PowerLogic配电监控和DCS系统的应用接口分析.PDF

2007 年PAE 应用方案文集 监控与保护 PowerLogic 配电监控与DCS 系统的应用接口分析 徐军鹏 （电力监控与补偿滤波产品应用工程师/成都） 摘要：目前，工业领域广泛应用的DCS 集散控制系统正向使用现场总线的技术方向迅猛发展， 过程控制与基于现场总线技术的配电监控系统完全互通成为一个全面的监控系统已成为 一个迫切的需求，但实际应用中，如何选择实现方案，并保证可靠性和实时性，仍然是 众多工业用户面临的难题。施耐德PowerLogic 配电监控系统凭借优异的产品以及全面的 应用方案，是配电监控的最佳选择。本文详细介绍了PowerLogic 与DCS 系统的应用方案 以及Modbus 技术的应用优势，并在如何解决通讯效率的问题上做了详细的方案介绍。 0 前言 近年来，基于现场总线技术的配电监控系统功能逐步完善，能实现四遥（遥测、遥 信、遥控、遥调）、自动报表、数据采集、故障或事故事件记录、完善的报警以及强大 的电能质量监视和电能分析等众多功能，这大大降低了运行人员的工作强度，对节能降 耗产生了重大意义，极大的提高了配电系统的管理水平，目前在整个配电领域都呈现明 显的普及趋势。施耐德电气公司的PowerLogic 配电监控系统是其中的佼佼者之一。 另外一方面，工业领域广泛应用的DCS 集散控制系统正在越来越广泛地采用现场 总线技术，与配电监控系统完全互通成为一个全面的监控系统成为一个迫切的需求。但 在实际应用中由于传统DCS 的应用方式根深蒂固，如何应用现场总线技术与配电监控系 统连接，并保证系统的可靠性和实时性，仍然是众多工业用户面临的主要难题。 本文将主要介绍DCS 系统应用现场总线技术的发展趋势、PowerLogic 配电监控系 统应用Modbus 技术接入DCS 系统以及在如何解决通讯效率等问题上做了详细的方案介 绍。 1 DCS 集散控制系统系统简介 1.1 系统简介 DCS （Distributed Control System）集散控制系统，是现代工业过程控制技术高度发 展的产物，在其诞生后的二三十年里，对全球工业领域实现广泛的、高水平的自动化控 制及管理，发挥了里程碑式的作用。 DCS 由四部份组成：I/O 板、控制器、操作站、通讯网络，是基于模拟信号的采集 处理与命令输出的控制系统。其中通讯是关键，而采用统一的4-20mA 信号是DCS 系统 及现场设备相互连接的最本质特点，所有的模拟监控量，例如电流、功率、压力、温度 等等，都在现场采集后通过变送器转换成统一的4-20mA 模拟信号，经I/O 板模数转 换，送入控制单元进行信息处理，并通过上位机通讯实现直观的人机交互。输出的命令 - 1 - 2007 年PAE 应用方案文集 监控与保护 通过人机接口进入上位机，而后送入中央处理单元，最后通过I/O 模件的数模转换成为 4-20mA 模拟信号送至现场。4-20mA 信号的使用是控制系统和仪表装置发展的一大进 步。保证了数据的实时性、准确性。由于采用从上到下的树状拓扑结构，可方便地构造 高效率的大型系统。 1.2 DCS 系统采用现场总线技术的发展趋势 今天，数字化和网络化成为当今控制网络发展的主要方向。由于传统的模拟信号只 能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4-20mA 信号之上附加信息的能力又受 其低通信速率的制约，所以对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化，是其发展 的必然趋势。 随着计算机和网络技术的飞速发展，现场总线FCS （Fieldbus Control System）技术 应运而生，引起了自动化控制系统结构革命性的变革，目前越来越多的DCS 系统开始采 用现场总线技术。现场总线的总类很多，常用的包括Modbus 、Profibus 、CAN、 LonWorks 、Control- NET 、Device NET 、Control-NET 等十几种。 现场总线FCS 的核心是把微处理器转入现场自控设备、