电器通信之现场总线系统通信

可通信智能化电器以电子脱扣器为核心，具有双向通信功能，能与多种开放式现场总线连接，通过现场总线可实现低压配电系统与中压配电系统连网，实现低压配电系统和中压配电系统区域联锁，进而实现配电自动化。区域联锁的目标是扩大选择性保护范围，直至实现全范围选择性保护，减少配电系统动、热稳定要求。

 低压电器数据通信的概念现场总线

现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的一种数字式、串行、多点通信的数据总线。Modbus是一种现场总线的工业自动化网络规范，物理层使用RS-485的主从型现场总线。

DeviceNet是一种位于设备层的现场总线，物理层使用CAN总线的主从型及生产者／使用者模式的现场总线。PROFIBUS现场总线有FMS,PA、DP三种不同的类型，其中，PA用于过程控制，DP用于工业现场控制。两者的物理层不同，Profibus-DP是一种现场总线的工业自动化网络规范，物理层使用RS-485的主从型及多主从令牌系统现场总线。主从型通信是一种面向子站设备的现场总线通信模式，由1个主站进行通信控制，一般以周期性轮询方式进行通信。发生事件的子站只有在被轮询到时才能向主站报告事件，面向事件的响应可能因轮询周期有较大时间延迟。生产者／使用者通信是一种面向事件的现场总线通信模式，当事件突发时，系统可以对产生事件的子站快速响应。
 

通信规约通信规约是对低压电器在通信中的方式、传送信息的格式、参数类型、数据编码等要素的一种约定。低压电器的数据通信参数包括参数项、数据类型、单位、访问规则、地址、属性、支持该参数的设备代号等，如，断路器通用数据通信参数表、电动机保护器数据通信参数表、ATSE数据通信参数表、电量监控仪数据通信参数表等。
 

可通信电器能否完成与其他网络的连接通信，是评价产品开放性的指标。要想达到网络互连，不同厂家生产的控制设备，在网络上传输信息的格式、方式应遵循同一规约。

国际标准化组织ISO(International Standard Organination）制定了开放系统互连OSI(Open SystemsInterconnection）参考模型，为协调研制系统互连的各类标准提供了共同的基础和规约，为研究、设计、实现和改造信息处理系统提供了功能上和概念上的框架，为开放系统提供一个概念上和功能性的主体结构，而不是开放系统互连的具体实现规范，相反地，给予开放系统互连标准的具体实现以充分的灵活性。ISO/OSI提出了七层参考模型，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，具体应用时可采用其中的几层。
 

国家标准JB/T 10542-2006《低压电器通信规约》规定了低压电器通信规约，用于现场总线系统的通信。采用JB/T 10542-2006标准的低压电器可直接或通过通信适配器与Modbus、DeviceNeL、PROFIBUS-DP等现场总线系统通信。标准中规定了低压电器的数据通信参数表、相关的说明及检测的要求。规定了低压电器数据传输格式、数据编码及传输规则，参数类型和相应的参数代码和通信的格式。

  通信适配器是一种通信设备，对符合某一通信规约的设备进行协议转换后与其他现场总线系统通信。它具有两个通信接口，分别符合相应的通信规约，使得设备可与不同的现场总线系统进行连接。当采用不同通信适配器与不同总线连接时，低压电器与通信适配器之间的通信规约需要采用统一的数据通信规约。统一的低压电器数据通信规约可使得控制系统可以容纳各种各样的智能电器，只要它们具有使用统一规约的数据通信接口就可以相互通信，从而使控制系统的设计和应用具有可互操作性。

  国家标准JB/Tl 0542-2006《低压电器通信规约》规定了低压电器通信规约，用于现场总线系统的通信。标准中包括术语、定义和代号；通信规约；关于使用通信适配器来连接上层现场总线系统的规定；检测的要求；试验；相关的工业规范和版本号的规定；断路器通用数据通信参数表；电动机保护器数据通信参数表等几个部分。规定了低压电器的数据通信参数表、相关的说明及检测的要求、低压电器数据传输格式、数据编码及传输规则、参数类型和相应的参数代码及通信格式。主要内容如下：

 1.低压电器元件工作状态参数(1）工作状态：通、断； (2）待命状态：准备好、未准备好； (3）报警； (4）故障：己动作，未动作； (5）故障类型； (6）故障相代号。
 2.低压电器元件及其工作支路的电参数(1）电流（分相参数）； (2）故障参数（故障值）。
 3.控制网络工作参数(1）遥调相关参数； (2）遥控信号。
 4.通信的格式通信格式规定了数据传输格式、传输规则、数据链路符号、字节格式、帧格式、功能编码、波特率、差错处理等。

采用JB/T10542-2006标准的低压电器可直接或通过通信适配器与Modbus、DeviceNet、PROFIBUS-DP等现场总线系统通信。

但是，有时尽管设备使用了统一规约，当在同一现场总线控制系统中通信时，各种设备还有可能因互相影响而导致可重复的通信失败或导致某设备失效。为保证通信成功，设备除了需要采用统一的通信规约外，还需要具有可互操作性，也就是各种设备在通信时不会互相影响，若无影响，则相关设备称为具有可互操作性，可以在同一系统中工作。