GE繼電保護設備中User Map功能介紹及規范性研究

李聰冉，孟慶平

（1.中國船舶重工集團公司第七一八研究所，河北 邯鄲 056000；2.中海石油（中國）有限公司蓬勃作業公司，天津 300000）

0 引 言

計算機技術、通信技術及控制技術等先進技術廣泛應用于電網，促進了電網的智能化發展。通信技術作為智能電網的重要組成部分，其性能直接影響整個電網的運營[1]。Modbus串口通信技術在實際應用中非常普遍，但串口通信方式受其總線形式的限制，在主從設備的數量、通信距離、通信速率等方面存在一定限制[2]。GE繼電保護設備中的User Map功能很好地解決了串口通信在讀取多個不連續數據時需要重復發送數據讀取指令的問題，有效縮短了數據讀取時間，提高了總線利用率。但是，目前Modbus User Map在使用過程中存在設計不規范情況，GE不同系列繼電保護設備User Map地址各不相同，造成在設備升級換代時存在無法兼容的問題。本文將針對相關的規范性提出改進建議。

1 GE繼電保護設備中的Modbus User Map功能介紹

由美國通用公司生產的繼電保護設備種類較多，本文以GE SR239電機保護系列為例，對相關內容進行說明。User Map功能的全稱為User Def i nable Memory Map。通過此功能，其他設備如計算機或者PLC，可以通過串口通信一次性讀取SR239繼電保護設備上不連續的120個字節的數據。數據可以是用戶設定值，也可以是繼電保護設備采集到的實際值。

User Map功能需要在設備內部存儲區域劃定兩段獨立的存儲區域。GE SR239中對應的存儲區域分別為：用戶自定義地址段（地址為：0180h～01F7h）和用戶自定義數據段（地址為：0100h～0177h）。用戶自定義地址段和用戶自定義數據段為一一對應關系，用戶可以通過電腦軟件編輯用戶自定義地址段。用戶可以將不同存儲位置的數據地址寫入用戶自定義地址段，地址寫入后，原地址數據會自動賦值到對應的用戶自定義數據段。這樣之前不連續的數據就通過寫入地址的方式，在用戶自定義數據段形成了最長120個字節的連續數據。

例如，如果電站管理系統（Power Manager System，PMS）需要通過串口通信讀取SR239上的電機A相運行電流和1號溫度探頭的溫度值，而A相電流值在SR239內的實際存儲位置為0229h，1號溫度探頭的溫度值實際存儲位置為0240h，二者并不連續。因此，在進行串口通信時，需要發送兩次數據讀取指令讀到兩個數據。而如果利用User Map功能，可以將A相電流值的地址0229h賦值給0180h寄存器，然后將1號溫度探頭溫度值的地址0240h賦值給0181h，這樣在用戶自定義數據段0100h和0101h兩個寄存器內就會存儲A相電流值和1號溫度探頭的溫度數據，然后利用串口讀取數據就可以一次性讀取。

在智能電網工作過程中，電站管理系統需要時刻監測各類設備的各種數據，然后再進行自動控制[3]。如果用多條讀數據指令分開去讀設備中不同存儲位置的數據，就會花費較長時間，降低通信效率，而利用User Map功能可以極大地提升串口通信中數據讀取的速度和準確性，提高了通信總線的利用率。

2 User Map功能規范性研究

2.1 User Map使用過程中存在的問題

隨著設備的不斷更新發展，舊的繼電保護設備因廠家停產或功能不足等原因面臨升級換代問題。這時新設備的兼容性尤為重要，良好的兼容性會給用戶在設備升級改造時減少不必要的麻煩[4]，而GE SR239在升級GE SR339時即存在User Map地址方面不兼容問題。

由于User Map地址段和數據段的寄存器地址沒有相應的規范性，導致不同系列的GE繼電保護裝置User Map地址之間存在差異。GE SR239繼電保護設備的User Map數據段地址為0100h～0177h，共120個寄存器；而GE SR339繼電保護設備的User Map數據段地址為020Bh～0287h，共125個寄存器。GE SR339的數據段地址完全在GE239之后，造成了在GE SR239設備升級更換成GE SR339后，無法和原來的相關設備如電站管理系統中的PLC進行數據讀取通信，用戶只能修改PLC內部程序才能實現原有的數據讀取功能，對終端用戶的使用造成了極大不便[4]。

2.2 User Map規范性設計

為了解決User Map的寄存器地址兼容性問題，可以對User Map的地址段和數據段的寄存器地址進行規范性設計[5]。User Map寄存器的數量根據不同的產品需求可以存在差異，但是可以設計共同的寄存器起點或者共同的寄存器終點，這樣對于不同系列的繼電保護裝置就存在公共寄存器地址段。對于設備升級產品，User Map的數據段一定要長于或等于先前產品的User Map數據段，這樣在設備升級換代時，用戶只需要參照舊設備User Map編輯相應的新設備User Map，不需要再去更改其他設備的程序就能很好地實現設備間的通信兼容，為用戶設備升級改造提供便利。

3 結 論

本文對User Map的相關功能進行介紹，針對GE繼電保護設備升級改造過程中User Map寄存器地址不兼容問題進行分析，提出了規范性設計的提議，以便更好地實現設備升級改造過程中的兼容性，降低設備升級改造的難度，提高適用性，為終端用戶的使用提供便利。