电力SCADA系统的通信网络简介

电力自动化系统通信网络结构实质上是由多台微机组成的分层分布式控制系统，一般分为设备层、间隔层、管理层，包括若干个子系统。在各个子系统及各个层间，必须通过内部数据通信，实现各子系统内部和各层之间的信息交换和信息共享，以达到减少重复投资，提高了系统整体的安全性和可靠性的目的。

电力SCADA系统的通信网络主要分为以下几层次：

（1）基于RS422或RS485接口组成的网络，在1000m内传输速率可达100kbit/s，短距离速率可达10Mbit/s，RS422串口为全双工，RS485串口为半双工，媒介访问方式为主从问答式，属总线结构。但是它们接点数目比较少，无法实现多主冗余，有瓶颈问题，RS422的工作方式为点对点，上位机一个通信口最多只能接10个节点，RS485串口构成一主多从，只能接32个节点，此外有信号反射、中间节点问题。

（2）采用CAN或Lonworks网络（标准现场总线），常用的有Lon Works网、CAN网。两个网络均为中速网络，500m时Lon Works网传输速率可达1Mbit/s，CAN网在小于40m时达1Mbit/s，CAN网在节点出错时可自动切除与总线的联系，Lon Works网在监测网络节点异常时可使该节点自动脱网，就媒介访问方式来说，CAN网为问答式，Lon-Works网为载波监听多路访问/冲撞检测（CSMA/CD）方式，内部通信遵循Lon Talk协议。Lon Works网上的所有节点是平等的，CAN网可以方便的构成多主结构，不存在瓶颈问题，两个网络的节点数比RS485扩大多倍，CAN网络的节点数理论上不受限制，一般可连接110个节点。

（3）Ethernet网或Profibus网。Ethernet网为总线式拓扑结构，采用CSMA/CD介质访问方式，传输速率高达10Mb/s，可容纳1024个节点，距离可达2.5km。Profibus网是由西门子公司最早提出，现已广泛应用于工业领域。

由于电力系统中设备终端种类繁杂，不同厂家、不同区域所使用的产品采用的不同的通信规约，造成设备之间无法兼容，重复投资，管理困难。目前各个地方情况不一，现场大多采用各种形式的规约如CDT、SC-1801、u4F、DNP3.0等。为了达到兼容各个不同厂家设备信息互换的目的，1995年IEC（国际电工委员会）颁布了IEC 60870—5—101传输规约（国内版本DL/T 634—1997），1997年又颁布了IEC 60870—5—103规约（国内版本DL/T 667—1999），101规约为调度端和站端之间的信息传输制定了标准，今后变电站自动化设备的远方调度传输协议上应推荐采用此规约；103规约为继电保护和间隔层（IED）设备与变电站层设备间的数据通信传输规定了标准，今后变电站自动化站内协议推荐采用。但是时至今日，由于牵扯到各方的不同利益，在行业中仍然使用着不同厂家的各自协议。(www.xing528.com)

电力SCADA系统的通信网规约主要分为以下几种：

（1）一些小厂商自己定义的规约，一般只能连接自己的设备，适应范围很小；这类规约一般多基于Modbus开发，形式多样，但是无法推广。

（2）采用CAN总线是一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，通信速率可达1Mb/s。CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，数据段长度最多为8个字节，可满足工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。8字节不会占用总线时间过长，从而保证了数据通信的实时性。

（3）物理层和链路层遵循IEEE802.3协议、TCP/IP通信协议，利用因特网的优势，直接将设备变成局域网的一个终端，可以实现远距离数据共享、监测和控制，但是目前此技术还不成熟。