現(xiàn)場總線是一種互聯(lián)現(xiàn)場自動化設(shè)備及其控制系統(tǒng)的雙向數(shù)字通信協(xié)議。一個現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以看成是由一個數(shù)字通信設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備組成的分布式系統(tǒng)。實(shí)際上，現(xiàn)場總線就是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)上的每一個節(jié)點(diǎn)就是一個智能化設(shè)備。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)通信
　　
　　為支持設(shè)備之間的信息傳送，現(xiàn)場總線基金會系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)定義了三個層次的通信體系，包括：
　　
　?。?）物理層定義信號如何發(fā)送；
　　
　?。?）數(shù)據(jù)鏈路層定義設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)如何被共享和調(diào)度；
　　
　?。?）應(yīng)用層定義報(bào)文的格式。
　　
　　功能模塊
　　
　　定義參數(shù)、算法和事件響應(yīng)三大要素的通用格式。
　　
　　對象字典和設(shè)備描述
　　
　　為了支持功能模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)場總線基金會定義了兩個工具——對象字典和設(shè)備描述語言，用于定義和描述應(yīng)用進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)可見對象。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)管理
　　
　　現(xiàn)場總線基金會系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為每一個設(shè)備定義了一個網(wǎng)絡(luò)代理。網(wǎng)絡(luò)代理可提供組態(tài)管理、功能管理和差錯管理的能力。
　　
　　系統(tǒng)管理
　　
　　系統(tǒng)管理內(nèi)核完成以下功能：分配設(shè)備地址、功能模塊執(zhí)行的調(diào)度、時鐘同步等。
　　
　　現(xiàn)場總線的技術(shù)特點(diǎn)
　　
　　現(xiàn)場總線技術(shù)是三C（Computer、Control、Communication）技術(shù)從控制層發(fā)展到工藝設(shè)備現(xiàn)場的技術(shù)結(jié)果，現(xiàn)場總線技術(shù)的特點(diǎn)如下：
　　
　　全數(shù)字化通信
　　
　　傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)（DCS——DistributedControlSystem）是“半數(shù)字”系統(tǒng)，許多I／O模板接收或送出4～20mA模擬信號；而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS—FieldbusControlSystem）是一個“純數(shù)字“系統(tǒng)，信號傳輸實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，提高了信號的可靠性、準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了檢錯、糾錯功能。
　　
　　可互操作性和互用性
　　
　　可互操作是指實(shí)現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送和溝通，而互用性則意味著對不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可進(jìn)行互換。
　　
　　*的分散性
　　
　　DCS是一個“半分散式”系統(tǒng)，它是采用一個或多個“控制單元”對多回路進(jìn)行控制，其控制部分分散到一些控制板上，每個控制板上又有多個回路。
　　
　　現(xiàn)場總線則采用的是*分散體系，它的控制單元全部分散到現(xiàn)場，控制回路由現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)場總線中又同時允許在控制室中用數(shù)字通信的方式進(jìn)行操作與調(diào)整。
　　
　　現(xiàn)場總線在調(diào)度自動化中的應(yīng)用
　　
　　隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)所需監(jiān)視和控制的信息量迅速增加。及時、準(zhǔn)確地判斷電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是各級*急切關(guān)心的問題。調(diào)度自動化系統(tǒng)包括廠站端系統(tǒng)、調(diào)度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。
　　
　　廠站端系統(tǒng)構(gòu)成
　　
　　廠站端的監(jiān)測與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡、Modem及相應(yīng)軟件組成。
　　
　　前端智能單元一方面完成對各線路電流（A相、B相、C相）、電壓（A相、B相、C相電壓、AB相電壓、BC相電壓、CA相電壓）、三相／單相有功功率、三相／單相無功功率、三相／單相正有功電能、三相／單相負(fù)有功電能、三相／單相正無功電能、三相／單相負(fù)無功電能、三相／單相功率因數(shù)以及周波等電參量的測量；另一方面還要完成對各開關(guān)狀態(tài)的檢測和控制。
　　
　　前端智能單元采用InR80C196KC16位系統(tǒng)架構(gòu)，主要包括采集控制邏輯、模擬信號處理、開關(guān)量輸入輸出處理、通信處理、系統(tǒng)監(jiān)測與保護(hù)、實(shí)時時鐘及電源等部分。為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗*力，所有數(shù)字邏輯的處理全部集成在單片高密度、超大規(guī)模的可編程邏輯陣列中。為了使前端智能單元能在惡劣的電磁環(huán)境下可靠工作，除了在電路設(shè)計(jì)、器件選擇、布線布局、屏蔽隔離等環(huán)節(jié)盡可能完善外，還應(yīng)隨時對前端智能單元的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，以確保在意外故障發(fā)生時不誤操作和丟失數(shù)據(jù)。特別應(yīng)該指出的是，本系統(tǒng)的前端智能單元可安裝在戶外的端子箱內(nèi)（就在PT、CT下面）。
　　
　　廠站端工控機(jī)用于顯示廠站電氣主接線及其運(yùn)行狀況、記錄各種數(shù)據(jù)、顯示各種曲線和圖表、異?；蚴鹿蕡?bào)警及打英信息轉(zhuǎn)發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺工控機(jī)即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠，根據(jù)監(jiān)視點(diǎn)的需要可增加工控機(jī)。
　　
　　網(wǎng)絡(luò)通信管理適配卡插在工控機(jī)的擴(kuò)展槽上，實(shí)現(xiàn)前端智能單元和工控機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換，并實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的管理。
　　
　　本系統(tǒng)中的Modem是電力系統(tǒng)的Modem，它完成變電站與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)通信，其數(shù)據(jù)傳送格式嚴(yán)格按照91CDT規(guī)約編制。
　　
　　調(diào)度端系統(tǒng)構(gòu)成
　　
　　調(diào)度端對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理，由工控機(jī)、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、多路通信接口設(shè)備、大屏幕顯示器構(gòu)成。
　　
　　數(shù)字通信
　　
　　廠站端與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過數(shù)據(jù)通道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波通道、微波通道、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(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器（Modem）。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，同一通道兩端的Modem應(yīng)采用同一廠家同一型號的Modem。
　　
　　基本現(xiàn)場總線的調(diào)度自動化的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　采用基于現(xiàn)場總線的發(fā)電廠、變電站實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)以及由此構(gòu)成的調(diào)度自動化系統(tǒng)，既可避免使用大量電纜將PT、CT二次側(cè)電參數(shù)傳送至中控室，又可減少線損造成的誤差，提高測量精度，還可取代中控室，使之節(jié)約占地面積與基建投資。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的變電站監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：
　　
　　（1）前端智能單元可安裝于CT或PT端子箱內(nèi)，對所采集的數(shù)據(jù)就地處理，數(shù)字化傳送。
　　
　?。?）網(wǎng)絡(luò)由兩根雙絞線組網(wǎng)，故障率低，通信波特率高。
　　
　?。?）解決了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中CT、PT到中控室間的壓降問題，測量精度高。
　　
　?。?）抗*力強(qiáng)，能在戶外惡劣條件下運(yùn)行。
　　
　?。?）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝、維修方便。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　隨著電力網(wǎng)的不斷擴(kuò)大和計(jì)算機(jī)測控技術(shù)的飛速發(fā)展，無人值班、少人值守變電站的模式已在全國電力系統(tǒng)內(nèi)推廣，特別是對城市和農(nóng)村電網(wǎng)的改造，可大量采取將電參量的監(jiān)測、監(jiān)控與保護(hù)設(shè)備下放到戶外端子箱處（附近）的地方，無需再另建專門的控制室。將監(jiān)控與保護(hù)設(shè)備下放是電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，也是英美等發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)行模式。由于減少變電站的占地面積、節(jié)約基建投資和電纜費(fèi)用，將大大降低改造成本。另外，*屏棄長距離測量信號電纜的直接結(jié)果就是測量精度、抗*力和可靠性的明顯提高?；诂F(xiàn)場總線的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電廠和變電站中，而且與數(shù)據(jù)通道、調(diào)度端監(jiān)控系統(tǒng)一起構(gòu)成新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)。