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《WorldFIP現(xiàn)場總線在智能模塊化變電所的應用.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、WorldFIP現(xiàn)場總線在智能模塊化變電所的應用摘要：本文結合智能模塊化變電所自動化系統(tǒng)通訊方案的設計，討論了WorldFIP現(xiàn)場總線的性能及其在變電所自動化系統(tǒng)中的應用。關鍵詞：WorldFIP現(xiàn)場總線1引言 微機化分散式變電所自動化系統(tǒng)所具有的自動化程度高、組態(tài)靈活、運行可靠、占地少、投資省、設計維護簡單等諸多優(yōu)點已成為業(yè)內的共識。在變電所自動化技術的發(fā)展中，除了單片機技術的發(fā)展，保護技術的成熟等因素外，現(xiàn)場總線技術的興起和普及起到了極為重要的作用。可以說以現(xiàn)場總線為基礎的全數(shù)字測量控制系統(tǒng)是21世紀自動化控制系
2、統(tǒng)的主流，其中當然也包括電力系統(tǒng)的變電所自動化系統(tǒng)。正是由于傳輸高效、通訊可靠、接口靈活的現(xiàn)場總線對傳統(tǒng)串行通訊方式(如RS232/RS485)的改進，為信息繁雜、組態(tài)靈活、運行高速的分散式變電所自動化系統(tǒng)提供了通訊上的保證。同時，選擇不同的通訊方式、選擇不同的現(xiàn)場總線也相應決定了整個變電所自動化系統(tǒng)的不同特點。2通訊方式比較 目前，現(xiàn)場總線種類繁多，國際上各大集團出于對現(xiàn)有市場利益的追逐，統(tǒng)一的現(xiàn)場總線國際標準遲遲不能出臺。2000年IEC1158國際標準中將FF的H1，F(xiàn)RHSE、Profibus,Interbu
3、s,P-net,Wordfip,ControlNet,Smift-Net等8種總線均列入國際標準，形成多種總線共同競爭的局面?！ 鴥炔煌淖詣踊瘡S家出于不同的設計側重點，總線的選用也不一致，雖然這些總線均以國際標準化組織(ISO)的開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)的模型為考慮基礎，支持多種通信介質，但由于總線類型、具體協(xié)議各不相同，總線的選擇也無統(tǒng)一標準?！ ⊥ㄟ^對目前國內使用較多的通訊方式的比較，參見表1，并針對智能模塊化變電所自動化系統(tǒng)的實際通訊需要，筆者認為WorldFIP現(xiàn)場總線是一種較為理想的現(xiàn)場總線。3WorldF
4、IP現(xiàn)場總線的應用 WorldFIP現(xiàn)場總線組織于1987年成立，其前期產品是法國的FIP(FactoryInstrumentationProtocol)，后采納現(xiàn)場總線國際標準IECT158-2成為WorldFIP。1994年，WorldFIP的北美部分與ISP合并成立FF(FieldBusFoundation)，歐洲部分WorldFIP仍保持獨立，但可與FF通訊連接。目前WorldFIP組織有包括一些世界著名大公司在內的100多個成員，如阿爾斯通、施耐德、霍尼韋爾等。1999年6月，中國WorldFIP技術推廣中
5、心在北京成立，因此WorldFIP在我國應有較好的應用前景?！ orldFIP選擇OSI中的應用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，具有高速性、實時性、同步性、可靠性、安全性等特點，能較好的滿足智能模塊之間的通訊要求。5表1常見通訊方式的比較特性以太網(wǎng)CANWorldFIP485數(shù)據(jù)編碼曼徹斯特不歸零曼徹斯特不歸零通信方式全雙式/半雙工半雙工半雙工半雙工拓撲關系網(wǎng)絡形總線形總線形總線形傳輸介質同軸電纜/光纖/網(wǎng)纜雙絞線同軸電纜、光纖屏蔽雙絞線光纖雙絞線光纖介質訪問CSMA/CDCSMA/CD令牌主從檢錯碼CRCCRC5CRC無體
6、系結構OSI全部7層OSI1,2層OSI1，2，7層-容量11064×432或16容錯錯誤檢測故障點切錯多級冗余 WorldFIP的傳輸速率可達到31.25kbit/s、1Mbit/s、2.5Mbit/s，通訊介質為工業(yè)級屏蔽雙絞線，利用光纖通訊速率可達到5Mbit。每個網(wǎng)段可包含64個節(jié)點末端距離可達1km，通過中繼器，可連接多至4個網(wǎng)段。這樣的物理層設計完全可以滿足變電所自動化系統(tǒng)內智能模塊間通訊的要求?！ orldFIP的鏈路層與Ethernet網(wǎng)類似，使用曼徹斯特碼傳輸。但WorldFIP在介質訪問控制方式
7、上沒有使用Ethernet網(wǎng)及CAN網(wǎng)等通訊方式所采用的CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)技術，而是采用令牌訪問方式。WorldFIP網(wǎng)絡由仲裁器和若干用戶站組成。以WorldFIP特有的"信息生產者"/"信息使用?quot;模式為核心實現(xiàn)通訊調度和數(shù)據(jù)交換，這種方式較好地滿足了智能模塊化設計的通訊要求。 智能模塊化變電所自動化系統(tǒng)中的"模塊"是指一組具備一定基本功能(如交流量測量、開關量測量、開關控制等)、具有統(tǒng)一通訊接口的智能模塊，它是"組裝"上一級功能單元或子系統(tǒng)的"基石"，因此它們之間的通訊可按其功
8、能、時效分為幾類標準通訊方式。有些信息要求周期性同步掃描，以供各模塊實時，可靠的共享；有些信息屬突發(fā)事件但要求及時上送。WorldFIP總線較好地滿足這樣的要求?！ orldFIP在網(wǎng)段內為每個模塊設定一個IP，并在適當?shù)臅r間內指定某個模塊成為"信息生產者"，此時其它的模塊都可以成為一個"信息消費者"。通過總線仲裁器按一定時序為
