時的。
b.間隔層主要由2大類裝置組成，一類是數(shù)量眾多的廠用電保護(hù)裝置，380VMCC電動機(jī)控制裝置和PC配電控制裝置，這些裝置上所采集的部分開關(guān)量、模擬量是耍上送到DCS去參與順序控制的，而DCS所發(fā)送的控制命令也是通過這些裝置作用于開關(guān)柜或電動機(jī)的。這部分裝置需要能和DCS迸行高速通信。另一類是數(shù)量有限的發(fā)變組保護(hù)裝置、廠用電快切裝置、直流系統(tǒng)、UPS、勵磁系統(tǒng)控制裝置等，這些裝置獨(dú)立完成某種預(yù)定功能，和DCS的順序掛制過程無關(guān)，DCS只是要定期了解其狀態(tài)，這部分裝置和DCS之間其實(shí)并不需要高速通信。目前，各廠家ECS系統(tǒng)間隔層的組網(wǎng)方式存在著很大的差異，差異主要體現(xiàn)在間隔層的通信介質(zhì)和通信協(xié)議上。因?yàn)殚g隔層裝置的數(shù)量最多，直接反映每個電氣間隔的實(shí)時運(yùn)行狀況，所以間隔層通信的速度快慢和可靠與否在很大程度上決定了整套ECS系統(tǒng)的通信速度和可靠性。目前，ECS系統(tǒng)間隔層的組網(wǎng)方式主要有快速RS-485網(wǎng)、各種現(xiàn)場總線網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)3種。
3.1 快速RS-485網(wǎng)
快速RS-485網(wǎng)就是在普通RS-485串口的基礎(chǔ)上采取一些特殊的控制技術(shù)提升RS-485口的通信速率和帶負(fù)載能力，然后將多臺間隔層裝置和1臺通信管理機(jī)組成主從式的簡易通信網(wǎng)絡(luò)，通信管理機(jī)是主節(jié)點(diǎn)，通信速度最高可達(dá)到115.2Kbit/S，負(fù)載能力能達(dá)到32臺裝置/口，5OOm距離。這種方案的最大問題在于RS-485通信速率低。RS-485網(wǎng)只能有1個主節(jié)點(diǎn)，其他都只能是從節(jié)點(diǎn)，只有主節(jié)點(diǎn)能主動啟動通信過程，從接點(diǎn)只能被動應(yīng)答，主節(jié)點(diǎn)只能采取輪詢的方式依次對各從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪問獲取數(shù)據(jù)，無法做到并發(fā)式處理同時由于站控層一般都是以太網(wǎng)通信，主節(jié)點(diǎn)通信管理機(jī)還要向站控層以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在這種RS-485網(wǎng)中為了提高通信速率，常用的方法是:加快主節(jié)點(diǎn)的查詢速度和頻度，減少一個RS-485網(wǎng)中的從節(jié)點(diǎn)數(shù)量，簡化通信規(guī)約。加快主節(jié)點(diǎn)的查詢速度和頻度將加重主節(jié)點(diǎn)的任務(wù)負(fù)擔(dān)，況且查詢速度和頻度的提升也有其上限，畢竟作為主節(jié)點(diǎn)的通信管理機(jī)除了與間隔層裝置通信外，還有數(shù)據(jù)入庫處理和向站控制層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)等任務(wù)，過度地加快和間隔層裝置的通信任務(wù)勢必影響其他任務(wù)的正常運(yùn)行，使其成為網(wǎng)絡(luò)中最脆弱的瓶頸-減少單個RS-485網(wǎng)中的從節(jié)點(diǎn)數(shù)量的實(shí)質(zhì)就是化整為零，這將增加通信電纜的鋪設(shè)工作量，增加通信管理機(jī)的數(shù)量，使整個ECS系統(tǒng)的性能價格比下降。簡化通信規(guī)約可以提高通信速度，但簡化的通信規(guī)約中通信信息語義的不完整，即間隔層裝置中很多有用的數(shù)據(jù)信息無法上送到ECS站控層主機(jī)，ECS站控層主機(jī)獲取不到電氣監(jiān)控所需要的全面信息，把間隔層裝置中的有效信息給浪費(fèi)了。顯然，RS-485網(wǎng)不太合適作間隔層的組網(wǎng)。
3.2 現(xiàn)場總線網(wǎng)
現(xiàn)場總線是以單個分散的數(shù)字化、智能化的測量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線連接實(shí)現(xiàn)相互交換信息共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，其主要特征是采用數(shù)字式通信方式取代設(shè)備級的4-2OmA模擬量或24V直流開關(guān)量信號，使用一根電纜連接所有現(xiàn)場設(shè)備�，F(xiàn)場總線種類較多，主要有Profibus、CAN、LonworkS和WorldFip等，各種總線的主流應(yīng)用領(lǐng)域也各有側(cè)重，發(fā)電廠中Profibus總線應(yīng)用較多。Profibus以國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的7層模型為參考，定義了物理層、鏈路層、應(yīng)用層和用戶接口。應(yīng)用層又包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范(FMS)和低層接口(LLI)，F(xiàn)MS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù),LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。Profibus的用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)和不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能。在發(fā)電廠中使用Profibus總線主要優(yōu)勢有2點(diǎn)。
a.大幅度地提高了通信速度，增強(qiáng)了現(xiàn)場級信息集成能力。Profibus，協(xié)議棧的鏈路層規(guī)定了通信過程中沖撞沖突檢測的仲裁原理和重發(fā)手段，使得使用Profibus總線的間隔層各裝置和通信層的管理機(jī)在通信時能最大限度的避免沖撞沖突，實(shí)現(xiàn)并發(fā)式通信，提高通信速度，該功能直接由Profibus總線的協(xié)議棧提供，用戶的應(yīng)用程序中無需考慮，若使用專用的連接插頭，Profibus總線的通信速度能達(dá)到lMbit/s。通信速度的提高使得大信息量的傳輸成為可能，采用Profibus總線后，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息向ECS站控層的傳送，使ECS站控層獲得更多更豐富的信息。
b.系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好、抗干擾性強(qiáng)。基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對一的I/0連線，對于大規(guī)模I/0系統(tǒng)而言，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素。同時，系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設(shè)備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等工作，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性，從而降低了系統(tǒng)及工程成本。Profibus總線的一大特點(diǎn)就是抗干擾性強(qiáng)，比較適合在電磁干擾很強(qiáng)的惡劣電氣環(huán)境中使用。當(dāng)然，在間隔層使用Profibus總線也存在問題。目前，支持Profibus總線的產(chǎn)品相對較少，尤其是國內(nèi)廠家的產(chǎn)品。
3.3 工業(yè)以太網(wǎng)
以太網(wǎng)是使用最為廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，在當(dāng)今所有的網(wǎng)絡(luò)連接中有80%是基于以太網(wǎng)的。以太網(wǎng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)。
a.以太網(wǎng)的傳輸速度有10/100/10OOMbit/s，是現(xiàn)場總線網(wǎng)所無法比擬的，可充分滿足ECS間隔層與站控層進(jìn)行高速通信的要求。
b.以太網(wǎng)本身是一種可靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它使用簡單可靠的CSMA/CD(載波偵/沖撞檢測)協(xié)議確�？煽康臄�(shù)據(jù)傳輸。
c.以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價格大幅度下降，使其價格比現(xiàn)場總線部件低1~2個數(shù)量級，可大幅降低ECS間隔層組網(wǎng)費(fèi)用。
d.以太網(wǎng)技術(shù)相對于現(xiàn)場總線網(wǎng)的另一個重要優(yōu)勢是有大量的網(wǎng)管和故障排除工具，目前內(nèi)嵌在交換機(jī)和計(jì)算機(jī)接口中的網(wǎng)絡(luò)管理功能提供了強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障排除能力，使得以太網(wǎng)更有穩(wěn)定性保證。現(xiàn)場總線網(wǎng)的網(wǎng)管相故障排除工具很少或幾乎沒有。
由于以太網(wǎng)采用星型連接，需要有集中式的交換機(jī)在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以往這個集中式的交換機(jī)被認(rèn)為是以太網(wǎng)絡(luò)中的通信和故障瓶頸，從而限制了以太網(wǎng)在惡劣工業(yè)控制現(xiàn)場的使用，隨著工業(yè)以
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