摘 要 光端機是配電自動化系統(tǒng)的重要組成部分，目前在配電自動化通信系統(tǒng)設(shè)計中仍然存在一定的不足，未能充分發(fā)揮出光端機的作用。在這種背景下，文章在對配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)進行簡介的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)據(jù)光端機的組網(wǎng)模式構(gòu)建，以及基于虛擬總線技術(shù)的數(shù)據(jù)光端機在配電網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，以求為配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計提供必要的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞 光端機；配電網(wǎng)；通信系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0043-01

作為配電工作自動化發(fā)展趨勢的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)能否得到科學(xué)的構(gòu)建十分重要。就配電自動化系統(tǒng)而言，其正常高效運行必須要有較為合理的通信工具給予支撐，從而順利的將控制中心所發(fā)布的相關(guān)指令快速精準(zhǔn)的傳輸?shù)綌?shù)目巨大的終端設(shè)施，并進而對來自遠方終端系統(tǒng)的反饋信息加以收集與分析。通信系統(tǒng)的構(gòu)建必須解決傳輸過程中所依賴的介質(zhì)以及所采用的網(wǎng)絡(luò)化體系兩大問題，這也是確保信息傳遞的及時準(zhǔn)確的關(guān)鍵所在。從目前所采用的傳輸材料來看，光纖無論在帶寬、傳輸距離，還是在抗干擾能力、信息容量等方面均具有顯著的優(yōu)勢，這也使得其在配電自動化系統(tǒng)中獲得了大量的利用。從傳統(tǒng)的應(yīng)用來看，通信網(wǎng)絡(luò)模型是通過將數(shù)據(jù)光端機進行整合，構(gòu)建起環(huán)形的光纖網(wǎng)絡(luò)，形成終端的饋線單元，進而將這一饋線單元的通信端口與配變的終端單元進行連接，最終形成一種樹狀的網(wǎng)絡(luò)連接模式。這種模式在使用上具有很多的不便之處，本文借鑒虛擬總線技術(shù)，來對光端機配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的設(shè)計進行創(chuàng)新研究。

1 數(shù)據(jù)光端機的組網(wǎng)模式構(gòu)建

從傳統(tǒng)的構(gòu)建方式來看，配電自動化系統(tǒng)中光纖的拓撲結(jié)構(gòu)一般為雙纖雙向環(huán)網(wǎng)：一個主環(huán)，以順時針方向傳輸數(shù)據(jù)；一個輔環(huán)，以逆時針方向傳輸數(shù)據(jù)。子站和各終端節(jié)點處分別放置一個數(shù)據(jù)光端機，饋線終端連接數(shù)據(jù)光端機的RS-232口，配變終端與集中器組成的RS-485串行通信網(wǎng)與就近的饋線終端相連，數(shù)據(jù)通過饋線終端轉(zhuǎn)發(fā)。這里的饋線終端不進行數(shù)據(jù)解包工作，僅作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。子站?shù)據(jù)光端機的串口中收到的是饋線上所有終端的數(shù)據(jù)。每個饋線終端和配變終端所設(shè)站的地址不相同，處理方式也不相同，子站軟件根據(jù)地址辨別出每個終端設(shè)備的數(shù)據(jù)信息。

就配電自動化系統(tǒng)而言，由于所配置的設(shè)備的不同，其所具有的一系列特征也并不相同，有些設(shè)備必須達到較高的要求標(biāo)準(zhǔn)（如饋線終端的準(zhǔn)時性要求準(zhǔn)則較高），而另一些設(shè)備的要求卻比較低（如并不要求配變終端具有較高的準(zhǔn)時性）。從這種不同的要求來看，在進行通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，可以將準(zhǔn)時性作為劃分線路的準(zhǔn)則，也即將要求較高的設(shè)備構(gòu)建成一條總線，而準(zhǔn)時性要求較低的設(shè)備則構(gòu)成另一條總線。這種構(gòu)建模式將很好的提升整個通信系統(tǒng)的信息反應(yīng)速度。根據(jù)準(zhǔn)時性的要求，單根光纖可以進行虛擬化處理，從而形成4路總線路，也即以太網(wǎng)路、RS-422網(wǎng)路、RS-232網(wǎng)路及RS-485網(wǎng)路。然后，將準(zhǔn)時性要求較高的饋線終端與以太網(wǎng)路相連接，而數(shù)據(jù)終端、配變終端及種種器分別與RS-232、RS-485 及RS-422三條網(wǎng)路相連接。

2 基于虛擬總線技術(shù)的數(shù)據(jù)光端機應(yīng)用

2.1 技術(shù)原理

就應(yīng)用虛擬總線技術(shù)的數(shù)據(jù)光端機而言，按照其發(fā)揮的作用，可以區(qū)分為線路方面的設(shè)施及子站利用方面的設(shè)施兩大部分。具體的工作流程如下：線路方面的設(shè)備接受本地接口所發(fā)送過來的信息數(shù)據(jù)，借助信息的交叉對接技術(shù)以及多線路重復(fù)利用技術(shù)來組成相應(yīng)的幀，并將其發(fā)送到中央處理器所位于的控制中心；對于光口線路設(shè)施所發(fā)送的數(shù)據(jù)，則需要進行信息數(shù)據(jù)的電光之間的轉(zhuǎn)換作業(yè)，進而通過光纖將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)往相應(yīng)的子站；子站在接收到數(shù)據(jù)信息后，需要將這些光纖傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電數(shù)據(jù)，并進而對所形成的電數(shù)據(jù)進行解幀作業(yè)，對整個線路的傳送過程加以監(jiān)督；子站進而將所解幀的數(shù)據(jù)分別發(fā)送給各地的數(shù)據(jù)信息端口，交給電腦進行最終的處理。數(shù)據(jù)光端機根據(jù)用戶需要提供多種類型的總線式數(shù)據(jù)接口，以連接不同的設(shè)備。通過運用虛擬總線技術(shù)，數(shù)據(jù)光端機的實現(xiàn)是充分運用了虛擬化的關(guān)聯(lián)技術(shù)。虛擬化的關(guān)聯(lián)結(jié)束就是指在通信中互相關(guān)聯(lián)的雙方都形成一個共同的邏輯連接模式，從而能夠確保在同一時間內(nèi)從事數(shù)個端口之間的信息流傳遞。在信息流傳遞的過程中，每個端口在邏輯層面都是處于相互獨立的狀態(tài)，也都可以享受到光纖的所有帶寬，不會發(fā)生彼此之間的干擾現(xiàn)象。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢

從技術(shù)優(yōu)勢層面來看，主要涵蓋如下幾個方面的內(nèi)容。一是能夠很好的提升整個通信網(wǎng)絡(luò)的承載水平，并帶來傳輸速度的加快。通常而言，光纖組網(wǎng)所形成的配電自動化系統(tǒng)在承載能力方面具有一定的限制，導(dǎo)致隨著這一通信網(wǎng)絡(luò)中的站點增加而降低信息傳輸速度的現(xiàn)象出現(xiàn)，最終影響到配電自動化工作的開展。傳統(tǒng)的對饋線終端與配變終端的訪問頻率加以限制的方式存在效率方面的遺失，而通過運用數(shù)據(jù)光端機通過與虛擬總線技術(shù)相融合就能夠很好的解決這一問題；二是確保不同的設(shè)備之間的干擾性降到最低，也使得饋線終端簡單化；三是消除各設(shè)備間的干擾，降低饋線終端的復(fù)雜性。在傳統(tǒng)操作上，配變終端的數(shù)據(jù)線系需要借助于RS-485線路與饋線終端進行連接，而饋線終端通常對這些信息數(shù)據(jù)包不解開，只是通過相應(yīng)的協(xié)議要求來分別轉(zhuǎn)發(fā)給各個子站。子站在接到這些壓縮包后，需要進一步借助饋線終端來下達命令給相應(yīng)的裝置來解包，這顯然使得饋線終端十分復(fù)雜。數(shù)據(jù)光端機通過與虛擬總線技術(shù)的融合將可以很好的解決這類問題，使饋線終端變得簡潔。四是能夠有效降低所使用設(shè)備的故障發(fā)生率。在傳統(tǒng)的自動化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，饋線終端不僅要有效的對自身數(shù)據(jù)加以準(zhǔn)確傳輸，還需要實施配變終端、集抄系統(tǒng)等的信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)作業(yè)，因此饋線終端如果發(fā)生故障所帶來的后果是十分嚴(yán)重的，而數(shù)據(jù)光端機通過與虛擬總線技術(shù)的融合將可以很好的解決這類問題。

3 小結(jié)

本文從現(xiàn)場實際出發(fā)，采用基于虛擬總線技術(shù)的數(shù)據(jù)光端機，根據(jù)情況按不同的邏輯總線，人為地將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個網(wǎng)絡(luò)，一根光纖虛擬成幾路總線，不僅大大增加了網(wǎng)絡(luò)的負載能力，而且使網(wǎng)絡(luò)層次分明，傳輸速度更快。

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作者簡介

林忠福（1979-），男，福建莆田人，工程師，本科，研究方向：電力自動化。endprint