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水电厂计算机监控系统通讯方式分析

张应亮

【摘要】文章主要介绍水电厂计算机监控系统常用的几种通讯方式,并从四个方面

对这些通讯方式进行分析比较.这几种通讯方式可互为补充共同组建成水电厂计算

机监控通讯系统.

【期刊名称】《湖南水利水电》

【年(卷),期】2010(000)003

【总页数】3页(P89-90,95)

【关键词】水电厂;计算机监控系统;通讯方式

【作者】张应亮

【作者单位】陕西省旬阳县水利局,旬阳县,725700

【正文语种】中文

在水电厂计算机监控系统中，通常采用分布采集，集中处理的方式，即各个现场设

备独自采集各种信息，再通过通讯将采集到的数据传输给监控计算机进行分析、处

理，同时现场设备也可接收监控计算机下发的控制命令，使得监控计算机实现对整

个电厂设备运行的监视、控制和管理功能。因此监控计算机同现场设备之间实时、

准确、可靠的通讯是整个水电厂计算机监控系统正常运行的首要保证，而在实际应

用中由于通讯故障而造成计算机监控系统瘫痪中很大一部分原因是通讯方案没有考

虑周全，因此根据通讯速率、可靠性、距离、节点数来选择适当的通讯方式是其通

讯正确的关键技术之一。

1水电厂监控系统通讯方式

水电厂监控系统中各个分散的现场设备和监测仪器（如传感器、变送器、PLC、现

地单元等）通过各种通讯方式连接到计算机监控中。当前水电厂设备间通讯都采用

串口通信（SerialCommunication）方式即设备之间通过数据信号线、地线、控

制线等，按位进行传输数据的一种通讯方法。根据现场设备通讯采用物理层和数据

链路层不同其通讯方式可分为以下几种。

1.1简单串口通讯方式

通讯方式物理层采用RS232、RS485或RS422。其中RS485应用最为广泛，该

通讯方式物理层采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好；最大通信

距离约为1219m（RS232最多只能传输15m），最大传输速率为10Mbps；

最大支持32个节点（RS422只能做到点对点通讯）；采用屏蔽双绞线传输，设备

接口和通讯线缆价格经济。该通讯方式的数据链路层通讯协议简单，大部分通讯协

议兼容MODBUS-RTU标准协议。由于MODBUS协议为一主多从协议，所有的

通讯只能由主设备发起，数据传输采用轮询方式，没有完善的差错控制和错误重传

机制，传输效率较低。

由于该通讯方式结构简单，性价比较高，对通讯质量要求不高的设备最为适用。

1.2现场总线通讯方式

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，主

要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以

及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。2003年4月，

IEC61158Ed.3现场总线标准第3版正式成为国际标准，规定10种类型的现场总

线。其中在水电厂应用比较广泛的包括：CAN（ControllerAreaNet-work）现

场总线、Profibus-DP现场总线和以太网现场总线。CAN现场总线应用于保护系

统，Profibus-DP现场总线应用于PLC系统，以太网现场总线应用于站级设备之

间的通讯。

（1）CAN现场总线。

由德国Bosch公司1993年推出,主要应用于汽车监控、制造业DCS系统等,CAN

总线采用了多主竞争模式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广

播通信的特点，适用于实时性要求很高的小型网络。CAN总线上任意节点可在任

意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自

由通信。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。网络拓扑为线型结构。

（2）PROFIBUS-DP总线。

由德国Simens公司1987年推出,主要应用于制造业DCS系统。产品分三类:FMS

用于主站之间的通讯;DP用于制造行业从站之间的通讯；PA用于过程行业从站之

间的通讯。在水电厂中主要使用DP类产品。PROFIBUS-DP总线各主站间总线控

制权令牌传递，主站与从站间为主－从传送。支持单主或多主系统。网络拓扑有树

型和线型结构，或是两种拓扑的混合，组网较为灵活，可组成一个大型通讯网络。

通信介质可以是双绞线或同轴电缆，总线上即可传送数据又可通过总线给现场设备