嵌入式以太网在稳定控制装置中的应用.pdf

维普资讯 第 34卷 第3期 继 电器 Vo1．34 No．3 66 2006年 2月 1日 RELAY Feb．1，2006 嵌入式以太 网在稳定控制装置中的应用 朱 科 ，周 良松 ，周启文 (华中科技大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430074) 摘要 ：嵌入式 以太网技术 的应用不仅提升了稳定控制装置的通信能力，还扩展 了诸如嵌入式 Web服务器等 新的网络功能。该文首先讨论了嵌入式以太网在稳定控制装置应用的优点，详细分析 了一个精 简TCP／IP协 议族的软件实现过程 ，重点介绍 了嵌入式 Web服务器 的系统模型和动态 网页的设计方案 ；同时介绍 了基于 ，I℃P／IP的 IEC60870—5—104应用层协议实现设备与调度 自动化 系统无缝通信的方法 。 关键词 ：TCP／IP； 嵌入式 Web服务器； 稳定控制 ； IEC60870—5—140 中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)0343066-05 0 引言 1 嵌入式以太网在稳定控制装置 中的应用 优势 电力系统安全稳定控制装置是保证电力系统安 全稳定运行，防止系统频率和电压崩溃，提高系统稳 稳定控制装置作为确保电网安全稳定运行的重 定水平和供电可靠性的重要措施 。随着电力系统的 要设备，有着多方面的通信需求： 发展，互联的电力网络变得越来越复杂，对稳定控制 1)在紧急状态下为了维持稳定运行和持续供 装置的要求也不断提高。新型的稳定控制装置必须 电，必须实时可靠地将控制措施命令 (如切机、切负 以高性能微机为主体，采用区域稳定控制模式，综合 荷等)下达给执行装置。 稳定控制的多种功能，能够满足集 中管理和综合优 2)区域性的稳定控制决策需要根据 电网当时 化的要求。另外，一种称为 “在线预决策，实时匹 的运行方式、故障元件及故障类型做出决策，因此 配”的控制策略表形成方案也 已进入实用化阶段， 需要多个站协调配合，站间要实现数据传输及命令 文献 [1]描述了一个新开发的在线预决策的暂态稳 传送 。 定控制系统 ，该系统根据从EMS获得的电网实时信 3)由于在线稳定控制和统一集 中管理的需要， 息，自动生成最优策略表并传输到各区域稳定控制 电网调度中心的上层 自动决策系统应能通过通信网 系统，以满足在线稳定控制需要。这些稳定控制设 络与稳定控制装置进行信息交互，如对稳控装置进 备领域的新进展，很大程度上依赖于网络技术和通 行远方监视、远方修改定值和刷新策略表。 信技术的进步。而嵌入式以太网技术以其高通信速 4)与厂站监控系统通信 ，方便维护运行人员进 率、高可靠性、高兼容性等优势逐渐在工业设备通信 行状态监测和故障诊断。 模块中获得广泛应用。 由于通信要求 的不断提高，以往 以 RS232或 所谓嵌入式 以太网是指在嵌入式的软件和硬件 RS485作为通讯端 口的低速通信方式不适宜 自动化 环境下实现的以太网通信，本文 以一种广为应用的 水平 的提高，现场总线技术也面临诸多的局限性，而 区域稳定控制装置为开发平台，建立 了一个精简的 以太网通信方式能够很好地满足要求 。首先，以太 TCP／IP协议族 ，并在应用层完成开发了嵌入式 Web 网的通讯速率为 10M～100M，更高速率的以太网 服务器和 IEC60870—5—