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長(zhǎng)園深瑞ISA-301C通訊管理單元

概述：

ISA-301C系列通訊接口設(shè)備是深瑞公司為適應(yīng)變電站綜合自動(dòng)化的需要，在總結(jié)多年從事變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)推出的基于以太網(wǎng)的通訊管理單元。

作為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊樞紐裝置，ISA-301C連接著各種不同的智能采集控制設(shè)備和監(jiān)控端，協(xié)調(diào)各設(shè)備與監(jiān)控端的數(shù)據(jù)和命令交互。具體來(lái)說(shuō)，它連接著間隔層的保護(hù)測(cè)控裝置和各種智能采集設(shè)備，收集系統(tǒng)模擬量、開(kāi)關(guān)量和電度等信息；經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換后向各級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)（變電站當(dāng)?shù)睾笈_(tái)或調(diào)度系統(tǒng)）。同時(shí)，它接收后臺(tái)監(jiān)控或調(diào)度的控制命令，轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的智能設(shè)備，完成控制端和間隔層設(shè)備的信息交互。

ISA-301C使用了更為緊湊、更具智能的各種功能板和接口板插件，使之具有更長(zhǎng)周期的使用壽命。當(dāng)需要擴(kuò)充、增加功能時(shí)，只需要簡(jiǎn)單的擴(kuò)充插件、增加相應(yīng)的功能軟件，而不需要替換已有的ISA-301C裝置。因此，使得運(yùn)行成本更低、更容易維護(hù)。

裝置已成功應(yīng)用于110kV及以下變電站1000余套。

應(yīng)用范圍

ISA-301C系列通訊接口設(shè)備，適用于110kV站及以下綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。裝置采用TCP/IP局域網(wǎng)接口與站層系統(tǒng)進(jìn)行通訊；根據(jù)角色的不同，可細(xì)分為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的前置機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)工作站以及規(guī)約轉(zhuǎn)換器等。根據(jù)不同電壓等級(jí)變電站的規(guī)模和具體控制要求，大型變電站可采用雙網(wǎng)配置，小型變電站則一般采用單網(wǎng)配置。

根據(jù)使用環(huán)境以及功能軟件的不同，ISA-301C可以劃分為以下幾種型號(hào)：

功能：

1.         總控單元

對(duì)于簡(jiǎn)單的變電站系統(tǒng)，由于規(guī)模比較小，往往是只配置一套通訊接口設(shè)備：該通訊接口設(shè)備既需要全部接入本站內(nèi)的全部設(shè)備，還要負(fù)責(zé)與各級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊；其中包括①當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)、②保護(hù)信息系統(tǒng)、③各級(jí)調(diào)度調(diào)度系統(tǒng)、④保護(hù)裝置、⑤測(cè)控裝置、⑥保護(hù)測(cè)控一體化裝置、⑦電能電表、⑧直流屏等智能裝置。在這種情況下，應(yīng)該采用總控單元ISA-301CA/ISA-301CB來(lái)負(fù)責(zé)變電站內(nèi)全部系統(tǒng)和設(shè)備之間的通訊。

作為總控單元，它具備遠(yuǎn)動(dòng)工作站、前置機(jī)和規(guī)約轉(zhuǎn)換器的全部功能。

2.遠(yuǎn)動(dòng)工作站

ISA-301CC/ISA-301CD用作遠(yuǎn)動(dòng)工作站，可與遠(yuǎn)方集控中心或調(diào)度主站系統(tǒng)通訊。傳輸媒介既支持載波、數(shù)字光纖通訊，也支持網(wǎng)絡(luò)通訊，提高了信息的傳輸容量和實(shí)時(shí)性。

對(duì)于所有站內(nèi)信息，遠(yuǎn)動(dòng)工作站按照“直采直送”的原則上送主站；此外遙信信息還可以通過(guò)或、與、同或、異或的處理方式生成新的遙信信號(hào)，這樣既可壓縮上傳的數(shù)據(jù)量，又能獲得系統(tǒng)無(wú)法直接采集到的特殊信號(hào)。

遠(yuǎn)動(dòng)工作站遵循開(kāi)放系統(tǒng)要求，提供電力系統(tǒng)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，包括DL/T 451–91、DL/T 634.5101－2002、DL/T 634.5104－2002等，實(shí)現(xiàn)了與不同主站系統(tǒng)互聯(lián)的兼容性。

3. 前置機(jī)

當(dāng)變電站內(nèi)的保護(hù)及保護(hù)測(cè)控裝置數(shù)量眾多時(shí)，往往需要將這些裝置分?jǐn)偟蕉鄠�(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)中去，以使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷保持在合理的水平，利于網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，根據(jù)保護(hù)和測(cè)控功能互不干擾的原則，也需要將保護(hù)和測(cè)控分別組網(wǎng)。在每一個(gè)子網(wǎng)中，需采用ISA-301CE/ISA-301CF前置機(jī)來(lái)管理。

4.保護(hù)管理機(jī)

ISA-301CG用作保護(hù)管理機(jī)，可接入本公司所有系列的保護(hù)及保護(hù)測(cè)控裝置。通過(guò)保護(hù)管理機(jī)，能提供多個(gè)通訊接口給SCADA系統(tǒng)，接口形式可以是串口也可以是以太網(wǎng)；每個(gè)接口既可管理所有保護(hù)裝置，也可獨(dú)立管理一部分保護(hù)裝置，均攤各個(gè)接口的負(fù)荷。由于與SCADA系統(tǒng)的接口采用了標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議(IEC103規(guī)約)，將保護(hù)裝置內(nèi)部通訊的復(fù)雜性完全隱藏，方便了接入到不同的SCADA系統(tǒng)。

5.規(guī)約轉(zhuǎn)換器

隨著變電站自動(dòng)化程度越來(lái)越高，站內(nèi)大多數(shù)設(shè)備都采用了智能模塊并提供通訊接入，且每種設(shè)備的接口不一樣，通訊規(guī)約也各不相同。為了將諸如此類的直流屏、交流屏、電度表、小電流接地選線、微機(jī)消弧、消防報(bào)警等智能設(shè)備接入到系統(tǒng)中，需將以上規(guī)約轉(zhuǎn)換為一種SCADA系統(tǒng)所識(shí)別的規(guī)約。作為規(guī)約轉(zhuǎn)換器，ISA-301CH能接入國(guó)內(nèi)外眾多廠商的智能設(shè)備，并有與之通訊的成功案例。

特點(diǎn)：

1.實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)

ISA-301C系列通訊接口設(shè)備采用高性能的32位CPU，運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；通過(guò)軟件和硬件的良好配合，實(shí)時(shí)、可靠、穩(wěn)定、高效地完成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信任務(wù)。

ISA-301C系列通訊接口設(shè)備所選用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，也很好的滿足了電力系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。

裝置采用多任務(wù)管理，不同任務(wù)安排不同的優(yōu)先級(jí)，各任務(wù)獨(dú)立運(yùn)行各不干擾。各種通訊協(xié)議的處理之間也相互獨(dú)立，當(dāng)某一通訊出錯(cuò)時(shí)，不會(huì)影響到其他通訊的正常運(yùn)行。此外，系統(tǒng)還對(duì)各任務(wù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)某一任務(wù)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚龅焦收系淖詸z測(cè)和自恢復(fù)。

2. 多CPU結(jié)構(gòu)

ISA-301C系列接口設(shè)備采用多CPU結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的處理能力和充足的系統(tǒng)資源。主CPU負(fù)責(zé)液晶顯示和調(diào)度任務(wù)處理，從CPU負(fù)責(zé)間隔層智能設(shè)備的規(guī)約解析。通過(guò)多CPU的分工、合作，確保自動(dòng)化系統(tǒng)在各種復(fù)雜情況下均具有較好的實(shí)時(shí)通信性能。

3.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

ISA-301C系列通訊接口設(shè)備與站層后臺(tái)監(jiān)控采用以太網(wǎng)通訊，與間隔層ISA保護(hù)測(cè)控裝置可以采用工業(yè)以太網(wǎng)、CANBUS網(wǎng)絡(luò)或RS485總線方式進(jìn)行通訊。與其他智能設(shè)備通訊則提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS232、RS422或RS485接口。

4.通訊規(guī)約

裝置具有完善的通訊規(guī)約庫(kù)。與后臺(tái)通訊采用DL/T 634.5104–2002傳輸規(guī)約，與ISA保護(hù)測(cè)控裝置通訊采用《ISA擴(kuò)展103規(guī)約V1.0》或《基于CAN網(wǎng)保護(hù)測(cè)控通訊規(guī)約V3.02》。此外還支持多種電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，具有與不同廠家的同種規(guī)約的互操作性；支持大部分廠商的配套智能化設(shè)備，如微機(jī)高壓保護(hù)測(cè)控單元、數(shù)字電度表、微機(jī)直流電源、小電流接地選線等通訊規(guī)約，支持與各種不同智能設(shè)備之間的通訊互聯(lián)、數(shù)據(jù)交互。

5.靈活的對(duì)時(shí)方式

ISA-301C系列接口設(shè)備提供GPS時(shí)鐘對(duì)時(shí)接口，支持IRIG-B（DC）碼對(duì)時(shí)、差分脈沖對(duì)時(shí)（需與GPS報(bào)文對(duì)時(shí)相結(jié)合）兩種方式；此外還可以接受來(lái)自調(diào)度的對(duì)時(shí)信息。

6.功能強(qiáng)大的組態(tài)

通過(guò)在PC機(jī)上使用功能強(qiáng)大的配置組態(tài)工具，可以方便地完成變電站信息的生成和維護(hù)。通訊接口設(shè)備組態(tài)工具擁有人性化的用戶界面，提示信息明確，操作方便，提供靈活多樣的開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)變電站內(nèi)裝置雖多但型號(hào)卻不多的實(shí)際情況，組態(tài)工具引入了裝置模板的概念，可以按照型號(hào)將裝置的常用信息編制成保持為模板，應(yīng)用時(shí)也可從模板庫(kù)中導(dǎo)入，使組態(tài)過(guò)程智能化，大大減少了工程應(yīng)用中信號(hào)的配置工作量，縮短工程調(diào)試時(shí)間。

7.周全的備份處理

使用雙機(jī)配置的通訊管理單元在軟硬件上相互獨(dú)立，故障互不影響。正常工作情況下，兩單元處于一主一備狀態(tài)。一旦處于工作狀態(tài)的通訊單元發(fā)生故障后，雙機(jī)聯(lián)絡(luò)線迅速將各通信接口切至備用通訊單元，將故障通訊單元與外部接口隔離，同時(shí)啟動(dòng)備用通訊單元進(jìn)入工作狀態(tài)，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

8.完備的事件記錄

系統(tǒng)的可靠運(yùn)行離不開(kāi)完善的記錄，ISA-301C系列接口設(shè)備提供了完備的記錄以供在系統(tǒng)正常及故障時(shí)對(duì)當(dāng)時(shí)狀況的輔助分析；對(duì)遙控操作記錄和本機(jī)運(yùn)行記錄掉電保持。

9.實(shí)用的調(diào)試功能

系統(tǒng)在正常運(yùn)行前需要全面的調(diào)試，而在調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到條件不成熟的情況，又或者在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需定位問(wèn)題的所在。為此，裝置特意增加了包括虛擬信號(hào)、虛擬事件、各種信號(hào)表等實(shí)用的輔助調(diào)試功能，從而提高現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試的速度和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題分析的效率。

技術(shù)指標(biāo)：

直流工作電源：220V，允許偏差：-20% ～ +15%

通訊速率：CAN網(wǎng)接口

波特率范圍5K～1Mbps（5K、10K、20K、40K、80K、100K、200K、400K、800K和1M中任選一個(gè)），波特率缺省為80Kbps。

若波特率設(shè)為缺省值（80k），則有效通訊距離一般不小于800m。

RS232、RS485和RS422串口：波特率范圍300～38400bps任意可選，波特率缺省為9600bps、1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、無(wú)校驗(yàn)位和1位停止位。

以太網(wǎng)：傳輸速率為10/100Mbps。

相關(guān)技術(shù)條件

正常工作環(huán)境：

環(huán)境溫度：-10℃ ～ +60℃

相對(duì)濕度：5% ～ 90%

大氣壓力：70kPa ～ 106kPa

貯存、運(yùn)輸極限環(huán)境溫度：-20℃ ～ +70℃

抗高頻電氣干擾性能符合國(guó)標(biāo)GB6162的有關(guān)規(guī)定

抗輻射電磁干擾性能符合國(guó)標(biāo)GB/T14598嚴(yán)酷等級(jí)為III級(jí)的規(guī)定 裝置能承受IEC-255-22-2規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為III級(jí)的靜電放電試驗(yàn)

裝置絕緣耐壓、耐濕熱、抗振動(dòng)、抗沖擊、抗碰撞性能符合國(guó)標(biāo)GB7261-87的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

裝置工作環(huán)境為無(wú)爆炸危險(xiǎn)、無(wú)腐蝕性氣體及異電塵埃、無(wú)嚴(yán)重霉菌、無(wú)劇烈震動(dòng)源、不允許有超過(guò)發(fā)電廠變電站范圍內(nèi)可能遇到的電磁場(chǎng)存在。