水电站通信运行状况及特性分析研究张毅,李建辉,姚维达,刘晓波,段振国,袁宏（中国水利水电科学研究院,北京100038）摘要：结合承担的水电站计算机监控系统工程，对当前水电站数字化设备的通信运行状况及特性进行了分析研究和总结，分别分析介绍了当前监控系统现地层设备互联通信情况，监控系统与其它系统的互联通信状况，以及上级自动化系统的通信互联情况。在此基础上，对今后水电站数字化设备互联通信的发展趋势提出了看法和认识。关键词：水电站；计算机监控系统；数字化设备；通信：TP393.03文献标识码：A：1672-5387（2010）03-0005-05适应当前各现地装置、智能设备、仪表通信接入的实际情况。通常RS-232C串口为一对一通信模式，适用于柜内设备通信，距离不超过15米；而RS-485/422主从模式可实现一个主站对多个子站进行通信，通信最远距离可达到1200m。为通信的可靠和提高抗干扰性能，通信距离较远时，宜采用光纤通信介质或加中继驱动装置，串行通信接口的通信速率建议不高于9600bps。除参与控制的设备需直接接入主PLC控制器外，监控系统一般均通过配置通信工作站、嵌入式智能通信装置、串口转现场总线设备等，提供8～16个串行口接入现场串行通信设备，并通过网络接口连接监控系统网络。目前，水电厂计算机监控系统与现场设备通信时没有统一的通信规约，由于各生产厂家的规约不同，在实际通信中很难做到标准化，工作量较大。（2）现场总线网根据国际电工委员会(IEC)的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。现场总线将监控系统的控制功能分散到更底层的现场设备，系统的数字通信总线从控制室延伸到现场测量仪表、变送器和执行机构，实现了与现场设备之间的双向、多信息交换。现场总线也使得监控系统现地控制单元成为了分布式结构的控制子系统。目前世界上存在着大约40余种现场总线，每种总线大都有其应用的领域，且其应用领域存在彼此渗透。在水电行0前言目前水电厂计算机监控系统基本上以面向网络的分层分布式系统为基础，厂站级设备大多采用高速以太网或光纤环网等通用网络设备连接高性能的计算机工作站、服务器；在现地层和被控设备现场则较多地采用PLC等智能现地控制单元，再通过现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表、远程I/O单元等相连接构成现地控制子系统，与厂站级系统结合形成整个控制系统。计算机监控系统的发展经历了从简单到复杂、从集中式控制向分布式发展、从单层网络向多层网络发展的过程。计算机监控系统向分布式、网络化、智能化发展过程表明，任何一种技术有了新的突破，都必然带来监控系统技术的进步与革新。随着计算机通信技术的发展，水电厂各种仪表、设备和辅机系统的数字化和智能化日趋完善，促进了水电厂计算机监控系统技术的不断发展，监控系统的采集控制范围不断扩大，现地层设备的互联方式也从以往的I/O通道发展到现在更多地采用通信方式互联。近期，结合承担的水电站计算机监控系统工程，我们对当前水电站数字化设备的通信运行状况及特性进行了分析研究和总结。1监控系统现地层设备的互联1.1现地层设备互联通信方式现地层设备的互联通信可以增加数据采集的灵活性和数量、节省大量电缆、减少施工时间，目前常用的通信互联方式包括串行通信、现场总线和工业以太网通信方式。（1）串行通信接口（RS232/485/422）串行通信接口RS232/485/422是目前监控系统现地控制单元与外围系统和设备连接的主要通信接口方式。由于现地需要通信互联的设备较多，且各设备通信接口和规约标准不一，串行通信接口和编程比较简单且形式多样，能比较好地收稿日期：2010-04-28作者简介：张毅（1963-），男，北京中水科水电科技开发有限公司（中国水利水电科学研究院自动化所）总工，教授级高级工程师，主要从事水电厂计算机监控系统技术的研究与开发工作。6水电站机电技术第33卷业，现场总线的应用主要包括ModbusPlus、Profibus-DP、CAN、DeviceNet、ControlNet等。现场总线的应用主要根据所采用的控制系统设备来确定总线的类型。（3）工业以太网近年来，工业...