摘要：針對(duì)現(xiàn)有的無(wú)人電站系統(tǒng)供電的薄弱環(huán)節(jié)等問題，本文研究了Modbus總線控制在自動(dòng)電站中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和可行性；分析其對(duì)自動(dòng)電站和設(shè)備進(jìn)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)電站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、處理、監(jiān)控和調(diào)度的方案。分析可知，該方案為用戶用電設(shè)備的安全提供了可靠保證。
　　關(guān)鍵詞：Modbus總線控制自動(dòng)電站現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)
　　中圖分類號(hào):TP27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　
　　1 引言
　　隨著信息高科技的發(fā)展，智能化成為信息時(shí)代的主流，且在構(gòu)建無(wú)人自動(dòng)電站系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用。在無(wú)人電站系統(tǒng)中，其運(yùn)行由于無(wú)人值守，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，排除隱患，一直是供電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代科技的發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用都對(duì)自動(dòng)電站系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求，因而智能自動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)成為其實(shí)現(xiàn)的有效途徑。通過使用智能電動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能，可以使值班管理人員根據(jù)自動(dòng)電站系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行負(fù)荷分析、合理調(diào)度、遠(yuǎn)控合分閘、躲峰填谷，掌握安全控制、事故處理的主動(dòng)性，減少或避免誤操作、誤判斷，縮短事故停電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)電站系統(tǒng)的現(xiàn)代化運(yùn)行管理。[1] 作為自動(dòng)電站的通信系統(tǒng)之一，現(xiàn)場(chǎng)總線用總線連接數(shù)字化、智能化的測(cè)量和控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和交換，完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，并且具有協(xié)議簡(jiǎn)單開放、 容錯(cuò)能力強(qiáng)、 實(shí)時(shí)性高、 安全性好、 成本低、適于頻繁交換等特點(diǎn)。目前我國(guó)電力行業(yè)的的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用主要有 FF、Profibus、LonWorks、CAN、DeviceNet、Modbus等。其中，Modbus總線以其通用成熟的第三方標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試軟件及較低的成本為用戶使用提供了諸多優(yōu)勢(shì)。通過利用服務(wù)器將Modbus現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)，應(yīng)用于自動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)，并利用亞控組態(tài)軟件（組態(tài)王）進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)Modbus在自動(dòng)電站中的廣泛使用。
　　
　　2 基于Modbus的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控件器上的一種通用語(yǔ)言，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信，目前已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。[2] Modbus總線技術(shù)總線結(jié)構(gòu)安全、簡(jiǎn)潔，具有很高的可靠性和實(shí)用性，是莫迪康公司為其公司生產(chǎn)的可編程控制器 PLC 設(shè)計(jì)的通信協(xié)議；主要包括物理層硬件接口和總線協(xié)議。
　　在Modbus的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)自動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)如下：自動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控層、通信網(wǎng)絡(luò)層、監(jiān)控管理層。圖1為自動(dòng)電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控層由現(xiàn)場(chǎng)智能裝置組成，包括各網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能配電監(jiān)控保護(hù)模塊、網(wǎng)絡(luò)I/O等，主要負(fù)責(zé)采集底層信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)各供配電回路的各種電量參數(shù)(電壓、 電流、 有功功率等)的監(jiān)測(cè)，對(duì)各回路的分合狀態(tài)、故障信息報(bào)警，配合軟件進(jìn)行監(jiān)視、控制。結(jié)合一次主接線圖監(jiān)測(cè)方案，低壓進(jìn)線回路采集選用電力參數(shù)測(cè)量?jī)x和帶通信接口的智能斷路器實(shí)現(xiàn)，重要饋線支路采集電力參數(shù)測(cè)量?jī)x和不帶通信接口的普通斷路器實(shí)現(xiàn)；一般饋線回路采用多回路監(jiān)控單元搭配不帶通信接口的普通斷路器；低壓配電電容器補(bǔ)償回路使用自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償控制器。[3]
　　電力參數(shù)測(cè)量?jī)x選用PM810電力參數(shù)測(cè)量?jī)x。重要饋線支路采集通過普通斷路器的電磁操作機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)與PM810的狀態(tài)量輸入連接監(jiān)測(cè)斷路器的分合狀態(tài)；一般饋線回路應(yīng)用MC08多回路監(jiān)控單元，它具有采集8路數(shù)字輸入8路數(shù)字輸出，可利用電磁操作機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)與MC08相連，用于多臺(tái)斷路器的分合閘狀態(tài)和故障狀態(tài)。電容器補(bǔ)償回路運(yùn)用JSF18COM自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置采集電容器的投切狀態(tài)。通信網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)以及分布式控制系統(tǒng)中，它是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提供了各現(xiàn)場(chǎng)的配電和控制設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信連接。
　　本系統(tǒng)中利用i.LON100 e3 服務(wù)器將底層的Modbus的串口通信轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)接口上。監(jiān)控管理層通過計(jì)算機(jī)和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、用戶界面、系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存管理、報(bào)警提示、 故障記錄等功能。上位機(jī)為研華工控機(jī)，監(jiān)控軟件選用的是亞控組態(tài)王；使用i.LON100e3服務(wù)器進(jìn)行Internet連接。i.LON100 e3將Modbus RTU的串口通信轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)上，利用TCP報(bào)文幀進(jìn)行了封裝，但Modbus規(guī)約的核心數(shù)據(jù)幀沒有任何變化，收集由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊采集的各種電力參數(shù)及故障信號(hào)，并且通過系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)一的處理、分類、歸納和總結(jié)，對(duì)系統(tǒng)供配電實(shí)現(xiàn)集中、全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。
　　
　　3 結(jié)語(yǔ)
　　目前較多的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)中都引入基于Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線，通過研究 i.LON100 e3 服務(wù)器將 Modbus 的串口通信轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)接口上，監(jiān)控計(jì)算機(jī)可清楚了解到自動(dòng)電站系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的需要做出合理的調(diào)配，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)電站系統(tǒng)的監(jiān)控，滿足了自動(dòng)電站的少人或無(wú)人值守的需要，提高了自動(dòng)電站系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和信息處理能力。同時(shí)服務(wù)器也可以分析用電設(shè)備電能的使用記錄，采取相應(yīng)手段進(jìn)行節(jié)能控制。配電監(jiān)控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)，正在向多功能方向發(fā)展，并最終為用戶創(chuàng)造價(jià)值帶來(lái)實(shí)惠。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]