1 导言
21世纪是信息化的年代，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化是大势所趋。现场总线技能是20世纪80年代末90年代初开展起来的运用于进程主动化和制作主动化范畴的现场设备互联网络通讯技能。跟着通讯、计算机、网络和主动化操控等技能的开展，各行业正逐渐构成以网络集成主动化体系为根底的企业信息体系。以现场总线为根底的归纳操控体系在电力体系得到广泛的运用。
现场总线作为习惯这种开展潮流而呈现的技能现在现已比较老练。可是现场总线技能存在许多缺乏，现有的现场总线标准过多，在往后一段时间内将会构成多种总线并存、相互竞争一起开展的格式。不同类型的现场总线设备均配有专用的通讯协议,无法完结信息的无缝集成。本文分析了当今现场总线在电力体系的运用现状，评论了有关影响现场总线在电力体系运用的几个关键问题，包含智能外表智能现场设备的根底效果和技能壁垒、工业以太网络的运用以及OPC技能推广等。
2 现场总线特色
现场总线是计算机网络习惯工业现场环境的产品。它是用于现场外表与操控体系和操控室之间的一种串行、全涣散、全数字化、智能、双向、多变量、多点、多站的通讯体系。或者说，现场总线是以单个涣散的、数字化、智能化的丈量和操控设备作为网络节点，用总线衔接，一起完结主动操控功用的网络体系与操控体系。现场总线技能与作业网络环境下的网络技能的最大不同点是其实时性和准确性能够得到确保，因而其在工业操控环境中得到了广泛的运用。现场总线完结了用数字化通讯替代4～20mA模仿外表，将操控功用下放到现场，然后完结了彻底的涣散操控，并完结了现场设备的长途操控和故障诊断。
3 现场总线在电力体系的运用现状
为了添加产值、改善办理，进步企业的商场应变才干和竞争才干，以现场总线为根底的归纳信息体系，即以现场总线为根底，运用先进的计算机网络通讯技能、操控技能来完结企业出产信息、操控信息、安全信息和办理信息的集成，在电力体系现已得到广泛的运用，依据电力企业的特色，有电网运转实时操控体系，包含电网主动发电操控体系及支撑其运转的调度主动化体系，火电厂散布操控体系（DCS、BMS、DEH、CCS），水电厂计算机监控体系，变电所及集控站归纳主动化体系，电网继电保护及安全主动装置，电力商场技能支撑体系等。
以现场总线为根底的归纳信息体系一般具有三层体系结构，如图1所示。
图1 归纳信息体系的三层体系结构
现场总线是将主动化最底层（根底和进程主动化层）的现场操控器和现场智能外表设备互连的实时操控通讯网络，作为电厂网络底层的现场总线对现场环境有较强的习惯性。将现场总线引进电力归纳信息体系操控体系，不只使装置、调试、保护愈加简略，并且进步了体系的牢靠性。现场总线的涣散化，有用地降低了体系的故障率，并为电力体系的完结遥控、遥视及归纳主动化供给了或许。现场总线在电力体系各归纳信息体系的运用，大大节省了出资，并且使监控体系愈加涣散，不光进步了电力体系的主动化水平，并且对各部门完结”无人值勤、少人值守”具有必定的含义。
可是因为现场总线的功用单一和完结标准的不一致，根据现场总线的电力归纳信息体系面对着在不同的现场环境下需求运用不同类型的现场总线的问题，一起多类型现场总线的运用又使得整个操控体系显得适当紊乱，并且现场总线类型的挑选自身也是个扎手的问题。为了现场总线能在我国的电力行业得到愈加广泛的运用，下面对影响现场总线在电力体系运用的几个关键问题进行评论。
4 关键因素分析
4.1 更丰厚的电力智能现场设备
现场总线的呈现给人们带来了机会与应战，但现在具有现场总线通讯才干的智能电力现场设备品种还不够多，过渡时期尽管可经过接口和惯例设备联接，但也失去了现场总线的实质长处。价格和惯例设备附近的品种丰厚的智能总线现场设备既是广泛运用现场总线技能的条件和动力，也是广泛运用现场总线技能导致的成果。新一代的电力总线现场设备将向着高度智能化、网络化、柔性化的趋势开展。日益开展的IT技能也使电力现场设备高度智能化成为或许。各种专用芯片的规划及运用，将运用程序和操作体系与计算机硬件集成在一起的嵌入式专用体系，及与虚拟仪器技能的结合，已成为现场设备智能化的新途径。将含糊操控、神经网络、专家体系等智能理论融入其间，经过对软件的改善，必将使电力现场设备的智能化程度更高，为完结真实的涣散操控供给有力的保证。
电力体系的现场总线现场设备包含智能化仪器外表操控器和网络衔接设备如智能变送器、智能执行器、智能操控调理、智能化断路器、带通讯接口的变频器、网桥、中继器、衔接接口卡等。现场总线操控体系中，智能变送器送出契合现场总线协议规则的数字信号。变送器不只有检测、改换和补偿功用，并且还有运算和PID运算功用。智能执行器承受现场总线传过来的数字信号，经处理后直接操控出产进程。智能化断路器如智能化全能式断路器、智能化沟通接触器、智能化重合操控器、智能化电动机保护器和起动器，这种电器都和必定的现场总线相衔接。网桥完结总线转化，将不同总线集成于一个体系中。中继器将两个网段通明的衔接起来，到达延伸通讯间隔的意图。衔接接口卡完结现场总线与监控设备等的衔接。
研发更多合适电力行业特色的现场总线现场设备，是推进现场总线在电力体系广泛运用的一个前提条件。设备出产厂商首要面对的是霸占现场总线现场设备的技能壁垒。大力开发高度智能化、网络化、柔性化的现场设备是推进现场总线技能开展的根底作业。
4.2 霸占电力智能现场设备的技能壁垒
电力现场总线现场设备面对的是标准的不一致和发生设备的兼容性问题。电力现场总线现场设备，关于独自的现场总线，它既规则线路，又规则怎么有用运用这种线路，还要供给过错检测和修正功用，它仍是一种运用协议以及规则怎么运用网络的运用别号。可是因为是在杂乱的网络环境下运用单一的协议来完结这么多的功用，必然会导致标准的不一致和发生设备的兼容性问题，这也是现在现场总线的现状和亟待处理的问题之一。从设备出产厂商的视点来看，他们期望他们的产品能够通用于各种不同的体系中，但关于一个设备供给能对不同标准的支撑需求在前期开发中很多的资源投入。比较抱负的处理方案是对这些不同的工业网络（运用于不同的环境和场合）在设备级供给一种通用的敞开的接口，敞开体系互连模型是现场总线技能的根底，是现场总线现场设备的技能壁垒。
4.3 多品种型的现场总线的无缝集成
尽管现场总线现已在电力体系主动化归纳操控体系如变电站主动化范畴有了不少成功的运用经历，但却包含了LonWorks、CAN、Profibus等多种互不兼容的现场总线标准,因而有必要集成各种现场总线体系，使其协同作业。为了处理同一操控体系中多种现场总线的集成问题，在一些工程中一般是运用某种标准技能（如OPC技能等）开发能够衔接其现场总线的接口。OPC技能是现场设备级和进程办理级进行信息交互的敞开接口标准和技能标准，它为不同的现场总线操控网络间供给了一个通用的OPC接口。不同类型的现场总线能够经过运用OPC技能，间接地完结信息的交互。这的确也是如今处理因多种现场总线标准不同而形成总线互操作极端困难的较佳办法之一，因而，这就使工业通讯网络横向和纵向集成的完结变得简略。现在在电力体系已提出了一种根据交换式以太网技能的多现场总线集成的处理方案。经过以太网与现场总线在更底层的结合，使得操控体系体系结构愈加扁平化。怎么较好的处理电力工业企业现存的不同品种现场总线之间的互操作问题,使其协同作业，关于完结电力主动化体系的信息集成具有严重的现实含义。
4.4 无线通讯技能与现场总线的集成
电力工业出产现场存在很多传感器、操控器、执行器等，他们一般适当零星地散布在一个较大范围内。对由他们组成的工业操控底层网络来说，单个节点面向操控的信息量不大，信息传输的使命比较简略，但实时性、快速性的要求较高。
但在电力工业现场环境中还有许多无法靠”有线”办法完结衔接的目标，需求用无线通讯完结传感器信号或操控数据的传输。别的，在易腐蚀、强电等风险环境中，只能运用无线通讯的方法。因而，研讨工业操控环境下的无线数据通讯技能是近年来新的开展趋势，其中心问题是怎么完结无线通讯技能与现场总线的集成。运用现有的无线移动通讯技能，在计算机网络通讯技能的支撑下，结合现有的现场总线体系，完结一种在操控体系的现场设备层具有无线移动接入才干的、能传输多媒体信息的高性能无线现场总线，以处理电力环境下的比如移动目标，风险环境目标与传统的有线衔接目标之间的契合实时要求的、牢靠的、统筹多媒体大容量数据通讯和操控问题。
5 现场总线与Internet的衔接远景
跟着以太网络在工控范畴的逐渐鼓起，要将现场总线和Internet技能结合，尤其是TCP/IP结合起来。答应在一条总线上一起传递两种不同性质的信息，彻底满意Internet传输和操控信息的实时传输互不搅扰的要求。根据以太网络的 I/O模块很多呈现，能够直接和以太网络衔接，如果在模块内部嵌入WEB服务器，还能够经过浏览器直接拜访，开展的远景非常诱人。可是在这方面，不能过火寻求高新，而要结合电力行业的特色，以实用性、实时性、牢靠性和安全性为主，才干切实可行地推进现场总线在电力工业的开展。
6 结语
本文从实践运用视点动身，对现场总线在电力行业中运用几个关键问题进行了分析。霸占现场总线现场设备的技能壁垒，大力开展智能化总线现场设备是现场总线测控体系的根底问题，也是影响现场总线在电力体系广泛运用的关键因素之一，要给现场予高度重视，并加大投入和研讨的力度。将以太网络引进到现场操控级及OPC标准的遍及，无线通讯技能与现场总线的集成都是测控范畴中的必然趋势，对现场总线在电力体系的运用有深远的影响。总归，现场总线技能在电力体系中将发挥越来越重要的效果。
参考文献:
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