現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。簡單說，現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。
系統(tǒng)構成
基于現(xiàn)場總線的調度自動化系統(tǒng)主要由廠站端系統(tǒng)、調度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構成。
(1)廠站端系統(tǒng)
廠站端(發(fā)電廠、變電站端)的監(jiān)測與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機、網(wǎng)絡通信管理適配卡、專用調制解調器Modem和相應軟件組成。
1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對各線路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓；AB相間電壓；BC相間電壓；CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負有功電能、三相/單相正無功電能、三相/單相負無功電能、三相/單相功率因數(shù)以及周波等電參量的測量；另一方面還要完成對各開關狀態(tài)的檢測和控制。前端智能單元一般采用16位微處理機系統(tǒng)，主要包括采集控制邏輯、模擬信號處理、開關量輸入輸出處理、通信處理、系統(tǒng)監(jiān)測與保護、實時時鐘及電源部分。前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，并可安裝在戶外的端子箱內(nèi)。
2)工控機。工控機用于顯示廠站電氣主接線及其運行狀況、記錄各種數(shù)據(jù)、顯示各種曲線和圖表、異常或事故報警及打印、信息轉發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺工控機即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠，根據(jù)監(jiān)視點的需要可增加工控機的臺數(shù)。
3)網(wǎng)絡通信管理適配卡。網(wǎng)絡通信管理適配卡插在工控機的擴展槽上，通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)前端智能單元和工控機之間的高速數(shù)據(jù)交換，并實現(xiàn)對網(wǎng)絡的管理。
4)Modem。Modem(調制解調器)是電力系統(tǒng)的專用Modem，它完成發(fā)電廠、變電站與調度端之間的數(shù)據(jù)通信。
(2)調度端系統(tǒng)
調度端對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視、控制和管理。調度端系統(tǒng)由工控機、調制解調設備、多路通信接口設備、大屏幕顯示器構成。調制解調器Modem接收來自載波機的調制信號，同時調度端發(fā)出的命令又可通過Modem調制后送到載波通道，然后送到廠站端。多路通信接口完成多路數(shù)字信號與廠站端工控機的數(shù)據(jù)通信。大屏幕顯示器用來顯示電力網(wǎng)絡圖、電網(wǎng)參數(shù)和負荷曲線等。
(3)數(shù)字通信
廠站端與調度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過數(shù)據(jù)通道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波通道、微波通道和光纖通道等。對于載波通道和微波通道，需要在通道兩端使用電力系統(tǒng)的專用調制解調器Modem，同一通道兩端的Modem最好采用同一廠家同一型號的Modem。
系統(tǒng)特點
基于現(xiàn)場總線的發(fā)電廠、變電站實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)以及由此構成的調度自動化系統(tǒng)，既可避免使用大量電纜將PT(Potential Transformer，電壓互感器)、CT(Current Transformer，電流互感器)二次側電參數(shù)傳送至中控室，又可減少線損造成的誤差，提高了測量精度。此外還可取消中控室，實現(xiàn)無人值守，不但節(jié)約占地面積與基建投資，而且還可把運行人員從日夜值班的勞累中解放出來。基于現(xiàn)場總線的廠站實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的廠站監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點：
1)前端智能單元(或稱現(xiàn)場智能設備)可安裝于CT或PT端子箱內(nèi)，對所采集的數(shù)據(jù)就地處理，然后進行數(shù)字化(通過現(xiàn)場總線)傳送。
2)網(wǎng)絡由兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
3)解決了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中CT和PT到中控室間的壓降問題，測量精度高。
4)抗干擾能力強，能在戶外惡劣條件下運行。
5)結構簡單，體積小，安裝、維修方便。
由系統(tǒng)的上述特點，可以預言，基于現(xiàn)場總線的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必將廣泛應用于電力系統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站中，而且它與數(shù)據(jù)通道、調度端監(jiān)控系統(tǒng)一起將構成新一代的調度自動化系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。簡單說，現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。
系統(tǒng)構成
基于現(xiàn)場總線的調度自動化系統(tǒng)主要由廠站端系統(tǒng)、調度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構成。
(1)廠站端系統(tǒng)
廠站端(發(fā)電廠、變電站端)的監(jiān)測與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機、網(wǎng)絡通信管理適配卡、專用調制解調器Modem和相應軟件組成。
1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對各線路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓；AB相間電壓；BC相間電壓；CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負有功電能、三相/單相正無功電能、三相/單相負無功電能、三相/單相功率因數(shù)以及周波等電參量的測量；另一方面還要完成對各開關狀態(tài)的檢測和控制。前端智能單元一般采用16位微處理機系統(tǒng)，主要包括采集控制邏輯、模擬信號處理、開關量輸入輸出處理、通信處理、系統(tǒng)監(jiān)測與保護、實時時鐘及電源部分。前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，并可安裝在戶外的端子箱內(nèi)。
2)工控機。工控機用于顯示廠站電氣主接線及其運行狀況、記錄各種數(shù)據(jù)、顯示各種曲線和圖表、異常或事故報警及打印、信息轉發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺工控機即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠，根據(jù)監(jiān)視點的需要可增加工控機的臺數(shù)。
3)網(wǎng)絡通信管理適配卡。網(wǎng)絡通信管理適配卡插在工控機的擴展槽上，通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)前端智能單元和工控機之間的高速數(shù)據(jù)交換，并實現(xiàn)對網(wǎng)絡的管理。
4)Modem。Modem(調制解調器)是電力系統(tǒng)的專用Modem，它完成發(fā)電廠、變電站與調度端之間的數(shù)據(jù)通信。
(2)調度端系統(tǒng)
調度端對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視、控制和管理。調度端系統(tǒng)由工控機、調制解調設備、多路通信接口設備、大屏幕顯示器構成。調制解調器Modem接收來自載波機的調制信號，同時調度端發(fā)出的命令又可通過Modem調制后送到載波通道，然后送到廠站端。多路通信接口完成多路數(shù)字信號與廠站端工控機的數(shù)據(jù)通信。大屏幕顯示器用來顯示電力網(wǎng)絡圖、電網(wǎng)參數(shù)和負荷曲線等。
(3)數(shù)字通信
廠站端與調度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過數(shù)據(jù)通道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波通道、微波通道和光纖通道等。對于載波通道和微波通道，需要在通道兩端使用電力系統(tǒng)的專用調制解調器Modem，同一通道兩端的Modem最好采用同一廠家同一型號的Modem。
系統(tǒng)特點
基于現(xiàn)場總線的發(fā)電廠、變電站實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)以及由此構成的調度自動化系統(tǒng)，既可避免使用大量電纜將PT(Potential Transformer，電壓互感器)、CT(Current Transformer，電流互感器)二次側電參數(shù)傳送至中控室，又可減少線損造成的誤差，提高了測量精度。此外還可取消中控室，實現(xiàn)無人值守，不但節(jié)約占地面積與基建投資，而且還可把運行人員從日夜值班的勞累中解放出來。基于現(xiàn)場總線的廠站實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的廠站監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點：
1)前端智能單元(或稱現(xiàn)場智能設備)可安裝于CT或PT端子箱內(nèi)，對所采集的數(shù)據(jù)就地處理，然后進行數(shù)字化(通過現(xiàn)場總線)傳送。
2)網(wǎng)絡由兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
3)解決了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中CT和PT到中控室間的壓降問題，測量精度高。
4)抗干擾能力強，能在戶外惡劣條件下運行。
5)結構簡單，體積小，安裝、維修方便。
由系統(tǒng)的上述特點，可以預言，基于現(xiàn)場總線的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必將廣泛應用于電力系統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站中，而且它與數(shù)據(jù)通道、調度端監(jiān)控系統(tǒng)一起將構成新一代的調度自動化系統(tǒng)。
