6變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信(編輯修改稿)
2025-03-27 12:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Net（控制器局域網(wǎng)） 一種支持分布式控制、實(shí)時(shí)控制的串行通信局域網(wǎng)絡(luò) ② CAN總線的通信協(xié)議 分為物理層 、 傳送層和目標(biāo)層 ? 物理層 傳輸介質(zhì)可用差分驅(qū)動(dòng)平衡雙絞線 、 光纖 ? 通信協(xié)議層 支持 4種報(bào)文幀： –數(shù)據(jù)幀 攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器； –遠(yuǎn)程幀 通過(guò)總線單元發(fā)送，以請(qǐng)求發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀； –出錯(cuò)幀 由檢測(cè)出總線錯(cuò)誤的任何單元發(fā)送； –超載幀 用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲 。 ? 目標(biāo)層 包括確認(rèn)哪個(gè)信息是要發(fā)送的；確認(rèn)傳送層接收到的信息；為應(yīng)用提供接口。 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)選定的通信網(wǎng)絡(luò) 隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法，即 CSMA/CD 采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳輸媒介為同軸電纜或光線 采用 IEEE8023標(biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)（ Ether）局域網(wǎng)絡(luò) IEEE802各標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系 —— CSMA/CD訪問(wèn)控制法 CSMA/CD數(shù)據(jù)發(fā)送原理 載波監(jiān)聽(tīng)總線 即先聽(tīng)后發(fā) （ Listen Before Talk） 總線沖突檢測(cè) 即邊聽(tīng)邊發(fā) （ Listen while Talk） 采用 CSMA/CD方法的流程圖 CSMA/CD— Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) /沖突檢測(cè) 一種隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)控制方法 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（ 10 Mbit/s） 早期的 10Mbit/s以太網(wǎng) 傳輸媒介：雙絞線或光纖 （ 2）快速以太網(wǎng)（ 100 Mbit/s） 保留了 10Mbit/s以太網(wǎng)的所有特征 只將每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間有 100ns降低到 10ns 物理層 100BaseT標(biāo)準(zhǔn) 100BaseTX：全雙工， 5類(lèi)數(shù)據(jù)級(jí)雙絞線 100BaseFX：全雙工，光纖 100BaseT4：半雙工， 4對(duì)雙絞線 （ 3）千兆以太網(wǎng)（ 1000 Mbit/s） 傳輸媒介：雙絞線或光纖 （ 4）萬(wàn)兆以太網(wǎng)（ 10 Gbit/s） 提供廣域網(wǎng)接口 。 全雙工 采用 64/66B的線路編碼 傳輸媒介：光纖 。 傳輸距離 10~40km 嵌入式以太網(wǎng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （ RTOSReal Time Operating System）是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應(yīng)，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。 提供及時(shí)響應(yīng)和高可靠性是其主要特點(diǎn) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)之分，硬實(shí)時(shí)要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須完成操作，這是在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)保證的；軟實(shí)時(shí)則只要按照任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)一定改變之后就可以變成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng) IEEE（ 國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）定義： “用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。原文為： Devices Used to Control， Monitor or Assist the Operation of Equipment， Machinery or Plants. 國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 嵌入式以太網(wǎng) 嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)技術(shù) 即基于微處理器、微控制器的軟、硬件環(huán)境，使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議內(nèi)嵌在 RTOS之中 工業(yè)以太網(wǎng) 適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求 采用交換式集線器和全雙工通信 特點(diǎn) 應(yīng)用廣泛 : 成本低廉 : 通信速率高 軟硬件資源豐富 : 可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?: 易于與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（ Intra）和互聯(lián)網(wǎng)（ Inter）連接 :能實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的信息無(wú)縫集成。 167。 66 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù) 信息在傳輸過(guò)程中，由于噪聲或中斷等干擾，使接收端收到的信息發(fā)生差錯(cuò)造成誤碼。 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)和糾正技術(shù) 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)就是采用有效的編碼方法對(duì)要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼，并按約定的規(guī)則附上若干碼元（稱監(jiān)督碼），作為信息編碼的一部分，傳輸?shù)浇邮斩?。接收端則按約定的規(guī)則對(duì)所收到的碼進(jìn)行檢驗(yàn)，若所得出的監(jiān)督碼與發(fā)出端傳輸過(guò)來(lái)的監(jiān)督碼不匹配，則表明接收信息有誤，這就是“檢錯(cuò)”。 奇偶校驗(yàn) 在幀中每一字末端附上一個(gè)奇或偶校驗(yàn)碼元 縱向冗余校驗(yàn) 把一幀信息看成一個(gè)兩維空間排列的字符塊 橫向進(jìn)行奇偶校驗(yàn)； 縱向也進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，產(chǎn)生一個(gè)額外的字符，即縱向冗余校驗(yàn) 循環(huán)冗余校驗(yàn) CRCcyclic redundancy check CRC對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn) 累加和校驗(yàn) 167。 67 變電站與控制中心的信息傳輸規(guī)約 變電站向控制中心傳送的信息，稱為“上行信息” 控制中心向變電站發(fā)送的信息，稱為“下行信息” 統(tǒng)稱為“遠(yuǎn)傳信息” 變電站遠(yuǎn)傳的信息 遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào) 變電站信息傳輸規(guī)約 循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約 CDT（ cyclic digital transmit） 。 IEC問(wèn)答式信息傳輸規(guī)約（ Polling 規(guī)約）； IEC 608705《 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)第五部分：傳輸規(guī)約 》 系列規(guī)約 。 DNP3分布式網(wǎng)絡(luò)規(guī)約 （ distributed work protocol 3） 167。 68 電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)無(wú)縫通信傳輸協(xié)議 （ IEC 61850協(xié)議） IEC61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的主要內(nèi)容 (1) IEC 618501 基本標(biāo)準(zhǔn) 包括適用范圍和目的，定義了變電站內(nèi) IED之間的通信和相關(guān)系統(tǒng)的要求，并論述了制定一個(gè)適用標(biāo)準(zhǔn)的途徑和如何如何對(duì)待通信技術(shù)革新等問(wèn)題。 (2) IEC 618502 術(shù)語(yǔ) 給出 了 IEC61850文檔中涉及的關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特定術(shù)語(yǔ)及其定義。 (3) IEC 618503 一般要求 包括質(zhì)量要求（可靠性、可維護(hù)性、系統(tǒng)可用性、輕便性、安全性、數(shù)據(jù)完整性）環(huán)境條件（溫度、濕度、大氣壓力、機(jī)械振動(dòng)、電磁干擾等），輔助服務(wù)，并根據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)相應(yīng)的特定要求提出建議。 (4) IEC 618504 系統(tǒng)和工程管理 本部分規(guī)定了對(duì)系統(tǒng)和項(xiàng)目管理的要求，包括工程要求（參數(shù)分類(lèi)、工程工具、文件），系統(tǒng)使用周期（產(chǎn)品版本、工程交接、工程交接后的支持），質(zhì)量保證（責(zé)任、測(cè)試設(shè)備、典型測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、工廠驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收）等。 (5) IEC 618505 功能和裝置模型的通信要求 規(guī)范了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所完成功能的通信要求和設(shè)備模型，包括邏輯節(jié)點(diǎn)概念和分類(lèi)列表、邏輯節(jié)點(diǎn)應(yīng)用、功能定義和分類(lèi)、報(bào)文類(lèi)型及性能要求、時(shí)間要求、數(shù)據(jù)完整性要求等。 (6) IEC 618506 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)語(yǔ)言 對(duì) IED的配置、通信系統(tǒng)的配置、系
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