CSC2000變電站自動化系統是北京哈德威四方保護與控制設備公司開發設計的新一代變電站自動化系統。該系統采用了分層、分布式設計方法和思想，使用了LONWORKS現場總線技術，使得該系統內部形成了一個總線局域網。該系統已廣泛用于35　kV到220　kV不同電壓等級的變電站并受到用戶好評。作為該系統的重要組成部分的遠動主站MASTER，突破了以往傳統RTU設計局限，它充分利用站內的LONWORKS網絡與保護單元通訊來完成四遙功能。與以往傳統RTU相比，MASTER具有許多優點，如遠動點數目不受端子排數目等硬件環境的限制，容量可擴充，二次接線大大簡化，性能價格比高等。 　　8890規約原是美國EMPROS公司制定的，用于調度系統和RTU之間的通訊。后來該公司被西門子收購成為美國西門子公司，但該公司仍保持原有的產品結構和體系，所以同一類產品美國西門子和德國西門子的體系和做法大相徑庭。我國福建、浙江等省調引進了美國西門子調度系統，220　kV以上變電站與省調通訊就使用美國西門子的RTU通過8890規約來完成。黑龍江省引進四套這樣的調度系統用于市調。市調需要通訊的變電站很多，遠動設備情況也復雜。所以，無論是從經濟上還是從技術上，都不可能全部改用美國西門子公司的RTU。這樣就出現了國內遠動設備如何與國外調度系統接口的問題。8890規約與國內常見的1801、N4F、DNP3等遠動規約差別很大，它有許多特殊性。這就增加了國內設備與之接口的難度。由于以前在國內使用不多，國內同行對于8890規約不大熟悉。本文對該規約作一簡單介紹，并與其它問答式規約作對比，給出相應的評述。最后作者根據自己與8890規約成功接口的經驗，介紹CSC2000自動化系統與8890遠動規約接口的實現方案供國內同行參考。 [b]1　CSC2000系統的遠動主站MASTER [/b]　　1.1　系統結構 　　圖1是CSC2000變電站自動化簡圖，前置單元集保護、測量、遠動功能于一體。除了完成保護功能之外，它將AI、DI等與遠動有關的信息都采集進來，以報文形式發到LONWORKS網上，MASTER通過LONWORKS網收到這些報文，從中獲得調度端需要的信息，以遠動報文形式遠傳調度端。調度端下傳的有關命令先到MASTER，MASTER對其拆包之后，再以內部規約的格式向相應的前置單元發令。總之，MASTER與前置單元之間以LONWORKS網為媒介，以網絡報文形式進行通訊。由于前置單元集保護、測量、遠動于一體，所以只需接一套二次電纜即可。與傳統RTU的接線方式相比，這種方式可以大量節約二次電纜，且接線簡單，大大降低了投資。 　　 圖1　CSC2000變電站自動化系統簡圖 　　1.2　MASTER的硬件結構 　　 圖2　MASTER的CPU板主體設計圖 　　CPU板是MASTER板的核心，其上有兩片CPU。Neuron 3150是網絡通訊CPU，它通過LONWORKS網絡完成與前置單元通訊。M77完成對站內報文處理和響應調度命令。兩片CPU以并行方式工作。 　　1.3　MASTER的軟件結構 　　MASTER軟件采用模塊化的設計方法，軟件分為兩層： 　　（1）底層為變電站內部LONWORKS網絡報文的處理模塊。 　　（2）上層為遠動規約處理模塊。 　　上、下層之間功能是相互隔離的，它們之間通過一個實時數據庫進行聯系。這種結構的優點在于與不同遠動規約接口時，設計者只需對上層模塊作局部修改即可，使工作量大為減少，加快了開發速度。 　　1.4　MASTER的技術特點 　　（1）它是一種完全的分布式RTU，它的遙測、遙信、遙控、遙脈均為分布式，所以配制很靈活。 　　（2）容量大、擴展容易，能滿足自動化站對遠動的容量要求 　　若要增加一路遙測、遙信或遙控，只用修改一個MASTER中的地址對應表即可。一個MASTER可用多個RTU地址與調度通訊，其容量是常規RTU的數倍。MASTER在增加容量時無需增加任何費用，且方便易行。 　　（3）與前置單元接口簡單、方便 　　MASTER與前置單元的通訊，完全以網絡報文形式，所以可以很容易完成許多常規RTU難以完成的操作，如遠方整定保護定值、投切保護壓板等。 　　（4）安裝簡單 　　當一個站內的前置單元安裝完畢、網絡線接好之后，只需把MASTER連到網絡上，接上電源就完成了電氣安裝。 [b]2　美國西門子8890遠動規約 [/b]　　美國西門子8890遠動規約是一個規約系列，它主要包括以下規約類型： 　　（1）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　　（Publication Number:60467950） 　　（2）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅰ,RTU Communications Protocol》 　　（Publication Number:60467940） 　　（3）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Synchronous Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　　（Publication Number:60467990） 　　（4）《8890 Remote Terminal Unit,Control Data Asynchronous Type Ⅱ,RTU Communications Protocol》 　　（Publication Number:60467991） 　　由于國內引進的調度系統均使用規約（1），所以本文只介紹規約（1）。文中如無特殊說明，提到8890規約時就是指規約（1）。 　　2.1　8890規約中的數據種類 　　8890規約與其它規約一樣也有遙測、遙信、電度、SOE、遙控等幾種基本數據種類。其中遙信又有三個子類，即簡單狀態遙信、用一位表示的狀態變化遙信、用兩位表示的狀態變化遙信。這樣對遙信就可以進行比較全面的監視和考察了，如斷路器的分、合、檢修等三種狀態就可分清楚了。每種數據都有自己的序列號區間，調度端就是根據序列號區分不同種類數據的。遙控點有自己的控制對象號，與其它數據類型不同。 　　2.2　8890規約中的掃描方式 　　8890規約是問答式規約，通訊模式為半雙工。當不發遙控、對時等命令時，調度端定時掃描子站端。8890規約有以下四種掃描方式： 　　（1）SCAN 1： 要求子站端返回所有的遙測、遙信。 　　（2）SCAN 2： 要求子站端返回所有的遙信量。 　　（3）SCAN 3： 要求子站端返回所要求的序列號區間的所有數據。 　　（4）SCAN3X： 要求子站端返回相對應的3X組態表中所對應的數據。 　　其中，SCAN3方式最靈活，調度端可以用它掃描任意序列號區間的數據，區間的起始和結束點可以由調度端任意給出。當站內RTU的二次接線順序不規范時，如老站改造，可以利用8890規約中的3X組態表生成特殊的掃描順序，調度端就可用SCAN3X方式掃描子站數據了。 　　2.3　8890規約中的幾個典型命令 　　8890規約中的遙控命令分為兩種，直接遙控和選擇遙控。直接遙控是指調度端向子站端發遙控命令，子站端得到命令后直接執行。選擇遙控是指調度端首先向子站端發遙控選擇命令，子站端得到后向調度端回遙控確認報文，調度端根據所回報文的性質，向子站發遙控執行或遙控撤銷命令，子站執行完遙控操作后必須向調度端報告結果。8890規約的遙控點必須有相應的遙信點相對應，否則調度端將無法進行正常的遙控操作。盡管8890規約有兩種遙控方式，但國內根據以往習慣，一般只使用選擇遙控方式而不用直接遙控方式。國內調度系統對于變壓器分接頭的調節，一般都按遙控方式完成。而8890規約則用設點命令完成對變壓器分接頭的調節，所以必須作適當的變通才能適合國內的調度習慣。 　　2.4　8890規約與其它規約的比較 　　8890規約與國內其它的問答式遠動規約如N4F、SC1801、DNP3等相比有以下幾個特點： 　　（1）命令結構清楚，含義明確，命令總數比較少。 　　8890規約的命令總數要比其它問答式規約的少，只有N4F、SC1801等規約的1/2左右。8890規約的命令含義明確，使用者容易理解和操作。N4F、SC1801等規約的命令則要復雜得多。當無對時、遙控等操作時，8890的調度端只是簡單地向子站發掃描命令，而N4F、SC1801等規約則要復雜得多。 　　（2）數據鏈路比較復雜。 　　8890規約的數據鏈路層要比其它規約復雜，加之它又要求半雙工通訊模式，所以子站端的遠動設備與調度端的前置機的配合比較復雜。在這方面N4F、SC1801等規約則要簡單得多。 　　（3）調試比較復雜 　　由于從8890調度端的前置機不能直接觀察到子站送來的遠動報文，所以必須使用美國西門子配備的專用調試裝置來配合子站的調試。由于這種調試裝置電路設計上的不完善，因此有時會對子站端的設備造成干擾，這就要求調試人員必須分辨出真偽。子站的數據庫與調度端的數據庫之間也必須滿足一些要求，否則調度端的數據庫工作會不正常，甚至會出現調度端整個數據庫崩潰的可能。而N4F、SC1801等規約的調試則要簡單得多。 3　CSC2000系統與8890規約接口的實現 　　軟件系統框圖如圖3所示。各模塊的功能及相互關系如下： [img=527,326]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dwjs/dwjs9902/image2/56.gif[/img] 　　圖3　軟件系統框圖 　　（1）系統初始化 　　該模塊完成CPU板上兩片CPU、串行通訊芯片等硬件的初始化工作。 　　（2）主循環 　　清除片內外的WATCHDOG，并循檢各種標志字，一旦某一標志字發生變化，就執行相應模塊。 　　（3）監控處理模塊 　　根據標志字變化信息，驅動站內告警、事故信號，調用遠動處理模塊或站內通訊模塊，按有關規約格式（8890規約或CSC2000內部規約）發出站內控制命令或遠動報文。 　　（4）遠動通訊處理模塊 　　該模塊實現了8890規約與CSC2000內部規約報文之間的轉換功能及遠動通訊管理功能，在站內外兩種規約地址對應表的幫助下，搜索實時數據庫。 　　（5）數據庫模塊 　　該模塊主要完成對實時數據庫的更新和管理工作。 　　以上各個模塊的具體實現由于篇幅所限，本文就不具體介紹了。 [b]4　參考文獻 [/b]　　1　CDT循環式遠動規約.北京：水利電力出版社，1991 　　2　8890 Remote Terminal Unit,Control Data Type Ⅱ,RTU Communication Protocol.Siemens Energy & Automation.Inc.1994