实时监控双以太网系统的开发

提出了采用DEC公司的网络软件包PathworksforDOS开发信号采集控制装置的双以太网通信功能的方法,并且对实时监控双以太网系统开发中的关键性技术作了闸述,包括DOS应用程序的非阻塞I／O操作、工业控制微机IPC的双网主备通信,以及Windows NT／2000上开发的双以太网通信容错能力、避免参数／命令重复下发等。还对实时监控双以太网系统的通信可靠性问题进行了分析。     

一种智能变电站新型双网冗余设备及实现

为了解决当前智能变电站自动化系统内网络冗余存在的问题,提出了一种变电站内新型网络冗余的设备(双网冗余接口盒及双网冗余接口卡)软硬件实现方法,将变电站内部保护测控等装置通过双网冗余接口设备接入符合IEC62439-3规范的PRP/HSR网络实现新型双网冗余。采用FPGA+CPU的硬件构架,通过利用在FPGA设计出以太网通信控制MAC模块、PRP/HSR模块、存储控制模块、多路报文转发控制模块协同完成变电站系统内以太网报文冗余处理。试验证明,所研制的冗余设备满足电力系统保护装置对于速动性的要求,在智能变电站自动化系统内具有较好的实用性。     

面向智能变电站二次设备的网络报文管控技术

随着智能变电站以太网应用往混合组网、多网共口的方向发展,网络的安全稳定性对于智能变电站设备可靠运行至关重要。文中深入研究了电力二次设备在多种报文共网共口条件下接收与发送的优化处理机制。在接收方向上针对变电站网络风暴条件下的报文特点,提出多级过滤、分组流量控制的方法实现网络风暴抑制,保证了正常报文的接收与处理;在发送方向上提出以优先级划分为前提的优化调度发送策略,保证了报文发送的实时性并充分利用了网络带宽。同时,基于纯硬件片上系统实现了上述机制的实际应用与测试,有效提升了智能变电站二次设备网络通信的稳定性与可靠性。     

嵌入式以太网在变电站自动化系统中的实现

以太网已成为变电站自动化系统通信的发展趋势.低压变电站自动化系统的间隔层设备硬件平台配置较低,通常难以引入实时操作系统(RTOS)及其TCP/IP协议栈.文中研究了在低硬件配置平台上实现嵌入式以太网通信软件的若干关键问题,提出了一种多任务分时、分层的以太网通信软件结构;对内存采用实时性较好的空间表进行管理,对报文采用动态的组织和管理方式;对间隔层设备的路由和地址解析问题,间隔层设备只实现地址解析功能,变电站的外出网关设定地址解析协议(ARP)代理功能,从而大大降低了系统的复杂性.另外,还针对以太网实现中的其他问题进行了讨论.     

PROFIBUS和工业以太网在磁悬浮列车运行控制系统中的应用

设计PROFIBUS和工业以太网构成的二层通信网络,以满足磁悬浮列车运行控制系统对数据通信提出的安全、高速等要求.在STEP7编程环境下,实现了西门子PLC与其PLC从站、变频器从站之间的PROFIBUS通信以及PLC与上位机之间的以太网通信.另外,通过SAPI-S7接口使计算机实现了与S7现场设备之间的以太网通信功能.     

智能电器接入以太网方式的比较及其接口的开发

分析和比较了底层现场设备以太网接入的3种方式,针对电器智能化网络开放性、灵活性、可靠性的要求和智能化电器设备一般带有串行通信接口的特点,提出了通过专用的以太网通信接口实现智能电器接入以太网的方案,开发了基于ARM微处理器的智能电器接入以太网接口.     

数字化变电站中智能终端装置动作时延测试的研究

基于IEC61850标准的陕西延安750kV智能变电站的系统测试,介绍了智能终端装置动作时延的测试方法.该测试方法主要运用测试装置向智能终端装置模拟发送GOOSE报文,由智能终端装置对接收到的GOOSE报文进行解析,并做出相应的动作.     

嵌入式以太网技术在数字继电保护平台上的实现

介绍了基于嵌入式以太网的数字继电保护平台结构,分析了以太网介质访问的特点,讨论了嵌入式以太网在数字保护平台中的应用可行性,围绕通信的实时性提出了几种设计方案,具体包括应用令牌传送协议、应用交换式HUB、改变网络拓扑结构和提高以太网的通信速率等,从继电保护需传送数据具有的特点考虑,兼顾技术和成本的综合比较,最终选择采用令牌传送协议的通信方案,并给出了用以太网控制器CS8900实现以太网通信的硬件设计方案和软件设计流程。     

智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究

过程层网络的通信性能对智能变电站的安全稳定运行起着关键的决定作用。而通信以太网络的不透明、不可视,使过程层网络通信过程不可控,这成为智能变电站发展的瓶颈。以过程层网络报文特性为切入点,对典型智能变电站——琴韵变的过程层网络报文特征进行分析,进而对过程层网络的通信特性做出研究,指出现有过程层网络通信配置中的一些不足,并给出了改进办法。这在一定程度上使过程层网络变得透明、可控,并对智能变电站的建设工作具有一定的探索性参考意义。     

基于PIC18F97J60的以太网通信接口设计

本文给出了一种基于以太网单片机PIC18F97J60的以太网通信接口的设计方法。首先介绍了单片机PIC18F97J60及其内嵌以太网控制模块的主要特性,然后给出了以太网通信接口的硬件设计电路。通过在单片机上移植Microchip公司的TCP/IP协议栈,建立了基于TCP协议的应用程序,从而实现了以太网的通信接口。试验结果表明该方法实现的以太网通信接口硬件电路简单、可靠性高、成本低。     

新一代智能变电站控制保护一体化智能终端研究与开发

适应新一代智能变电站对二次设备功能一体化的要求,对集成保护控制功能的智能变电站一体化智能终端进行研究。结合间隔层和过程层二次设备的工程配置,对一体化智能终端的接口标准化、功能整合、信息共享、整装置的即插即用、软硬件集成以及可靠性设计等进行研究。依托新一代智能变电站层次化保护系统体系架构,提出一种实现间隔功能自治的一体化装置设计方案。采用多CPU信息融合与高速交互技术,在一套装置中集成了合并单元、智能终端、测控和保护装置的功能。基于紧凑型设计原则开发了适用于220 kV线路间隔的智能变电站控制保护一体化智能终端样机。通过测试验证,表明方案能减少二次设备数量,简化智能变电站系统架构。     

基于嵌入式以太网的变电站自动化系统无缝通信体系结构

从变电站自动化系统分层分布设计的角度出发，阐述了嵌入式以太网技术在变电站间隔层装置中的应用及实现方案。网络通信层采用光纤自愈环型以太网作为变电站网络层的主干网，在此基础上构建变电站综合自动化系统无缝通信体系结构，从而满足了该系统对网络通信的高带宽、高稳定性、高可靠性的要求，实现了智能电子设备的无缝接入。     

智能变电站二次系统典型设计智能辅助方案研究

智能变电站二次回路设计与常规变电站存在差异,二次虚回路设计与虚端子连接、通信链路相关。在标准化设计规范尚不完善的情况下,智能变电站二次系统典型设计水平关系到设计效率及智能变电站技术的推广应用。以装置标准化和间隔标准化为基础建立典型间隔模板库,规范通信图和虚拟回路图设计;基于典型间隔知识库,采用虚端子模糊匹配原理并通过复制应用于工程设计,标准设计规范的导入只需升级知识库。依此方案建立的典型设计智能辅助平台,可显著提高设计水平。     

基于uClinux的以太网通信模块在变电站自动化系统中的应用

在研究了嵌入式操作系统uClinux的基础上,构建了以S3C44BOX为CPU、CS900A为以太网控制器的智能电气设备以太网接入模块,提出了以此作为变电站间隔层通信接口的变电站自动化系统通信方案。该方案能够提高现有变电站自动化系统通信的速度和可靠性, 并能升级成符合IEC61850体系的变电站自动化通信系统。     

基于DSP和交换芯片的智能终端通信模块设计

文章在分析数字化变电站对智能终端通信能力要求的基础上,提出一种基于ADSP-BF518处理器、FPGA和以太网交换芯片Marvell 88E6060的通信模块设计方案,以实现测控保护一体化智能终端与站内设备之间的高速通信。针对IEC61850标准变电站对智能终端通信网络的需求,分析了时钟同步、采样值和GOOSE信息的数据传输特征,完成智能终端通信模块硬件设计和底层驱动程序的开发,并引入嵌入式实时操作系统uC／OSlI,通过合理分配任务优先级和任务间调度。实现了lEEEl588时钟同步、IEC618509-2采样值和GOOSE报文的传输,验证了设计的可行性。     

基于RTDS的智能变电站故障排查试验方案设计

智能变电站发生故障时,后台监控系统会发出大量的告警信号,运行人员有时无法及时、准确判断故障区域,对此设计了4种排查不同类型故障的闭环测试方案。方案1可排查线路保护或变压器保护装置故障,方案2可排查网络交换机故障,方案3可排查合并单元和智能终端设备故障,方案4可排查系统复杂故障。通过RTDS仿真试验验证了4种方案的正确性、可靠性,可实现对智能变电站单装置、单间隔、整站及区域电网的闭环测试,可解决智能变电站电气二次系统故障难以排查的技术难题。     

一种前接线二次保护装置显示终端的设计与实现

为了满足标准配送式智能变电站预制舱式二次组合设备安装使用要求,针对装置本体与显示终端分离的前接线二次保护装置,给出一种前接线二次保护装置显示终端的设计与实现方法。基于该方法设计的显示终端,采用独立的自带CPU,通过屏蔽以太网线与保护装置本体通信,抗电磁干扰性能较强,安装位置可以根据实际需求灵活部署。软件设计基于嵌入式实时Linux操作系统,通过自适应信息组织方式,实现兼容多种保护装置的信息显示。中国电力科学研究院测试结果与某220k V变电站的成功试运行证明了该显示终端适用于多种前接线二次保护装置的正确性和实用性。     

变电站二次设备网络打印技术研究

针对变电站二次设备串口打印速度慢、造价高等缺点,提出一种基于以太网打印协议的变电站二次设备网络打印方案。介绍了具体设计细节以及在变电站内不同通信拓扑下的实施方法,并在打印介质、通信可靠性、打印时间等方面将网络打印与串口打印以及后台打印方式进行了对比。结果表明在保持打印内容不变的条件下,能较大幅度的增加二次设备的打印速度,提高工作效率。     

智能变电站二次设备端口自动识别方法

为提升智能变电站对二次系统的管理和控制能力,提出一种智基于网络报文解析能变电站二次设备端口自动识别方法.从过程层以太网组网技术和基于IEC61850的通信协议两个方面概要分析了过程层网络通信方式,研究了通过SCD文件解析和交换机端口表统计自动生成携带网络拓扑信息和设备连接情况的IED设备端口表的具体过程和方法.研究内容对过程层网络拓扑管控和二次设备即插即用等技术具有重要意义,给智能变电站二次系统网络管理和控制提供了新的途径.     

智能变电站专用通信设备的关键技术

针对智能变电站信息流的特点,提出了一种基于IEC61850标准的专用智能通信设备的开发方案。分析了智能变电站目前采用的工业以太网交换机在经济成本和技术应用方面的情况,探讨了未来智能变电站对通信设备的特有应用需求。专用通信设备摈弃了工业以太网技术使用的数据处理机制,采用虚专线、层次化的OAM、端到端的QoS、精确时钟同步以及标准建模等技术,优化了网络资源配置管理,提高了通信设备的信息传输效率以及网络性能。