稱為設(shè)備總線。③數(shù)據(jù)寬度為塊的稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。 按照應(yīng)用的領(lǐng)域劃分為：①數(shù)字控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。②機(jī)器人用現(xiàn)場(chǎng)總線。③物料經(jīng)營控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。④批量過程控制用現(xiàn)場(chǎng)總線。 現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議模型（1）現(xiàn)場(chǎng)總線模型。2000年國際電工委員會(huì)宣布的IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)中包括的八種現(xiàn)場(chǎng)總線，采用了完全不同的通信協(xié)議，為了滿足實(shí)時(shí)性和低造價(jià)性的要求，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線承擔(dān)的任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型一般都在OSI參考模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同程度的簡化。IEC TC65和ISA SP50都是負(fù)責(zé)制定現(xiàn)場(chǎng)總線的國際標(biāo)準(zhǔn)。：（2）現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用層為用戶提供保存現(xiàn)場(chǎng)總線通信環(huán)境的手段，定義允許進(jìn)程間相互通信的協(xié)議。（3）。現(xiàn)場(chǎng)總線通信裝置由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）數(shù)據(jù)端連接設(shè)備（DCE）組成?，F(xiàn)場(chǎng)總線的物理層包含了媒體相關(guān)子層與媒體無關(guān)子層兩部分。從圖中看出DTE包含了物理層的一部分，而DCE還包含了物理層的另一部分，既媒體相關(guān)子層。物理層不包含傳輸介質(zhì)本身，但關(guān)系到不同傳輸介質(zhì)的支持。 IEC/ISA 物理層應(yīng)用模型（4）現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）?，F(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層和應(yīng)用層之間，DLL一般可分為邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質(zhì)訪問控制子層（MAC）兩部分。LLC從其上層取得數(shù)據(jù)后，構(gòu)造成幀，完成通信鏈路的建立、拆除及差錯(cuò)、流量控制等。而MAC完成網(wǎng)絡(luò)存取控制。現(xiàn)場(chǎng)總線的總線拓?fù)涫撬泄?jié)點(diǎn)共享一條傳輸線路，環(huán)形拓?fù)湟彩嵌鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)共享環(huán)路，這就存在同一時(shí)間幾個(gè)設(shè)備同時(shí)爭(zhēng)用傳輸線路的問題。為了避免發(fā)生通信的碰撞的沖突，DLL采用了介質(zhì)存取控制方式來管理通信，這是MAC子層的功能。現(xiàn)場(chǎng)總線中采用的介質(zhì)存取控制方式主要有CSMA/CD方式和令牌方式兩類。第5章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)及調(diào)試 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的人機(jī)聯(lián)系與操作 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，運(yùn)行人員可通過屏幕了解各種運(yùn)行情況，并進(jìn)行必要的控制操作，人機(jī)聯(lián)系的主要內(nèi)容包括如下：（1） 顯示畫面與數(shù)據(jù)。（2）人工控制操作。（3）輸入數(shù)據(jù)。（4）診斷與維護(hù)。當(dāng)有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)的后臺(tái)機(jī)上進(jìn)行，運(yùn)行人員利用CRT屏幕和鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行操作；當(dāng)無人值班時(shí)，在監(jiān)控中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行。 與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相應(yīng)，人機(jī)界面也分為兩個(gè)部分：一部分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控或保護(hù)裝置屏的人機(jī)界面；另一部分為后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面。 測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面 鍵盤用于傳遞用戶命令至測(cè)控和保護(hù)裝置的任務(wù)。按人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)其不同的相應(yīng)過程可將鍵盤分為數(shù)字輸入、移動(dòng)選擇、確認(rèn)、取消、命令鍵等五類。 液晶屏幕在測(cè)控和保護(hù)裝置人機(jī)交互系統(tǒng)中擔(dān)任著傳遞測(cè)控和保護(hù)裝置信息至用戶的任務(wù)。液晶屏幕信息的顯示采用了分層菜單結(jié)構(gòu)，菜單結(jié)構(gòu)建立在“頁面”的基礎(chǔ)上，液晶上顯示的平面由靜態(tài)文本和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩部分組成。靜態(tài)文本包括說明性的文字及提示信息等，由漢字和字符組成，在人機(jī)交互軟件中用字符串來表示；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指事實(shí)刷新的數(shù)值或可由用戶修改的信息，在人機(jī)交互軟件中用數(shù)值變量來表示。 測(cè)控和保護(hù)裝置的人機(jī)界面包括LED指示燈、LCD指示屏、鍵盤和打印機(jī)。①人機(jī)界面及其操作 鍵盤與液晶屏相配合可進(jìn)行選擇命令菜單和修改保護(hù)定值等操作。微機(jī)保護(hù)的鍵盤多數(shù)已被簡化為79個(gè)鍵：+、→、←、↑、↓、RST(復(fù)位)、SET（確認(rèn)）、Q（取消）。②保護(hù)菜單的使用利用菜單可以查詢保護(hù)定值、開關(guān)量的動(dòng)作情況、各CPU的交流采樣值、相角、相序、時(shí)鐘、CRC循環(huán)冗余碼自檢。修改定值時(shí)，首先使人機(jī)接口插件進(jìn)入修改狀態(tài)，即將允許修改開關(guān)打在修改位置，并進(jìn)入調(diào)試階段，再將各保護(hù)CPU插件的運(yùn)行/調(diào)試小開關(guān)打到調(diào)試位，然后在菜單中選擇要修改的CPU進(jìn)入子菜單，顯示保護(hù)CPU的整定值。定值的拷貝，在多定值區(qū)修改時(shí)，先從原始定值區(qū)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，再將定值小撥輪撥到所需定值區(qū)，并進(jìn)行定值修改、固化。這樣，要修改的全部內(nèi)容只需進(jìn)行某些內(nèi)容的修改即可，可節(jié)省修改定值的時(shí)間。 后臺(tái)機(jī)的人機(jī)界面監(jiān)控后臺(tái)機(jī)是運(yùn)行及其他相關(guān)部門人員對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、操作的主要工具。而其人機(jī)對(duì)話界面則是運(yùn)行人員和監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的最基本的和最重要的手段。①主界面和分界面的布局問題 根據(jù)各監(jiān)控界面的功能不同，可采用分層布局將主接線圖、各電壓等級(jí)線路圖、光字牌圖、監(jiān)控系統(tǒng)工況、變電站日常報(bào)表、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)檢索等做成按鈕并列布置在主界面上，各按鈕對(duì)應(yīng)相應(yīng)主界面。②光字牌布局及設(shè)計(jì)問題 在光字牌布局上，可以按不同電壓等級(jí)、公共部分進(jìn)行分類。在光字牌內(nèi)容上，對(duì)于二次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)保護(hù)工作狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、保護(hù)電源狀態(tài)等的光字牌；一次設(shè)備應(yīng)該有反應(yīng)設(shè)備工作狀態(tài)的光字牌。③操作界面的設(shè)計(jì)問題 界面設(shè)計(jì)操作應(yīng)注意幾點(diǎn)。操作界面中有關(guān)設(shè)備機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)清晰可靠，并顯示相關(guān)運(yùn)行編碼，大小適于操作。各操作界面應(yīng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一的線條，斷路器、隔離開關(guān)的比例應(yīng)合適。操作菜單應(yīng)可靠定位，菜單內(nèi)容應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，并且簡潔明了。操作菜單各項(xiàng)內(nèi)容排列不宜過分緊密。在