【正文】 備的投人和退出命令，修改定值命令的傳輸不是固定的，傳輸?shù)臅r(shí)間間隔比較長； ? （ 6）隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在高壓電氣設(shè)備內(nèi)裝設(shè)的智能傳感器和智能執(zhí)行器，高速地和自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層的設(shè)備交換數(shù)據(jù)，這些信息的傳輸速率取決于正常狀態(tài)時(shí)對(duì)模擬量的采樣速率，以及故障情況下快速傳輸?shù)臓顟B(tài)量。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式，它是各類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)賴以建立的基礎(chǔ)。 ? 信息源、受信者及傳輸通道是通信的三要素。 ? 所謂信息源，是指產(chǎn)生和發(fā)送信息的地方，如保護(hù)和測(cè)控單元； ? 受信者是指接收和使用信息的地方，如變電所層的監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度中心； ? 傳輸通道則是信息源和受信者交換信息的橋梁。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，信息源和受信者的角色并不是固定不變的，它們有時(shí)互換角色 ? 通信的實(shí)現(xiàn)需要信息源和受信者共同遵守某些通信規(guī)約。約定可能包括 :信息源和受信者間的傳輸是否可以同時(shí)還是必須輪流，一次發(fā)送的信息總量，信息格式，以及如果出現(xiàn)意外 (諸如出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí) )該做什么處理等。 ? 在通信過程中，所傳輸?shù)男畔⒉豢杀苊獾貢?huì)受到干擾和破壞，為了保證信息傳輸準(zhǔn)確、無誤，要求有檢錯(cuò)和抗干擾措施。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 數(shù)字通信系統(tǒng)的工作方式按照信息傳送的方向和時(shí)間，可分為單工通信、半雙工通信、全雙工通信等三種方式。 ? 單工通信是指信息只能按一個(gè)方向傳送的工作方式，如圖所示。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 半雙工通信是指信息可以雙方向傳送，但兩個(gè)方向的傳輸不能同時(shí)進(jìn)行，只能交替進(jìn)行。 發(fā)送設(shè)備 接收設(shè)備數(shù)據(jù)流通道接收設(shè)備 發(fā)送設(shè)備圖913 半雙工數(shù)字通信的傳輸方式三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 全雙工通信是指通信雙方同時(shí)進(jìn)行雙方向傳送信息的工作方式。這種工作方式速度最快，是高速數(shù)據(jù)通信首選的工作方式。 發(fā)送設(shè)備 接收設(shè)備數(shù)據(jù)流通道接收設(shè)備 發(fā)送設(shè)備數(shù)據(jù)流圖914 全雙工數(shù)字通信的傳輸方式三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? 四、數(shù)據(jù)通信的傳輸方式 ? 數(shù)據(jù)通信的傳輸方式與其工作方式是兩個(gè)不同的概念，數(shù)據(jù)通信的傳輸方式是指單個(gè)數(shù)據(jù)流通的方式，而數(shù)據(jù)通信的工作方式是指信息源和受信者之間的信息交換方式，與通道有直接的關(guān)系，當(dāng)采用雙通道時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信工作方式，從而提高通信的速度。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 ? (一 )并行數(shù)據(jù)通信 ? 并行數(shù)據(jù)通信是指單個(gè)數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。 計(jì)算機(jī)狀態(tài)控制計(jì)算機(jī)或外設(shè)D 0D n圖915 并行數(shù)據(jù) 通信示意圖三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 (一 )并行數(shù)據(jù)通信 ? 其特點(diǎn)如下： ? ，有時(shí)可高達(dá)每秒幾十、幾百兆字節(jié)，適合高速數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)。 ? ，通信規(guī)約簡(jiǎn)單。 ? ，除了需要數(shù)據(jù)線外，往往還需要一組狀態(tài)信號(hào)線和控制信號(hào)線，數(shù)據(jù)線的根數(shù)等于并行傳輸信號(hào)的位數(shù)。所以并行傳輸需要的傳輸信號(hào)線多，成本高。 ? 并行傳輸常用于傳輸距離短 (通常小于 lOm)，傳輸速度要求高的場(chǎng)合。早期的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，多為集中組屏式，由于受當(dāng)時(shí)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等具體條件的限制，變電所內(nèi)部通信大多采用并行通信。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 (二 )串行數(shù)據(jù)傳輸 ? 其特點(diǎn)如下： ? ，故串行通信最大的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約傳輸線，特別是當(dāng)位數(shù)很多和遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)更為突出，這不僅可以降低傳輸線的投資，而且簡(jiǎn)化了接線。 ? ，且通信軟件相對(duì)復(fù)雜些。因此適合于遠(yuǎn)距離的傳輸，數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)木嚯x可達(dá)數(shù)千公里。 ? 在變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，各種自動(dòng)裝置間或繼電保護(hù)裝置與監(jiān)控系統(tǒng)間，為了減少連接電纜，簡(jiǎn)化配線，降低成本，常采用串行通信。 三、數(shù)據(jù)通信的基本概念和工作方式 (二 )串行數(shù)據(jù)傳輸 ? 串行通信是指單個(gè)數(shù)據(jù)一位一位順序地傳送。 計(jì)算機(jī)狀態(tài)控制計(jì)算機(jī)或外設(shè)0100110 010011圖9 1 6 串行數(shù)據(jù)通信示意圖狀態(tài)五、通信接口 ? 為使信息可在傳輸介質(zhì)上遠(yuǎn)距離傳播和接收，信息源和傳輸介質(zhì)、受信者和傳輸介質(zhì)之間必須有轉(zhuǎn)換設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器、載波機(jī)等。與轉(zhuǎn)換設(shè)備連接部分稱之為通信接口。當(dāng)信息在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)終端之間進(jìn)行直接傳播和接收時(shí)，也需要通信接口。 五、通信接口 ? ? EIARS232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)，目前比較廣泛用于計(jì)算機(jī)與終端、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的就近連接。 RS232C接口有 22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的 25芯插座頭。大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或智能單元間只需要使用 3～ 5根信號(hào)線路即可工作，但此通信接口傳輸速率慢（ 20Kbps（ kilo bits per second)（千比特每秒 ），傳送距離短（ 15m），使用范圍受到限制。 五、通信接口 ? ? RS232C傳輸距離短，且易受干擾。為此，在 RS232C接口基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了RS422/422A接口。 RS422A標(biāo)準(zhǔn)采用平衡傳輸方式，傳輸一個(gè)信號(hào)要用兩條線。 五、通信接口 ? 由于采用平衡傳輸，抗干擾能力大大加強(qiáng)，傳輸速度和性能與 RS232C相比，提高很多。如距離可達(dá)12OOm，速率可達(dá) 1OOKbps；距離 12m時(shí)，速率可達(dá)lOMbps。 五、通信接口 五、通信接口 ? ? 由于 RS422A在全雙工通信時(shí)，需要 4根傳輸線，增加連接線，有時(shí)很不方便。為減少連接線，又為保留平衡傳輸特點(diǎn)提供可能，因此又由 RS422標(biāo)準(zhǔn)變形為RS485標(biāo)準(zhǔn)。 ? RS485的電氣特性同 RS422相似，它與 RS422不同之處在于： RS422為全雙工工作方式， RS485為半雙工工作方式。 RS485用于多站互連非常方便，可節(jié)約昂貴的信號(hào)線，同時(shí)可高速遠(yuǎn)距離傳送。因此，目前在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，各測(cè)量單元、自動(dòng)裝置和保護(hù)單元中，常配有 RS485總線接口，以便聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。 五、通信接口 六、網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì) ? 比較常用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纖以及無線傳輸?shù)取Ｗ冸娝C合自動(dòng)化系統(tǒng)中，較為常用的傳輸介質(zhì)是雙絞線和光纖。 ? ? 是由兩條互相絕緣的銅線像螺紋一樣擰在一起，這樣可以減少鄰近線對(duì)電氣的干擾。雙絞線既能用于傳輸模擬信號(hào)，也能用于傳輸數(shù)字信號(hào)。 ? ? 光纖利用光的折射原理，通過光電轉(zhuǎn)換裝置，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)在光纖中傳播，再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行接收實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。由于光信號(hào)受外界的影響小，因此衰減較小，無需中繼器就可以實(shí)現(xiàn)較長線路的信號(hào)傳輸。光纖技術(shù)由于具有強(qiáng)大的市場(chǎng)生命力，發(fā)展很迅速，每芯光纖的通話路數(shù)可達(dá)百萬路，中繼距離將達(dá)到100km，另外光纖也不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、電磁干擾或電源故障的影響，而且不受空氣中腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而能夠適用于惡劣的工作環(huán)境。容量大、成本低、不怕電磁干擾是光纖的主要優(yōu)點(diǎn)。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 ? （一）局域網(wǎng)絡(luò)通信 ? 局部網(wǎng)絡(luò)（ Local Network），簡(jiǎn)稱局域網(wǎng) (LAN)，是一種在小區(qū)域內(nèi)使各種數(shù)據(jù)通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。 ? 局域網(wǎng)絡(luò)為分散式的系統(tǒng)提供通信介質(zhì)、傳輸控制和通信功能的手段。其核心是互連和通信，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸控制和通信方式是局城網(wǎng)的四大要素。 （一）局域網(wǎng)絡(luò)通信 ? 。 ? 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是英文 “ Topology”的音譯，是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的相互位置以及它們互連的幾何布局。簡(jiǎn)單地說，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指節(jié)點(diǎn)的幾何結(jié)構(gòu)。 ? 目前局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為四種 :點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形、星形、總線形、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。下面，對(duì)其中使用最多的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作介紹。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 1）總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單根傳輸線作為傳輸介質(zhì)，所有的站都通過相應(yīng)的通信接口直接連接到傳輸介質(zhì) (或稱總線 )上，任何一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)都可以沿著介質(zhì)傳播。而且能被其他所有站點(diǎn)接收。傳輸介質(zhì)使用雙絞線和同軸電纜為主 。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 1）總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 總線形拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、布線容易、易于擴(kuò)展。 ? 總線形拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是：故障診斷必須在網(wǎng)上各站點(diǎn)進(jìn)行 ，如果在總線上發(fā)生故障，則故障段總線及其站點(diǎn)全部被切除。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 1）總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 以太網(wǎng)（ EHTERNET）是局域網(wǎng)中采用總線結(jié)構(gòu)、以同軸電纜為傳輸介質(zhì)的典型網(wǎng)絡(luò)，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，也可以以光纖為傳輸介質(zhì)組建以太網(wǎng)，具有可靠性高、靈活、高速、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，在變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的變電所層得到廣泛使用。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 2）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指在網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都連接在一個(gè)中央集線設(shè)備上，網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)信息的交換和管理都是通過該中央集線設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，星形結(jié)構(gòu)是設(shè)備間相互連接的較常見的一種方法，其組成的關(guān)鍵是集線設(shè)備，如集線器（ HUB）和交換機(jī)（ CBX）。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 2）星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是 :網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)機(jī)器間的連接由于都是通過集線器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，所以即便某臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)問題不能在網(wǎng)絡(luò)上工作，也不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)上的其他機(jī)器。 ? 星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是 :由于采用中央節(jié)點(diǎn)集中控制，一旦中央節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 3）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由連接成封閉回路的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的，每一節(jié)點(diǎn)與它左右相鄰的節(jié)點(diǎn)連接，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中信息流只能是單方向的，每個(gè)收到信息包的站點(diǎn)都向它的下游站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該信息包。 七、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 （ 3）環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ? 主要優(yōu)點(diǎn)有：傳輸速度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ? 主要缺點(diǎn)是可靠性差，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的任一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障斷開時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 （二）現(xiàn)場(chǎng)總線 ? 現(xiàn)場(chǎng)總線是現(xiàn)場(chǎng)智能儀表與控制系統(tǒng)之間的一種全分散、全數(shù)字化的、智能、雙向、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。它具有可靠高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率高、造價(jià)低和維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。 ? 現(xiàn)場(chǎng)總線與一般的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)有相似之處，但也有差別。局域網(wǎng)適于一般作數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而現(xiàn)場(chǎng)總線是作為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)， 要求方便地適應(yīng)多輸入、多輸出及各種類型的數(shù)據(jù)傳輸，要求滿足通信的周期性、實(shí)時(shí)性和可確定性 ， 并適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。 （二）現(xiàn)場(chǎng)總線 ? 現(xiàn)場(chǎng)總線除了具有 LAN的一些優(yōu)點(diǎn)外，最主要的是滿足了工業(yè)過程控制所要求的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信的要求，且提供互換操作，使不同廠家的設(shè)備可互連也可互換，并可通過組態(tài)軟件統(tǒng)一組態(tài)，使所組成的系統(tǒng)適應(yīng)性更為廣泛?，F(xiàn)場(chǎng)總線的開放性，使用戶可方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 （二）現(xiàn)場(chǎng)總線 ? 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從體系結(jié)構(gòu)： ? 面向功能 面向?qū)ο? 。 ? 以往的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是按保護(hù)、監(jiān)控、故障記錄和其他的自動(dòng)控制等功能分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)有自己的輸人和輸出設(shè)備，造成設(shè)施重復(fù)，聯(lián)系復(fù)雜，這一方面是由于以前技術(shù)條件所限，另一方面也與各種功能發(fā)展過程中形成的管理體制和習(xí)慣有關(guān)。 （二）現(xiàn)場(chǎng)總線 ? 現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)，使變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按其服務(wù)對(duì)象 (一次設(shè)備 )將保護(hù)、測(cè)量集成在一起，然后通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，可以使體積大大縮小，有很多優(yōu)越性。 ? 變電所的自動(dòng)化設(shè)備采用面向?qū)ο蟮奈C(jī)化產(chǎn)品后，變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備層應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線是必然的趨勢(shì)。 （三）典型網(wǎng)絡(luò)舉例 （三）典型網(wǎng)絡(luò)舉例 （四）遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 ? 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信主要用于調(diào)度中心和變電所之間數(shù)據(jù)通信，如果分布式的設(shè)備離變電所或調(diào)度中心較遠(yuǎn)（如電力線路上的電動(dòng)隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)），也需采用遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。 （四）遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 （四）遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 ? 通信的基本任務(wù)是將信息源進(jìn)行信源編碼后，傳給發(fā)送設(shè)備，再由發(fā)送設(shè)備將待發(fā)送信息進(jìn)行信道編碼，轉(zhuǎn)換成適合在通道中傳送的信號(hào)，送人通道。 ? 通道是信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，它可以是有線形式，如 :載波通道、光纖通道或電話線等，其傳輸介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖；也可以是無線通道，如，微波通道等，其傳輸介質(zhì)有地面微波、衛(wèi)星微波等。通道傳輸過程中，受到的干擾可用等效噪聲源來表示。 ? 信號(hào)在通道傳輸過程中，由于干擾，接收端收到的信號(hào)可能與發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)不同，因此需要進(jìn)行差錯(cuò)檢查。 ? 接收設(shè)備把接收到的信號(hào)進(jìn)行信道譯碼轉(zhuǎn)換，并傳給受信