现场设备通信方式优化方案

1.现场总线

现场总线（Field Bus）是近20年来发展起来的新技术，它是连接智能现场设备与控制系统和控制室之间的一种数字式、双向、串行、多点通信的系统，其传输介质主要采用双绞线。

现场总线技术是将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们都各自具有数字计算和数字通信能力，再采用双绞线作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个智能化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。简单地说，就是把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自动控制任务的网络系统与控制系统。

现场总线具有可靠性高，稳定性好，抗干扰能力强，通信速率高，造价低廉和维护成本低等优点。在配电网自动化系统中，现场总线适合于用来满足FTU和附近区域工作站间的通信，以及变电站内自动化中智能模块之间的通信。

常用的现场总线有局部操作网络（Local Operating Networks，LonWorks）、控制局域网络（Contro1 Area Network，CAN）和过程现场总线（Process Field Bus，PROFIBUS）等。在配电网自动化系统中，LonWorks总线和CAN总线是较常用的两种现场总线通信方式。

（1）LonWorks总线　LonWorks技术是由美国Echelon公司开发，并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术。它采用了ISO/OSI开放系统互联模型全部的七层协议结构，是唯一提供全部服务的现场总线。LonWork技术的核心是具备通信和控制功能的Neuron芯片。Neuron芯片能实现完整的LonTalk（局部通信操作协议）通信协议。其内部有三个8位CPU，一个用于完成OSI模型中第1、2层的功能，称为介质访问处理器，实现介质访问的控制与处理；第二个用于完成第3～6层的功能，称为网络处理器，进行网络变量的寻址、更新、背景诊断、路径选择、软件计时、网络管理等；第三个是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。

LonWorks支持双绞线、电力线、同轴电缆和光纤等多种网络传输介质并支持多种拓扑结构，组网方式灵活，其通信速率为78kbit/s/2700m、1.25Mbit/s/130m，节点为32000个。LonWorks在组建分布式监控网络方面有较优越的性能，其应用范围几乎包括了测控范围的所有范畴，是目前在我国的变电站自动化和配电网自动化工程中应用最多的一种现场总线。(www.xing528.com)

（2）CAN总线　CAN最早由德国Bosch公司推出，是一种具有很高可靠性、支持分布式实时控制的串行通信网络。它是目前唯一被批准为国际标准的现场总线。CAN总线采用了ISO/OSI模型七层协议中的三层网络结构——物理层、传送层和目标层。其中物理层定义了传送过程中的所有电气特性；传送层和目标层包括了ISO/OSI定义的数据链路层的所有功能。

CAN可以采用点对点、一点对多点及全局广播等多种方式发送接收数据，可以多主方式工作。CAN总线采用双绞线或光纤串行通信方式，其通信速率为5kbit/s/10km、1Mbit/s/40m，节点为110个。CAN总线具有较强的检错功能，可在高噪声干扰环境中使用，在我国的变电站自动化和配电网自动化工程中得到了广泛的应用。

2.RS-485标准接口

在配电网自动化系统中，对一些实时性要求不高的场合，比如远方自动抄表，也可以采用RS-485方式通信代替现场总线。RS-485是一种改进的串行接口标准，其接口环节简单且不含CPU。与RS-232C不同，RS-485采用双线传输信号，在发送时采用差分的方式将逻辑电平转换为电位差来传递，在接收时将电位差还原为逻辑电平。RS-485最多可支持64～256个发送/接收器对，最远传输距离为2.5km（≤9600bit/s），最高传输速率为2.4Mbit/s。

目前，RS-485接口芯片的发展已经达到了很高的技术水平，能够满足如输入/输出隔离、防静电、防雷击、微功耗等基本要求。因此，采用RS-485方式也是配电网自动化通信系统的选择之一。