現場(chǎng)總線(xiàn)是指安裝在制造或過(guò)程區域的現場(chǎng)裝置與控制室內的自動(dòng)裝置之間的數字式、串行、多點(diǎn)通信的數據總線(xiàn)。它是一種工業(yè)數據總線(xiàn)，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數據通信網(wǎng)絡(luò )。簡(jiǎn)單說(shuō)，現場(chǎng)總線(xiàn)就是以數字通信替代了傳統4-20mA模擬信號及普通開(kāi)關(guān)量信號的傳輸，是連接智能現場(chǎng)設備和自動(dòng)化系統的全數字、雙向、多站的通信系統。主要解決工業(yè)現場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場(chǎng)設備間的數字通信以及這些現場(chǎng)控制設備和優(yōu)質(zhì)控制系統之間的信息傳遞問(wèn)題。
系統構成
基于現場(chǎng)總線(xiàn)的調度自動(dòng)化系統主要由廠(chǎng)站端系統、調度端系統和通信系統構成。
(1)廠(chǎng)站端系統
廠(chǎng)站端(發(fā)電廠(chǎng)、變電站端)的監測與控制系統由前端智能單元、工控機、網(wǎng)絡(luò )通信管理適配卡、專(zhuān)用調制解調器Modem和相應軟件組成。
1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對各線(xiàn)路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓；AB相間電壓；BC相間電壓；CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無(wú)功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負有功電能、三相/單相正無(wú)功電能、三相/單相負無(wú)功電能、三相/單相功率因數以及周波等電參量的測量；另一方面還要完成對各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測和控制。前端智能單元一般采用16位微處理機系統，主要包括采集控制邏輯、模擬信號處理、開(kāi)關(guān)量輸入輸出處理、通信處理、系統監測與保護、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及電源部分。前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，并可安裝在戶(hù)外的端子箱內。
2)工控機。工控機用于顯示廠(chǎng)站電氣主接線(xiàn)及其運行狀況、記錄各種數據、顯示各種曲線(xiàn)和圖表、異?；蚴鹿蕡缶按蛴?、信息轉發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺工控機即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠(chǎng)，根據監視點(diǎn)的需要可增加工控機的臺數。
3)網(wǎng)絡(luò )通信管理適配卡。網(wǎng)絡(luò )通信管理適配卡插在工控機的擴展槽上，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現前端智能單元和工控機之間的高速數據交換，并實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )的管理。
4)Modem。Modem(調制解調器)是電力系統的專(zhuān)用Modem，它完成發(fā)電廠(chǎng)、變電站與調度端之間的數據通信。
(2)調度端系統
調度端對整個(gè)系統進(jìn)行監視、控制和管理。調度端系統由工控機、調制解調設備、多路通信接口設備、大屏幕顯示器構成。調制解調器Modem接收來(lái)自載波機的調制信號，同時(shí)調度端發(fā)出的命令又可通過(guò)Modem調制后送到載波通道，然后送到廠(chǎng)站端。多路通信接口完成多路數字信號與廠(chǎng)站端工控機的數據通信。大屏幕顯示器用來(lái)顯示電力網(wǎng)絡(luò )圖、電網(wǎng)參數和負荷曲線(xiàn)等。
(3)數字通信
廠(chǎng)站端與調度端之間的數據交換是通過(guò)數據通道傳送的。目前電力系統有載波通道、微波通道和光纖通道等。對于載波通道和微波通道，需要在通道兩端使用電力系統的專(zhuān)用調制解調器Modem，同一通道兩端的Modem更好采用同一廠(chǎng)家同一型號的Modem。
系統特點(diǎn)
基于現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)電廠(chǎng)、變電站實(shí)時(shí)監測監控系統以及由此構成的調度自動(dòng)化系統，既可避免使用大量電纜將PT(Potential Transformer，電壓互感器)、CT(Current Transformer，電流互感器)二次側電參數傳送至中控室，又可減少線(xiàn)損造成的誤差，提高了測量精度。此外還可取消中控室，實(shí)現無(wú)人值守，不但節約占地面積與基建投資，而且還可把運行人員從日夜值班的勞累中解放出來(lái)?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)的廠(chǎng)站實(shí)時(shí)監測監控系統與傳統的廠(chǎng)站監測監控系統相比，具有如下特點(diǎn)：
1)前端智能單元(或稱(chēng)現場(chǎng)智能設備)可安裝于CT或PT端子箱內，對所采集的數據就地處理，然后進(jìn)行數字化(通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn))傳送。
2)網(wǎng)絡(luò )由兩根雙絞線(xiàn)組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
3)解決了傳統監測系統中CT和PT到中控室間的壓降問(wèn)題，測量精度高。
4)抗干擾能力強，能在戶(hù)外惡劣條件下運行。
5)結構簡(jiǎn)單，體積小，安裝、維修方便。
由系統的上述特點(diǎn)，可以預言，基于現場(chǎng)總線(xiàn)的監測監控系統必將廣泛應用于電力系統的發(fā)電廠(chǎng)和變電站中，而且它與數據通道、調度端監控系統一起將構成新一代的調度自動(dòng)化系統。