現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號(hào)及普通開(kāi)關(guān)量信號(hào)的傳輸，是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。
系統(tǒng)構(gòu)成
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由廠站端系統(tǒng)、調(diào)度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構(gòu)成。
(1)廠站端系統(tǒng)
廠站端(發(fā)電廠、變電站端)的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡、專用調(diào)制解調(diào)器Modem和相應(yīng)軟件組成。
1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對(duì)各線路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓；AB相間電壓；BC相間電壓；CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無(wú)功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負(fù)有功電能、三相/單相正無(wú)功電能、三相/單相負(fù)無(wú)功電能、三相/單相功率因數(shù)以及周波等電參量的測(cè)量；另一方面還要完成對(duì)各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)和控制。前端智能單元一般采用16位微處理機(jī)系統(tǒng)，主要包括采集控制邏輯、模擬信號(hào)處理、開(kāi)關(guān)量輸入輸出處理、通信處理、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及電源部分。前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，并可安裝在戶外的端子箱內(nèi)。
2)工控機(jī)。工控機(jī)用于顯示廠站電氣主接線及其運(yùn)行狀況、記錄各種數(shù)據(jù)、顯示各種曲線和圖表、異常或事故報(bào)警及打印、信息轉(zhuǎn)發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺(tái)工控機(jī)即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠，根據(jù)監(jiān)視點(diǎn)的需要可增加工控機(jī)的臺(tái)數(shù)。
3)網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡。網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡插在工控機(jī)的擴(kuò)展槽上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)前端智能單元和工控機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換，并實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理。
4)Modem。Modem(調(diào)制解調(diào)器)是電力系統(tǒng)的專用Modem，它完成發(fā)電廠、變電站與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)通信。
(2)調(diào)度端系統(tǒng)
調(diào)度端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。調(diào)度端系統(tǒng)由工控機(jī)、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、多路通信接口設(shè)備、大屏幕顯示器構(gòu)成。調(diào)制解調(diào)器Modem接收來(lái)自載波機(jī)的調(diào)制信號(hào)，同時(shí)調(diào)度端發(fā)出的命令又可通過(guò)Modem調(diào)制后送到載波通道，然后送到廠站端。多路通信接口完成多路數(shù)字信號(hào)與廠站端工控機(jī)的數(shù)據(jù)通信。大屏幕顯示器用來(lái)顯示電力網(wǎng)絡(luò)圖、電網(wǎng)參數(shù)和負(fù)荷曲線等。
(3)數(shù)字通信
廠站端與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)數(shù)據(jù)通道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波通道、微波通道和光纖通道等。對(duì)于載波通道和微波通道，需要在通道兩端使用電力系統(tǒng)的專用調(diào)制解調(diào)器Modem，同一通道兩端的Modem最好采用同一廠家同一型號(hào)的Modem。
系統(tǒng)特點(diǎn)
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)電廠、變電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)以及由此構(gòu)成的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，既可避免使用大量電纜將PT(Potential Transformer，電壓互感器)、CT(Current Transformer，電流互感器)二次側(cè)電參數(shù)傳送至中控室，又可減少線損造成的誤差，提高了測(cè)量精度。此外還可取消中控室，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，不但節(jié)約占地面積與基建投資，而且還可把運(yùn)行人員從日夜值班的勞累中解放出來(lái)。基于現(xiàn)場(chǎng)總線的廠站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的廠站監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：
1)前端智能單元(或稱現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備)可安裝于CT或PT端子箱內(nèi)，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)就地處理，然后進(jìn)行數(shù)字化(通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線)傳送。
2)網(wǎng)絡(luò)由兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
3)解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中CT和PT到中控室間的壓降問(wèn)題，測(cè)量精度高。
4)抗干擾能力強(qiáng)，能在戶外惡劣條件下運(yùn)行。
5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝、維修方便。
由系統(tǒng)的上述特點(diǎn)，可以預(yù)言，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站中，而且它與數(shù)據(jù)通道、調(diào)度端監(jiān)控系統(tǒng)一起將構(gòu)成新一代的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。
現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號(hào)及普通開(kāi)關(guān)量信號(hào)的傳輸，是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。
系統(tǒng)構(gòu)成
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由廠站端系統(tǒng)、調(diào)度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構(gòu)成。
(1)廠站端系統(tǒng)
廠站端(發(fā)電廠、變電站端)的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡、專用調(diào)制解調(diào)器Modem和相應(yīng)軟件組成。
1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對(duì)各線路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓；AB相間電壓；BC相間電壓；CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無(wú)功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負(fù)有功電能、三相/單相正無(wú)功電能、三相/單相負(fù)無(wú)功電能、三相/單相功率因數(shù)以及周波等電參量的測(cè)量；另一方面還要完成對(duì)各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)和控制。前端智能單元一般采用16位微處理機(jī)系統(tǒng)，主要包括采集控制邏輯、模擬信號(hào)處理、開(kāi)關(guān)量輸入輸出處理、通信處理、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及電源部分。前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，并可安裝在戶外的端子箱內(nèi)。
2)工控機(jī)。工控機(jī)用于顯示廠站電氣主接線及其運(yùn)行狀況、記錄各種數(shù)據(jù)、顯示各種曲線和圖表、異常或事故報(bào)警及打印、信息轉(zhuǎn)發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺(tái)工控機(jī)即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠，根據(jù)監(jiān)視點(diǎn)的需要可增加工控機(jī)的臺(tái)數(shù)。
3)網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡。網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡插在工控機(jī)的擴(kuò)展槽上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)前端智能單元和工控機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換，并實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理。
4)Modem。Modem(調(diào)制解調(diào)器)是電力系統(tǒng)的專用Modem，它完成發(fā)電廠、變電站與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)通信。
(2)調(diào)度端系統(tǒng)
調(diào)度端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。調(diào)度端系統(tǒng)由工控機(jī)、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、多路通信接口設(shè)備、大屏幕顯示器構(gòu)成。調(diào)制解調(diào)器Modem接收來(lái)自載波機(jī)的調(diào)制信號(hào)，同時(shí)調(diào)度端發(fā)出的命令又可通過(guò)Modem調(diào)制后送到載波通道，然后送到廠站端。多路通信接口完成多路數(shù)字信號(hào)與廠站端工控機(jī)的數(shù)據(jù)通信。大屏幕顯示器用來(lái)顯示電力網(wǎng)絡(luò)圖、電網(wǎng)參數(shù)和負(fù)荷曲線等。
(3)數(shù)字通信
廠站端與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)數(shù)據(jù)通道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波通道、微波通道和光纖通道等。對(duì)于載波通道和微波通道，需要在通道兩端使用電力系統(tǒng)的專用調(diào)制解調(diào)器Modem，同一通道兩端的Modem最好采用同一廠家同一型號(hào)的Modem。
系統(tǒng)特點(diǎn)
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)電廠、變電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)以及由此構(gòu)成的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，既可避免使用大量電纜將PT(Potential Transformer，電壓互感器)、CT(Current Transformer，電流互感器)二次側(cè)電參數(shù)傳送至中控室，又可減少線損造成的誤差，提高了測(cè)量精度。此外還可取消中控室，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，不但節(jié)約占地面積與基建投資，而且還可把運(yùn)行人員從日夜值班的勞累中解放出來(lái)。基于現(xiàn)場(chǎng)總線的廠站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的廠站監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：
1)前端智能單元(或稱現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備)可安裝于CT或PT端子箱內(nèi)，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)就地處理，然后進(jìn)行數(shù)字化(通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線)傳送。
2)網(wǎng)絡(luò)由兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
3)解決了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中CT和PT到中控室間的壓降問(wèn)題，測(cè)量精度高。
4)抗干擾能力強(qiáng)，能在戶外惡劣條件下運(yùn)行。
5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝、維修方便。
由系統(tǒng)的上述特點(diǎn)，可以預(yù)言，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站中，而且它與數(shù)據(jù)通道、調(diào)度端監(jiān)控系統(tǒng)一起將構(gòu)成新一代的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。
