水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊方式分析

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展帶動下，科技水平也隨之在不斷提升，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在各個領(lǐng)域也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用推廣，而作為一種科學(xué)整合了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動化控制，以及數(shù)字電子等技術(shù)的一種綜合性繼承系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在各行業(yè)的發(fā)展中有著不可忽視的應(yīng)用地位，而為了將其優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，還應(yīng)做出進(jìn)一步探究。本文就針對其通訊方式作出了深入分析。

【關(guān)鍵詞】水電廠 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 通訊方式

對于計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠的應(yīng)用來講，其通常都是通過對現(xiàn)場各設(shè)備的相關(guān)進(jìn)行獨(dú)自采集，然后再將這些數(shù)據(jù)由通訊方式傳輸給監(jiān)控的計算機(jī)做出全面分析與妥善處理，在此基礎(chǔ)上，計算機(jī)系統(tǒng)再向現(xiàn)場各設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的控制命令。由此可見，水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，其計算機(jī)與現(xiàn)場各設(shè)備之間就必須要達(dá)到實(shí)時、可靠的通訊，因此，必須要加強(qiáng)對該系統(tǒng)通訊方式的深入研究。

1 水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊方式

1.1 簡單串口通訊

通常情況下，RS485或者是RS232、RS422都是通訊方式常用的物理層。相對來講，其中RS485的應(yīng)用推廣范圍相對較廣，對于這通訊手段物理層來講，其不僅對差分接收器、平衡驅(qū)動進(jìn)行組合運(yùn)用，抗噪聲干擾性能也相對較強(qiáng)，最大限度可以實(shí)現(xiàn)32各節(jié)點(diǎn)的支持。同時，在通信距離、速度層面來講，最大限度可以達(dá)到1219米、10Mbps。傳輸行為通常是通過雙絞線的使用來實(shí)現(xiàn)的，且所采用的通訊線纜間隔、設(shè)備設(shè)施也擁有著價格經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

簡單串口通訊方式的數(shù)據(jù)鏈路層的通訊協(xié)議相對比較簡單，且通常對于MODBUS-RTU標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議都具有較高的兼容性，再加上這類標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議往往都屬于一主多從的類型，且所有的通訊行為的發(fā)起、完成都要經(jīng)過主設(shè)備，但是由于其差錯控制機(jī)制，以及錯誤重傳等機(jī)制還有待進(jìn)一步完善，所以在實(shí)際應(yīng)用中，其傳輸效率一直都難以得到顯著提升。但是由于這種通訊方式擁有著較為簡單的結(jié)構(gòu)，且性價比也往往都是最佳的，所以在通訊質(zhì)量要求相對較低的現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的還是比較廣泛的。

1.2 現(xiàn)場總線通訊

（1）對于CAN現(xiàn)場總線來講，其總線結(jié)構(gòu)運(yùn)用的通常都是多主競爭模式的，具有實(shí)現(xiàn)多主站運(yùn)行、廣播通信分散等特征，在實(shí)時需求方面有著較高要求，且小型的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中應(yīng)用的比較廣泛。但是不論是在怎樣情況下，CAN現(xiàn)場總線的任意節(jié)點(diǎn)都可向剩余節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無主次之分的發(fā)送信息，因此，其可以實(shí)現(xiàn)與多個節(jié)點(diǎn)之間的自由通信行為，主要采用的通信介質(zhì)有雙絞線、光纖等，相應(yīng)的線型結(jié)構(gòu)往往都呈現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)拓樸。

（2）對于以太網(wǎng)來講，其可以說是當(dāng)前所有局域網(wǎng)中，通用性最強(qiáng)的一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在各互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間，其信息包合理推送能夠以10到100Mbps的速率全面完成，而在水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用中，由于雙絞線電纜以太網(wǎng)成本相對較低，且具有很強(qiáng)的可靠性，所以得到了較為廣泛的應(yīng)用。而對于總線結(jié)構(gòu)來講，以太網(wǎng)也運(yùn)用了多主競爭的模式，但是在總線存取沖突使用破壞性解決手段來講，若呈現(xiàn)重負(fù)荷狀態(tài)則極易帶來較為嚴(yán)重的數(shù)據(jù)信息損失。因此，要想實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)在水電廠計算機(jī)控制系統(tǒng)中的科學(xué)有效運(yùn)用，將其積極作用充分發(fā)揮出來，還需要相關(guān)技術(shù)人員給予更深入的分析研究。

（3）對于PROFIBUS-DP總線來講，其在水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用較為廣泛的是DP類產(chǎn)品，其總線設(shè)計的多個主站互相之間傳遞的總線控制權(quán)令牌，其中主站、從站之間實(shí)施的往往都是主從傳統(tǒng)，不論是對于單主還是多主系統(tǒng)來講，其都可以提供有力支持，其總線的主要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常都是線型或者是樹型，也有對這兩種拓?fù)湫问竭M(jìn)行科學(xué)混合運(yùn)用的，這樣不僅能可以實(shí)現(xiàn)更科學(xué)靈活的組網(wǎng)行為，組建出的通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也相對較大。另外，其通信介質(zhì)主要采用的通常都是同軸電纜、雙絞線，在總線位置基礎(chǔ)上可以更有效的傳送相關(guān)數(shù)據(jù)，與此同時，也能夠在總線供電給現(xiàn)場設(shè)備中實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)用。

2 水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展探析

就目前來看，在水電廠日常工作中應(yīng)用最廣泛的還是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，作為一種較為新穎的分布式控制結(jié)構(gòu)，以往水電廠采用的分層分布式系統(tǒng)網(wǎng)都是三級結(jié)構(gòu)的。而不論哪個廠商，其生產(chǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)都擁有自身獨(dú)特的配套標(biāo)準(zhǔn)，且在一般情況下，往往都很難充分實(shí)現(xiàn)互連操作，產(chǎn)生的系統(tǒng)成本也通常都較高。而對于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)來講，其主要涉及到兩層，也就是工作站、現(xiàn)場總線智能儀表，通過應(yīng)用這一模式，不僅可以盡可能的優(yōu)化降低其運(yùn)行成本，也能夠進(jìn)一步增強(qiáng)該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的可靠性。而在實(shí)現(xiàn)國際標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一之后，便可以真正獲取到開放式的互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

在新時代高速發(fā)展帶動下，以及社會經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展水平的不斷提升，自動化應(yīng)用技術(shù)也取得了較為顯著的應(yīng)用效果，對水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也提出了新的要求，需要相關(guān)技術(shù)人員給予更全面、深入的研發(fā)。

一方面，主要實(shí)現(xiàn)的革新發(fā)展目標(biāo)就是其運(yùn)行管理工作的落實(shí)要實(shí)行無人值班的模式，進(jìn)一步深化自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展研究，不斷探索、研發(fā)出更新穎先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，不斷增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，拓展出新穎多樣化的分析功能，加強(qiáng)跨平臺技術(shù)的應(yīng)用普及，真正做到與其他系統(tǒng)共享相應(yīng)信息，逐步實(shí)現(xiàn)水電廠建設(shè)的數(shù)字化發(fā)展；另一方面，在設(shè)備管理、診斷檢測技術(shù)的研究發(fā)展來講，應(yīng)見將狀態(tài)檢修視為主要標(biāo)志，對此，在近幾年，我國很多水電廠都已經(jīng)在嘗試狀態(tài)檢修技術(shù)的推廣，在充分重視絕緣局部放電監(jiān)測、振動擺渡監(jiān)測等內(nèi)容的同時，還應(yīng)強(qiáng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測方面的深入分析研究。

3 結(jié)語

綜上所述，針對我國水電廠日常工作現(xiàn)狀來看，其計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可采用的通訊方式往往都是豐富多樣的，且都存在各自的優(yōu)勢與不足，并一起構(gòu)成了相對完善的監(jiān)控通訊系統(tǒng)，而面對不斷增加的工作需求來講，要想為監(jiān)控的可靠性提供有力保障，推動水電廠的健康、快速發(fā)展，就必須要選用更恰當(dāng)?shù)耐ㄓ嵎绞剑瑢?shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、安全的通訊。

參考文獻(xiàn)

[1]李嵐.水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].太原理工大學(xué)，2011.

[2]張應(yīng)亮.水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊方式分析[J].湖南水利水電，2010（03）：89-90，95.

[3]李勝川.渾江梯級水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].大連理工大學(xué)，2002.

作者簡介

張宇（1976-），男，福建省福州市人。現(xiàn)為沙縣城關(guān)水電有限公司職工。

作者單位

福建省沙縣城關(guān)水電有限公司 福建省三明市 365500