水电厂计算机监控系统通讯方式研究

夏江庭

摘要：随着社会进步以及经济发展，科技水平显著提升，计算机监控系统普及应用，其可谓全面集合数据库技术与计算机网络技术、数字电子技术与计算机图形技术、自动化控制技术等多元化专业学科于一身的综合性集成系统，在各行业发展中占据十分关键应用地位。本文将针对水电厂计算机监控系统具体的通讯方式进行简要探讨。

关键词：水电厂 监控系统 通讯 方式研究

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00

1 前言

通常而言，在实际的水电厂计算机监控系统运行进程当中，一般选用的是分布采集并集中进行处理的相关模式，也就是说让现场各台设备实现具体信息的独自采集，而后基于通讯手段应用向监控计算机传输数据信息，展开处理分析，与此同时，现场设备能够完成对来自于计算机设备的控制命令的全面接受，便于通过监控计算机监视及控制并管理水电厂设备日常运行状态。由此可见，实现现场设备跟监控计算机相互间的准确实施稳定通讯是保障水电厂计算机监控系统可靠工作的重要基础内容。在系统日常运行进程当中，时常会出现因为通讯故障导致监控系统备受威胁甚至瘫痪，影响着水电厂系统的安全稳定，基于此，需因地制宜地合理选用正确通讯手段，完善水电厂计算机监控系统的优化应用。

2 简述水电厂计算机监控系统通讯方式

纵观可知，在水电厂计算机监控系统运用中，基于多元化通讯手段应用，能够将分散在现场的设备及相关监测仪器跟计算机监控有效连接起来，其中，包括变送器以及传感器、现场单元以及PLC等各项设备。就目前的情况来看，水电厂各个设备相互之间进行的通讯行为均是通过采用串口通信模式实现的，其是在设备相互间基于地线以及数据信号线、控制线等应用，根据位完成数据传输的一种主要通讯手段。结合现场设备实际通讯情况，根据其数据链路层以及物理层的差异进行通讯方式合理划分。

2.1 简单串口通讯

一般地，通讯方式物理层通常所使用的是RS485或者是RS232、RS422。相较而言，RS485实际应用范围是最广泛的，此类通讯手段物理层能够组合使用差分接收器与平衡驱动，颇具良好的抗噪声干扰特性；最多可以支持32个节点；其通信距离最大能够达到1219米；传输速率最快可达10Mbps；使用双绞线实现相应的传输行为，所采用通讯线缆间隔成本低廉，设备借口设施价格经济。简单串口通讯手段数据链路层拥有较为简单的通讯协议，多数协议开对于MODBUS-RTU标准协议均有着良好兼容性，加之因为MODBUS协议属于是一主多从协议类型，进而全部通讯均是通过主设备完成发起的，基于轮询方式应用进行数据传输，错误重传机制以及差错控制机制欠缺一定完善性，导致实际传输效率相对较低。因为此类通讯手段自身结构十分简单，颇具最佳性价比，适合用在通讯质量要求比较低的现场设备监控中。简单串口通讯示意图1所示。

2.2 现场总线通讯

现场总线主要指的是将自动化系统及智能现场设备有效连接在一起的双向全自动多站式通信系统，其关键作用在于针对工业生产活动现场控制器以及执行结构、智能仪表仪器等现场设备相互间信息进行传递的问题展开优化解决。在2003年四月份，IEC61158 Ed.3现场总线标准第3版正式被座位是国际标准，其就10类现场总线进行较为详细的规定。其中，CAN现场总线以及以太网现场总线、PROFIBUS-DP现场总线在水电厂计算机监控系统运行中应用相对较为广泛，CAN总线作用在于就整个系统实施全面保护，以太网总线作用是充分实现站级设备相互间的良好通讯，Profibus-DP总线则能够完成在PLC系统中的合理使用。

（1）CAN现场总线，德国Bosch公司在1993年全面推出了CAN现场总线，其较多使用在制造业DCS系统以及汽车监控等，此类总线一般运用的为多主竞争模式总线结构，自身主要特征包括实现多主站运行以及完成仲裁串行总线和广播通信的分散等，在有着较高实时性需求的小型计算机网络运行中有着较强适用性。无论是在何种时刻，CAN现场总线上涉及的任意节点均能无主次之分地向剩余节点进行信息发送，所以，其能够与多个节点相互间尽可能完成自由化的通信行为，光纤以及双绞线、同轴电缆等均可作为是主要通信介质，对应的线型结构多表现为网络拓扑。

（2）以太网，现如今，在当前所有局域网络中，以太网可谓是通用性最强的通信协议标准。纵观互联设备相互间，以太网能够通过10到100Mbps的速率全面完成信息包的合理传送。在水电厂计算机监控系统应用中，由于双绞线电缆以太网成本低廉且可靠性很高，进而获取普及使用。跟CAN现场总线相似的是，以太网同样运用了多主竞争模式总线结构，然而，其针对总线存取冲突使用破坏性解决手段，若处于重负荷状态则会严重损失具体数据信息。由此可见，在水电厂计算机监控系统运行中是否能够采用以太网通讯手段仍待经历深入论证，近些来，随着科技进步，伴随着IEC 60870-5-105以太网远动通讯规约和IEC 61850 变电站通信网络和系统对应国际标准的先后颁布，水电厂监控工作开展渗透运用以太网，加之其速率相较于剩余类型总线是非常之快的，进而不会让数据通讯经常陷入到重负荷情况之中。

（3）PROFIBUS-DP总线，该总线模式是德国Simens公司进行推出的，其较常使用在制造业DCS系统中，一般地，能够将对应产品合理划分为三种主要类型，即为PA作用为实现过程行业从站相互间的良好通讯行为；FMS作用是完成主站相互间通讯操作；DP则能够做到制造行业从站相互间的有效通讯。实践表明，在水电厂计算机监控系统工作中较常采用的是DP类产品，PROFIBUS-DP总线设计的多个主站相互间总线控制权令牌传递，其中，主站跟从站相互之间实施的主从传统，其对于单主系统或者是多主系统均实现支持，树型以及线型为其主要的网络拓扑结构，或者是能够有机混合这两种拓扑形式，能够完成灵活组网行为，组建规模较大的通讯网络。同轴电缆以及双绞线均可作为其的通信介质，基于总线位置能够实现数据有效传送，同时又可运用总线供电给现场设备。

3 水电厂计算机监控系统的未来发展趋势

现如今，在水电厂运行中，现场总线控制系统普及使用，其属于最新的分布式控制结构，传统意义上的分层分布式水电厂计算机监控系统较多使用的是三级结构，也就指的是厂级至现地级至现场仪表。每个厂商自己生产的监控系统均配套有对应标准，导致互连操作难以充分实现，所产生的系统成本相对较高。现场总线控制系统结构包括两层，即为工作站至现场总线智能仪表，此类模式应用能够实现相关成本的优化降低，促进系统运行可靠性的合理强化。在统一国际标准之后，便能够切实获取开放式互连系统结构。在新时代背景下，随着社会发展，科技进步，立足自动化技术应用，针对水电厂计算机监控系统建设提出更高新要求，首先，将无人值班作为是水电厂运行管理工作开展所需实现的主要目标，深化推动自动化技术不断发展进步，研发新型监控系统，强化系统可靠性获取，开拓新分析功能，普及使用跨平台技术，实现跟其他系统信息的透明共享，使得只能数字化水电厂建设变为现实；其次，将状态检修作为是设备管理及相关诊断检测技术的主要标志，近些年来，我国部分水电厂积极实施状态检修技术试点工作，大力兴建涵盖有气隙监测以及振动摆度监测、绝缘局部放电监测等多项内容，同时做到远程监测分析。

4 结语

综上，在水电厂日常各项工作实施中，其计算机监控系统通讯方式是多种多样的，各具有缺，共同构成监控通讯系统，唯有针对性选用适合方式实现可靠通讯，保障稳定监控，方可推动水电厂稳步发展。

参考文献

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