智能化配电系统中的多现场总线技术(2)

3 现场总线协议控制器

通过多种方案的比较，采用模块化结构和多CPU工作方式来设计通用型现场总线协议控制器。因为模块化的结构可以使系统有较强的扩展能力，为系统将来的升级换代带来便利。

通用型现场总线协议控制器主要由底板和插卡组成，其中底板带有电源以及扩展槽和固定支架等，并且系统总线也是在底板,扩展槽和底板上的信号线构成。插卡分三种，分别为主控板、协议板、接口板，其中主控板和协议板带CPU。主控板负责管理整个系统以及与上位机的通信，通用型现场总线协议控制器通过RS232接口与上位机连接，主控板通过它与上位机进行信息交换，主要包括：管理系统总线，给协议板和接口板分配系统资源，与协议板进行信息交换，对来自协议板的数据进行处理，等待上位机提取。协议板是通用型现场总线协议控制器的关键部分，所有与现场设备的通信都由它完成。协议板可以提供多种现场总线协议，一般一块协议板只能进行一种现场总线协议的通信。接口板从属于某一协议板，为协议板提供通信接口。用户可以根据实际情况进行选择，接口种类有RS232、RS422、RS485等。通用型现场总线协议控制器与上位机以及与现场设备的通信都采用串行方式，而通信控制器内部各插卡之间通过系统总线来完成。其中主控板与各协议板的通信采用主从式。主控板通过系统总线分别与协议板进行通信，各协议板之间不能进行通信。

通信过程如下：主控板在系统总线上，通过广播方式发送协议板号来呼叫与之通信的协议板，每块协议板上有协议板号识别电路，只有与发送的协议板号相符的协议板才响应主控板，从而实现主控板与协议板的通信。当用户增加新的协议设备时，不必改动硬件，只需在增加的新的协议板上设置好协议板号，并在上位机的组态中添加相应的系统信息存入计算机即可。协议板和接口之间的信息传递通过系统中的局部总线来完成。

4 应用实例

通用型现场总线协议控制器已经在我们最新开发的CE2000电站综合自动化系统中完成，并与多种产品进行了通信联网试验。系统中的主要产品有：美国西屋公司采用INCOM(MODBUS)通信协议的智能化产品、德国西门子公司和德国默勒公司采用PROFIBUS-DP通信协议的智能化产品、南京因泰来公司采用其内部通信协议INTBUS的综合数字保护继电器产品。

整个系统由配各种智能化开关柜的硬件系统和软件系统两部分组成。硬件包括各种智能化开关柜、通用型现场总线协议控制器、上位控制计算机。软件由主控程序、通讯界面和人机界面三部分组成。根据以上硬件设备的配置情况，在上位机上输入系统配置信息，通过串行口传递给控制器主板。主控板将系统配置信息分类传递给各协议板，各协议板收到系统信息后与所属硬件设备进行通信，将采集到的数据经主控板传送到上位机，并通过主控板接受上位机命令。

5 结束语

现场总线作为自动化领域的一次革命，它的意义和产生的效益是非常巨大的。积极开展各种现场总线技术的研究和应用，特别是加强对于一些已有成功经验的现场总线在智能化配电系统中的开发与应用，对于开关柜制造厂家来说可以避免很多弯路和资源浪费，是适合我国国情的一个实用的发展途径。

CE2000电站综合自动化系统采用多现场总线技术，全中文操作界面，具有很高的通用性和灵活性以及较低的成本，使其具有非常高的应用价值，可以使用户方便、灵活地构成一个实用可靠的智能化配电系统，其优良的可扩展性使其能够适应通信技术发展的潮流，满足不同用户的需要。