摘要:現(xiàn)場總線是近幾年迅速發(fā)展并廣泛運用于自動化變電站之中的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場總線的主要功能是解決工業(yè)現(xiàn)場的各種智能化儀器，同時在各個高級控制系統(tǒng)之中傳遞信息。現(xiàn)場總線的優(yōu)點有許多，最為突出的優(yōu)勢為簡單可靠、成本低等。正因為這些明顯的優(yōu)勢，如今引起了眾多標準團體的重視。本文就從介紹Lonworks總線、WorldFip總線以及以太總線出發(fā)，旨在探討綜合自動化變電站現(xiàn)場總線技術(shù)分析，以供同行們參考借鑒。
　　關(guān)鍵詞:現(xiàn)場總線；綜合自動化；變電站
　　現(xiàn)場總線于20世紀末發(fā)展起來的，廣泛運用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等智能設(shè)備之中。如今，現(xiàn)場總線能夠有效的溝通聯(lián)系各個高級控制層，因此，現(xiàn)場總線不僅僅是一個基層的網(wǎng)絡(luò)，而是更高一層的網(wǎng)絡(luò)。它是一種開放式的并且是新型全分布的控制系統(tǒng)。由于其技術(shù)方面突出的優(yōu)勢，已經(jīng)被人們所熟知并引起了高度重視。如今國際上有許多知名的公司開始著重開展這門高新技術(shù)，因為現(xiàn)場總線的優(yōu)勢是顯而易見的。首先現(xiàn)場總線設(shè)備的性質(zhì)是處在過程設(shè)備底層，而現(xiàn)場總線因此造價低、實用性高、操作簡單、安全性能高等優(yōu)點而成為了不二選擇。除此之外，現(xiàn)場總線的時效性高，網(wǎng)絡(luò)負載穩(wěn)定。綜上種種的特點，現(xiàn)場總線系統(tǒng)的地位越來越重要。
　　在自動化變電站中，通常使用到的現(xiàn)場總線有三種：Lonworks總線、WorldFip總線以及以太網(wǎng)。在建設(shè)變電站時，對選擇現(xiàn)場總線類型要根據(jù)其實際需求來定，具體問題具體分析，因地制宜。
　　1總線類型比較
　　如今，我國廣泛運用到的現(xiàn)場總線為三種，Lonworks總線、World-Fip總線以及以太網(wǎng)。而生產(chǎn)總線由于不同的自動化廠家，而體現(xiàn)出不同的側(cè)重點。因此在選擇現(xiàn)場總線的時候，一定要具體問題具體分析，根據(jù)自動化廠家的實際情況而定。由于現(xiàn)場總線支持的類型、具體協(xié)議并沒得到統(tǒng)一，因此在總線的選擇上也沒有完全的統(tǒng)一標準.
　　1.1LonWorks現(xiàn)場總線
　?。?）LongWorks技術(shù)特點
　　LonWorks是一種實力雄厚的現(xiàn)場總線技術(shù)。它采用的是ISOOSI模型的全部通訊協(xié)議。其設(shè)計方法為面向?qū)ο蟆Ｃ嫦驅(qū)ο笾傅氖抢镁W(wǎng)絡(luò)的變量特點把網(wǎng)絡(luò)的通信簡化為參數(shù)設(shè)置，這樣的話能夠?qū)⒔橘|(zhì)的訪問延遲和沖突降到最低，這樣就能大大增加通信的距離。同時Lon-Works總線還能夠支持多種介質(zhì)，比如光纖等，并能夠延伸出與之相對應(yīng)的防爆產(chǎn)品。LonWorks因其這些優(yōu)勢特點，而被業(yè)界稱為通用控制網(wǎng)絡(luò)。LonWorks總線的基本部件就是Neuron芯片。這種芯片最大的特點就是能夠同時具有通訊和控制的功能。Neuron芯片內(nèi)部的組成部分為三個中央處理器、RAM、ROM、EEPROM、計數(shù)器以及操作系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的共同工作下，一個Neuron芯片就能夠完成網(wǎng)絡(luò)中的控制功能。如今LonWorks因其種種優(yōu)勢特點而吸引了數(shù)萬家企業(yè)參與到這項工作中來，這對于一種技術(shù)的推廣、應(yīng)用有很大的促進作用。
　?。?）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
　　LonWorks能夠兼容許多的通訊設(shè)置，可以說LonWorks是不會受到通訊介質(zhì)的限制。同時LonWorks的另一大優(yōu)勢就是，LonWorks兼容的這些介質(zhì)，能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中交叉使用，而不會收到影響。這就大大增加了現(xiàn)場總線的功能性。當(dāng)然，在大部分的LonWorks綜合自動化變電站中，被經(jīng)常使用的介質(zhì)還是雙絞線。在選擇現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的拓撲形式時，可以根據(jù)不同的拓撲形式，來決定網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，這在建立、選擇上非常的靈活。
　?。?）LongWorks現(xiàn)場總線特點
　　LonWorks現(xiàn)場總線在保證可靠、安全通信的基礎(chǔ)上還具有報文短小(必須)、高度分散化、體積小、成本低的特點。此外．LonWorks還具有以下特點：Lon主要用于沒備問相互通訊，而不是用于計算機之間通G',Lon元需中央處理器、服務(wù)器，即可實現(xiàn)個個節(jié)點間的相互通訊dor，傳輸速率較低，適宜于數(shù)據(jù)較小的檢測信息、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸-構(gòu)成簡單，利用廉價電纜(雙絞線)傳輸信息，故成本低。
　　1.2WorldFip現(xiàn)場總線
　?。?）WorldFip現(xiàn)場總線技術(shù)特點
　　WorldFip使用曼徹斯特碼傳輸，是一種令牌網(wǎng)。WorldFip使用信息生產(chǎn)者和消費者的概念，和通常意義上的輸出量、輸入量略有區(qū)別。每個生產(chǎn)者或消費者變量有一個JP地址。N-+,Ny，站可以有例如16個生產(chǎn)者艄費者變量。任何時候，生產(chǎn)者只能有-個，而消費者可以是1個或多個。
　?。?）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
　　典型的傳輸介質(zhì)是]二業(yè)級屏蔽雙絞線。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為總線型，但又不同于一般的總線結(jié)構(gòu)，以220kV高村變電站為例，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).
　?。?）WorldFip總線特點
　　WorldFip將變電站的設(shè)備定義為“模塊”“：模塊”是指一組具備一定基本功能限口交流量測量、開關(guān)量測量、開關(guān)控制等)、具有統(tǒng)一通訊接口的智能模塊。凼此它們之間的通訊可按其功能、時效分為幾類標準通訊方式：周期性同步數(shù)據(jù)(如遙測)；周冊勝異步數(shù)據(jù)(如開入量)；非周期性信息報(如開出量J。網(wǎng)絡(luò)仲裁器是整個網(wǎng)絡(luò)通信的主宰者。網(wǎng)絡(luò)仲裁器輪番呼叫每一個牛產(chǎn)者變量整個網(wǎng)線上總是有信號的。如果若干時間間隔內(nèi)例如幾十毫秒)沒有監(jiān)聽到網(wǎng)上的信號、則可以診斷為網(wǎng)絡(luò)故障。
　　1.3以太網(wǎng)(Ethernet)
　?。?）Ethernct網(wǎng)技術(shù)特點
　　以太網(wǎng)在Ethemet網(wǎng)絡(luò)中重要的通訊設(shè)備就是“網(wǎng)卡”，網(wǎng)卡上面裝有處理器和存儲器(包括RAM和ROM)。網(wǎng)}和局域網(wǎng)之間的通信通過雙絞線以串行傳輸方式進行的，而網(wǎng)卡和計算機之問的通信則是通出蝴L主板的I／0總線以并行方式進行傳輸。網(wǎng)絡(luò)通訊采用TCP／IP協(xié)議，每-個通訊睢元均要有唯一的IP地址。
　?。?）通訊介質(zhì)及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
　　Ethernet網(wǎng)可使用通訊介質(zhì)有：雙絞線、光纖、同軸電纜、無線、紅外等。在我局高村變、虢都變均采用5類雙絞線(網(wǎng)線)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為以HUB為通訊防心的星形網(wǎng)絡(luò)。
　?。?）Ethernet網(wǎng)絡(luò)特點
　　傳輸速度陜，可擴展性好。以太網(wǎng)的傳輸速度有10Mbp系統(tǒng)、100Mbps系統(tǒng)和1000Mbps系統(tǒng)。我局綜合自動化變電站以太網(wǎng)為100Mbps系統(tǒng)；而且HUB接口是可以通用的，使得系統(tǒng)連接非常方便，具有良好的靈活性和擴展能力；可靠性高，一個節(jié)點的故障不會影響其他節(jié)J點的通訊；成本低；網(wǎng)絡(luò)管理方便。由于以太網(wǎng)具有以上優(yōu)點．應(yīng)用于變電站自動化系統(tǒng)已成為發(fā)展的必然趨勢。
　　2串行通訊
　　串行通訊技術(shù)特點：
　　在很多綜合自動化變電站中，還大量采用了串行通信方式。特別是在不同廠家設(shè)備之問的規(guī)約轉(zhuǎn)換通訊中，采用的通訊方式均為串行通訊方式。串行通信接口方式有：EIA-RS-232C和EIA-RSM22／485。EIA-RS-232接口標準是早期串行通信接口標準。是美國電子工業(yè)I辦會(EIA)于1973年制定的數(shù)據(jù)傳輸標準接口。
　　結(jié)束語
　　不管是何種總線，它們都有著共同的優(yōu)勢特點，那就是節(jié)省硬件數(shù)量與投資、節(jié)省安裝費用、節(jié)省維護開銷、系統(tǒng)集成主動權(quán)、準確可靠等。因此任何一種總線，都會有各自發(fā)展的領(lǐng)域?，F(xiàn)場總線技術(shù)的興起，為工廠地城網(wǎng)絡(luò)開辟了一條全新的道路。深入運用現(xiàn)場總線，能夠促進企業(yè)快速的發(fā)展，大大節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)、運行成本，為企業(yè)帶來更高的利益。因而現(xiàn)場總線一定會得到廣泛的應(yīng)用，并推動自動化相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。