CSC2000變電站自動化系統(tǒng)是北京哈德威四方保護與控制設備公司開發(fā)設計的新一代變電站自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了分層、分布式設計方法和思想，使用了LONWORKS現(xiàn)場總線技術，使得該系統(tǒng)內部形成了一個總線局域網(wǎng)。該系統(tǒng)已廣泛用于35　kV到220　kV不同電壓等級的變電站并受到用戶好評。作為該系統(tǒng)的重要組成部分的遠動主站MASTER，突破了以往傳統(tǒng)RTU設計局限，它充分利用站內的LONWORKS網(wǎng)絡與保護單元通訊來完成四遙功能。與以往傳統(tǒng)RTU相比，MASTER具有許多優(yōu)點，如遠動點數(shù)目不受端子排數(shù)目等硬件環(huán)境的限制，容量可擴充，二次接線大大簡化，性能價格比高等。 　　8890規(guī)約原是美國EMPROS公司制定的，用于調度系統(tǒng)和RTU之間的通訊。后來該公司被西門子收購成為美國西門子公司，但該公司仍保持原有的產品結構和體系，所以同一類產品美國西門子和德國西門子的體系和做法大相徑庭。我國福建、浙江等省調引進了美國西門子調度系統(tǒng)，220　kV以上變電站與省調通訊就使用美國西門子的RTU通過8890規(guī)約來完成。黑龍江省引進四套這樣的調度系統(tǒng)用于市調。市調需要通訊的變電站很多，遠動設備情況也復雜。所以，無論是從經(jīng)濟上還是從技術上，都不可能全部改用美國西門子公司的RTU。這樣就出現(xiàn)了國內遠動設備如何與國外調度系統(tǒng)接口的問題。8890規(guī)約與國內常見的1801、N4F、DNP3等遠動規(guī)約差別很大，它有許多特殊性。這就增加了國內設備與之接口的難度。由于以前在國內使用不多，國內同行對于8890規(guī)約不大熟悉。本文對該規(guī)約作一簡單介紹，并與其它問答式規(guī)約作對比，給出相應的評述。最后作者根據(jù)自己與8890規(guī)約成功接口的經(jīng)驗，介紹CSC2000自動化系統(tǒng)與8890遠動規(guī)約接口的實現(xiàn)方案供國內同行參考。 [b]1　CSC2000系統(tǒng)的遠動主站MASTER [/b]　　1.1　系統(tǒng)結構 　　圖1是CSC2000變電站自動化簡圖，前置單元集保護、測量、遠動功能于一體。除了完成保護功能之外，它將AI、DI等與遠動有關的信息都采集進來，以報文形式發(fā)到LONWORKS網(wǎng)上，MASTER通過LONWORKS網(wǎng)收到這些報文，從中獲得調度端需要的信息，以遠動報文形式遠傳調度端。調度端下傳的有關命令先到MASTER，MASTER對其拆包之后，再以內部規(guī)約的格式向相應的前置單元發(fā)令?？傊?，MASTER與前置單元之間以LONWORKS網(wǎng)為媒介，以網(wǎng)絡報文形式進行通訊。由于前置單元集保護、測量、遠動于一體，所以只需接一套二次電纜即可。與傳統(tǒng)RTU的接線方式相比，這種方式可以大量節(jié)約二次電纜，且接線簡單，大大降低了投資。 　　 圖1　CSC2000變電站自動化系統(tǒng)簡圖 　　1.2　MASTER的硬件結構 　　 圖2　MASTER的CPU板主體設計圖 　　CPU板是MASTER板的核心，其上有兩片CPU。Neuron 3150是網(wǎng)絡通訊CPU，它通過LONWORKS網(wǎng)絡完成與前置單元通訊。M77完成對站內報文處理和響應調度命令。兩片CPU以并行方式工作。 　　1.3　MASTER的軟件結構 　　MASTER軟件采用模塊化的設計方法，軟件分為兩層： 　?。?）底層為變電站內部LONWORKS網(wǎng)絡報文的處理模塊。 　?。?）上層為遠動規(guī)約處理模塊。 　　上、下層之間功能是相互隔離的，它們之間通過一個實時數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)系。這種結構的優(yōu)點在于與不同遠動規(guī)約接口時，設計者只需對上層模塊作局部修改即可，使工作量大為減少，加快了開發(fā)速度。 　　1.4　MASTER的技術特點 　　（1）它是一種完全的分布式RTU，它的遙測、遙信、遙控、遙脈均為分布式，所以配制很靈活。 　?。?）容量大、擴展容易，能滿足自動化站對遠動的容量要求 　　若要增加一路遙測、遙信或遙控，只用修改一個MASTER中的地址對應表即可。一個MASTER可用多個RTU地址與調度通訊，其容量是常規(guī)RTU的數(shù)倍。MASTER在增加容量時無需增加任何費用，且方便易行。 　?。?）與前置單元接口簡單、方便 　　MASTER與前置單元的通訊，完全以網(wǎng)絡報文形式，所以可以很容易完成許多常規(guī)RTU難以完成的操作，如遠方整定保護定值、投切保護壓板等。 　?。?）安裝簡單 　　當一個站內的前置單元安裝完畢、網(wǎng)絡線接好之后，只需把MASTER連到網(wǎng)絡上，接上電源就完成了電氣安裝。 [b]2　美國西門子8890遠動規(guī)約 [/b]　　美國西門子8890遠動規(guī)約是一個規(guī)約系列，它主要包括以下規(guī)約類型： 　?。?）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　?。≒ublication Number:60467950） 　?。?）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅰ,RTU Communications Protocol》 　　（Publication Number:60467940） 　?。?）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Synchronous Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　?。≒ublication Number:60467990） 　　（4）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Asynchronous Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　?。≒ublication Number:60467991） 　　由于國內引進的調度系統(tǒng)均使用規(guī)約（1），所以本文只介紹規(guī)約（1）。文中如無特殊說明，提到8890規(guī)約時就是指規(guī)約（1）。 　　2.1　8890規(guī)約中的數(shù)據(jù)種類 　　8890規(guī)約與其它規(guī)約一樣也有遙測、遙信、電度、SOE、遙控等幾種基本數(shù)據(jù)種類。其中遙信又有三個子類，即簡單狀態(tài)遙信、用一位表示的狀態(tài)變化遙信、用兩位表示的狀態(tài)變化遙信。這樣對遙信就可以進行比較全面的監(jiān)視和考察了，如斷路器的分、合、檢修等三種狀態(tài)就可分清楚了。每種數(shù)據(jù)都有自己的序列號區(qū)間，調度端就是根據(jù)序列號區(qū)分不同種類數(shù)據(jù)的。遙控點有自己的控制對象號，與其它數(shù)據(jù)類型不同。 　　2.2　8890規(guī)約中的掃描方式 　　8890規(guī)約是問答式規(guī)約，通訊模式為半雙工。當不發(fā)遙控、對時等命令時，調度端定時掃描子站端。8890規(guī)約有以下四種掃描方式： 　　（1）SCAN 1： 要求子站端返回所有的遙測、遙信。 　　（2）SCAN 2： 要求子站端返回所有的遙信量。 　?。?）SCAN 3： 要求子站端返回所要求的序列號區(qū)間的所有數(shù)據(jù)。 　?。?）SCAN3X： 要求子站端返回相對應的3X組態(tài)表中所對應的數(shù)據(jù)。 　　其中，SCAN3方式最靈活，調度端可以用它掃描任意序列號區(qū)間的數(shù)據(jù)，區(qū)間的起始和結束點可以由調度端任意給出。當站內RTU的二次接線順序不規(guī)范時，如老站改造，可以利用8890規(guī)約中的3X組態(tài)表生成特殊的掃描順序，調度端就可用SCAN3X方式掃描子站數(shù)據(jù)了。 　　2.3　8890規(guī)約中的幾個典型命令 　　8890規(guī)約中的遙控命令分為兩種，直接遙控和選擇遙控。直接遙控是指調度端向子站端發(fā)遙控命令，子站端得到命令后直接執(zhí)行。選擇遙控是指調度端首先向子站端發(fā)遙控選擇命令，子站端得到后向調度端回遙控確認報文，調度端根據(jù)所回報文的性質，向子站發(fā)遙控執(zhí)行或遙控撤銷命令，子站執(zhí)行完遙控操作后必須向調度端報告結果。8890規(guī)約的遙控點必須有相應的遙信點相對應，否則調度端將無法進行正常的遙控操作。盡管8890規(guī)約有兩種遙控方式，但國內根據(jù)以往習慣，一般只使用選擇遙控方式而不用直接遙控方式。國內調度系統(tǒng)對于變壓器分接頭的調節(jié)，一般都按遙控方式完成。而8890規(guī)約則用設點命令完成對變壓器分接頭的調節(jié)，所以必須作適當?shù)淖兺ú拍苓m合國內的調度習慣。 　　2.4　8890規(guī)約與其它規(guī)約的比較 　　8890規(guī)約與國內其它的問答式遠動規(guī)約如N4F、SC1801、DNP3等相比有以下幾個特點： 　?。?）命令結構清楚，含義明確，命令總數(shù)比較少。 　　8890規(guī)約的命令總數(shù)要比其它問答式規(guī)約的少，只有N4F、SC1801等規(guī)約的1/2左右。8890規(guī)約的命令含義明確，使用者容易理解和操作。N4F、SC1801等規(guī)約的命令則要復雜得多。當無對時、遙控等操作時，8890的調度端只是簡單地向子站發(fā)掃描命令，而N4F、SC1801等規(guī)約則要復雜得多。 　?。?）數(shù)據(jù)鏈路比較復雜。 　　8890規(guī)約的數(shù)據(jù)鏈路層要比其它規(guī)約復雜，加之它又要求半雙工通訊模式，所以子站端的遠動設備與調度端的前置機的配合比較復雜。在這方面N4F、SC1801等規(guī)約則要簡單得多。 　　（3）調試比較復雜 　　由于從8890調度端的前置機不能直接觀察到子站送來的遠動報文，所以必須使用美國西門子配備的專用調試裝置來配合子站的調試。由于這種調試裝置電路設計上的不完善，因此有時會對子站端的設備造成干擾，這就要求調試人員必須分辨出真?zhèn)巍Ｗ诱镜臄?shù)據(jù)庫與調度端的數(shù)據(jù)庫之間也必須滿足一些要求，否則調度端的數(shù)據(jù)庫工作會不正常，甚至會出現(xiàn)調度端整個數(shù)據(jù)庫崩潰的可能。而N4F、SC1801等規(guī)約的調試則要簡單得多。 3　CSC2000系統(tǒng)與8890規(guī)約接口的實現(xiàn) 　　軟件系統(tǒng)框圖如圖3所示。各模塊的功能及相互關系如下： [img=527,326]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dwjs/dwjs9902/image2/56.gif[/img] 　　圖3　軟件系統(tǒng)框圖 　?。?）系統(tǒng)初始化 　　該模塊完成CPU板上兩片CPU、串行通訊芯片等硬件的初始化工作。 　?。?）主循環(huán) 　　清除片內外的WATCHDOG，并循檢各種標志字，一旦某一標志字發(fā)生變化，就執(zhí)行相應模塊。 　　（3）監(jiān)控處理模塊 　　根據(jù)標志字變化信息，驅動站內告警、事故信號，調用遠動處理模塊或站內通訊模塊，按有關規(guī)約格式（8890規(guī)約或CSC2000內部規(guī)約）發(fā)出站內控制命令或遠動報文。 　　（4）遠動通訊處理模塊 　　該模塊實現(xiàn)了8890規(guī)約與CSC2000內部規(guī)約報文之間的轉換功能及遠動通訊管理功能，在站內外兩種規(guī)約地址對應表的幫助下，搜索實時數(shù)據(jù)庫。 　?。?）數(shù)據(jù)庫模塊 　　該模塊主要完成對實時數(shù)據(jù)庫的更新和管理工作。 　　以上各個模塊的具體實現(xiàn)由于篇幅所限，本文就不具體介紹了。 [b]4　參考文獻 [/b]　　1　CDT循環(huán)式遠動規(guī)約.北京：水利電力出版社，1991 　　2　8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅱ,RTU Communication Protocol.Siemens Energy & Automation.Inc.1994