变电站自动化系统的数据通信课件

第6章变电站自动化系统的数据通信第6章变电站自动化系统的数据通信§6-1数据通信概述数据通信的内容很广

计算机与计算机、一个系统与另一个系统，计算机内部各部件间、CPU与存储器、磁盘及人机接口设备之间的信息交换都时数据通信的范畴。§6-1数据通信概述数据通信的内容很广计

变电站自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式的控制系统，系统内部实现各子系统内部和各子系统之间的信息交换和实现信息共享，系统与调度/控制中心通信。变电站自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分1、变电站自动化系统与调度/控制中心的通信

不设独立的远动装置，由自动化系统的上位机或通信控制机执行远动功能变电站向控制中心发送测量和监视信息变电站从控制中心接收数据和控制命令§6-2变电站自动化系统信息传输的内容1、变电站自动化系统与调度/控制中心的通信不变电站层(站控层)—间隔层(单元层)—过程层(设备层)①过程层与间隔层间的信息交换间隔层（单元层）的设备大多数需要从过程层（设备层）的电压和电流互感器采集正常和事故情况下的电压值和电流值，采集设备的状态信息和故障诊断信息2、变电站自动化系统内部的信息传输②间隔层内部的信息交换多个IED之间的数据交换如，保护、控制、测量之间的数据交换变电站层(站控层)—间隔层(单元层)—过程层(设备层)①过③间隔层和变电站层的通信测量及状态信息操作信息参数信息正常及事故情况下的测量值和计算值，开关位置等开关的分、合命令主变分接头位置调节保护和自动装置的整定值等④变电站层的内部通信变电站层的不同设备之间的通信③间隔层和变电站层的通信测量及状态信息操作信息参数信息正常§6-3变电站自动化系统对通信网络的要求1、通信网络的要求快速的实时响应能力—及时传输现场的实时运行信息和操作控制信息高可靠性—电力系统连续运行，网络也连续运行②①优良的电磁兼容性能—电源、雷击、跳闸等强电磁干扰和地电位差的干扰③④分层式结构—每层都要有合适的网络系统⑤开放性—互联、扩展、集成§6-3变电站自动化系统对通信网络的要求1、通信网络的要求2、信息传输响应速度和优先级不同类型和特性的信息要求传送的时间差异很大经常传输的监视信息如：监视、计量突发事件产生的信息如：故障

各层次之间和每层内部传输信息时间：①过程层和间隔层，1~100ms②间隔内各个模块间，1~100ms③间隔层的各个间隔单元之间，1~100ms④间隔层和变电站层之间，10~1000ms⑤变电站的各个设备之间≥1000ms⑥变电站和控制中心之间≥1000ms2、信息传输响应速度和优先级不同类型和特性的信息要求传送的时§6-4数据通信的基本原理1、数据通信方式并行数据传输数据的各位同时传送，同时接收；8位、16位数据总线；传输速度快；传输距离短（10m内）。§6-4数据通信的基本原理1、数据通信方式并行数据传输串行接口EIS-RS-232C、EIS-RS-485串行数据传输数据一位一位顺序传送；节约传输线；适合远距离传输；传输速度慢。串行接口EIS-RS-232C、EIS-RS-485串2、串行数据通信的方向结构串行传输按信息传输方向和时间可分为：单工通信、半双工通信和全双工通信三种方式（1）单工通信仅能在一个方向传输信息，不能反方向传输2、串行数据通信的方向结构串行传输按信息传输方向和时间可分为（2）半双工通信信息可以双向传输，但不能同时传输，在任一通信时刻，只能向一个方向传输。（2）半双工通信（3）全双工通信通信双方可同时进行双向传输信息。两个传输方向完全独立。

效率高，造价也高（3）全双工通信效率高，造价也高3、数据通信系统的主要技术指标数据传输速率

比特率S

bit/s

波特率B

调制速率，每秒传送的波形的个数3、数据通信系统的主要技术指标数据传输速率信道容量

指物理信道能够传输信息的最大能力，bit/s带宽bandwidth

指传输模拟信号的频带宽度误码率

指二进制码元在数据传输中被传错的概率信道容量4、数据同步方式

在串行传输中要保证发送信号在接收端能被正确接收，一般须采用数据同步技术。常用的同步技术有两种：异步数据传输、同步数据传输（1）异步数据传输异步传输方式中，发送的每一个字符均带有起始位、停止位和可供选择的奇偶校验位。起始位表示开始，停止位表示字符结束，构成一帧。传输中，每个字符都要用起始位和结束位，占用时间

4、数据同步方式在串行传输中要保证发送信号在异步通信的格式一般信息帧ASCII码帧异步通信的格式一般信息帧ASCII码帧（2）同步传输同步传输方式中，在数据快的开始处集中使用同步字符来作为传送的开始。同步字符SYN是特殊的码元组合，通知接收装置一个字符块的开始。控制字符可包括帧的长度。

同步字符，例如：CDT规约，同步字符EB90H，连发3个，占6字节，低位先发，高位后发，每字的低编号字节先发，高字节后发（2）同步传输同步字符，例如：CDT规约，同步字符EB90H5、多路复用（multiplexing）技术一条物理线路上建立多条通信信道的多路复用技术多路复用方式：时分多路复用TDM（timedivisionmultiplexing）将线路用于传输的时间划分成若干个时间段，每个用户对应一个时间段频分多路复用FDM（frequencydivisionmultiplexing）将一条具有一定带宽的线划分成若干个占有较小带宽的信道，一用户一信道波分多路复用WDM（wavelengthdivisionmultiplexing）将一系列载有信息但波长不同的光信号通过多路复用器合成一束，光纤传输5、多路复用（multiplexing）技术一条物理线路上建6、远距离通信系统的基本结构由信息源、发送设备、传输介质、接收设备、接收者等部分组成单向远距离数据通信系统的基本结构图信息源—信息的产生者发送设备—将信息源与传输介质匹配，便于传送接收设备—完成发送设备的反变换接收者—信息接收设备6、远距离通信系统的基本结构由信息源、发送设备、传输介质、接传输介质有线通道：形式载波、光纤、电话线

介质双绞线、同轴电缆、光纤无线通道：形式微波、无线扩频

介质地面微波、卫星微波、无线电信号在通道传输过程中，由于干扰，接收端收到的信号可能与发送端发出的信号不同，因此需要进行差错检查。传输介质有线通道：形式载波、光纤、电话线无线通道：形调制解调器modem调制器modulator把数字信号转换成模拟信号传送出去调制器是波形变换器解调器demodulator检测模拟信号，再把它转换成数字信号解调器是波形识别器调制解调器modem调制器modulator解调器de§6-5变电站自动化系统的通信网络1、通信网络的拓扑结构网络中各个节点的相互连接方式点对点结构星形结构中央控制型二节点之间总线结构共享一条链路环形结构中继器—接收一条链路的数据，并以同样的速度串行地传送到另一条链路中央节点§6-5变电站自动化系统的通信网络1、通信网络的拓扑结构2、串行总线通信网络变电站综合自动化系统的串行数据通信主要是数据终端设备DTE

(DataTerminalEquipment)数据电路端接设备DCE

(DataCircuit-terminatingEquipment)RTU计量表图形设备计算机直接发送和接收数据的设备如：调制解调器2、串行总线通信网络变电站综合自动化系统的串行数据通信主要是（1）EIA-RS-232C接口美国电子工业协会EIA制定①机械特性选用DB25的结构，作为其连接器DTE采用针式结构，DCE采用孔式结构（1）EIA-RS-232C接口美国电子工业协会EIA制定①②电气特性RS-232C采用负逻辑工作逻辑“1”用负电平（-5~-15V）表示逻辑“0”用正电平（+5~+15V）表示接口信息速率〈20kbps，常用300、600、1200、2400、4800、9600bps信号线上总负载电容不超过2500pF，通常多芯电缆具有150pF/m的电容，所以最大传输距离是15m.②电气特性RS-232C采用负逻辑工作EIA-RS-422A/423A接口标准RS-232C发送和接收公用一根地线共模信号不可避免进入信号传输系统RS-422A平衡驱动和差分接收消除信号地线，抗干扰大大增强RS-423A

差分接收器，接收器的另一端接发送信号地EIA-RS-422A/423A接口标准RS-232C发送（3）EIA-RS-485接口标准RS-422标准的变形，电气特性相同RS-422，全双工，两对平衡差分线RS-485，半双工，一对平衡差分线点对点远程通信电气连接图RS-422

RS485（3）EIA-RS-485接口标准RS-422标准的变形，电多点互连电气连接图RS485节约信号线，便于联网构成分布式系统多点互连电气连接图RS485节约信号线，便于联网构成分布（4）EIA-RS-232C、422A/423A、RS-485主要技术性能（4）EIA-RS-232C、422A/423A、RS-48（5）串行总线通信网络的局限性RS-485通信接口，仅32个节点；通信方式为查询方式，效率低；只能一个主节点，其余从节点，主节点故障成通信的瓶颈；通信规约缺乏统一标准。（5）串行总线通信网络的局限性RS-485通信接口，仅32个（1）现场总线的定义(四种)用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统。广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统。基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS。一种数字化的串行双向通信系统。3、现场总线通信网络（1）现场总线的定义(四种)3、现场总线通信网络（2）现场总线的分类总线按照长度分类:1）毫米级：芯片内总线

2）厘米级：芯片间总线、元件总线

3）分米级：机箱内总线（Multi-bus、STD、PCL、ISA、PCI等）

4）十米级：机柜间总线（RS232、GPIB、VME、VXI等）

5）千米级：现场总线（FF、Profibus等）（2）现场总线的分类总线按照长度分类:现场总线按照数据通信宽度分类1）传感器现场总线（数据宽度为位）：适用于简单的开关装置和输入输出位的这类通信：Seriplex总线、AS-i总线等。2）装置现场总线（数据宽度为字节）：适用于以字节为单位的装置类通信：Interbus总线、DriveNET总线和CAN总线等。3）全服务的现场总线（数据宽度为数据流或模块Block）：以报文通信为主，除了对装置进行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能：FF总线、Lonworks总线、Hart总线等。现场总线按照数据通信宽度分类1）传感器现场总线（数据宽度为位现场总线按照应用行业分类1）过程控制（连续生产过程）用现场总线：FF的HI、Profibus-PA等2）离散控制用现场总线：Profibus-DP、Device-NET等3）楼宇自动化用现场总线：Lonworks等4）车辆制造业用现场总线：CAN等5）飞机制造业用现场总线：SwiftNet等6）农业及养殖业用现场总线：P-Net等现场总线按照应用行业分类1）过程控制（连续生产过程）用现场总（3）现场总线的技术特点1）现场通信网络用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络。2）现场设备互连传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连。3）互操作性

现场设备或现场仪表种类繁多，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用”;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成所需要的控制回路。（3）现场总线的技术特点1）现场通信网络现场总线与RS232、RS485的区别现场总线与计算机网络的区别RS232、RS485只能代表通信的物理介质层和链路层，编写应用程序，不符合ISO/OSI的规范，不通用。现场总线以ISO/OSI模型为基础，具有完整的软件支持系统，通用。现场总线是一种实时控制网络，连接自动化最底层的现场控制器和现场智能设备，传输小批量数据信息。局域网传输大批量的信息，实时性要求不高。现场总线强调在恶劣环境，计算机网络在办公场所。现场总线与RS232、RS485的区别现场总线与计算机网LonWorks技术特点1）LonWorks现场总线（4）变电站自动化系统中常用的现场总线①神经元芯片(NeuronChip)神经元芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是LON总线的通信处理器，而且是具有I/O和控制的通用处理器。神经元芯片已提供了LonTalk协议的第1-6层，开发者只需用NeuronC语言开发。神经元芯片包括3个8位微处理器媒体访问控制处理器（MACprocessor)网络处理器（Networkprocessor）应用处理器（Applicationprocessor）RAM、ROM、EPROM管理通信用户开发LonWorks技术特点1）LonWorks现场总线（4②收发器模块

LonWorks收发器模块在神经元芯片和网络之间提供通信接口，有多重介质的收发器模块可供选择。网络传输介质有双绞线、电力线、同轴电缆和光纤等。③LonTalk通信协议LonTalk通信协议支持OSI／RM的所有七层模型，是直接面向对象的网络协议。LonTalk协议通过神经元芯片实现，不仅提供介质存取、事务确认和点对点通信服务；还提供一些如认证、优先级传输、广播／组播消息等高级服务。②收发器模块③LonTalk通信协议基于LNS的软件工具LNS（LonWorksNetworkOperatingSystem）LonWorks技术有多种基于LNS的工具，用于LON网络的维护和组态;LonMaker是图形化工具，用于图形绘制、系统调试和网络的维修保养；节点开发工具NodeBuilder；节点和网络安装工具LonBilder；网络管理工具LonManage以及客户／服务器网络构架——LNS技术。基于LNS的软件工具①CAN总线的性能特点总线式结构。一对双绞线，双向传输，简单多主方式工作点对点、一点对多点及全局广播方式传送和接收数据网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求非破坏性总线仲裁技术，两节点同时发送，优先级低的节点主动停止数据发送。节点数主要取决于总线驱动电路短帧结构，每一帧的有效字节数为8CRC校验及其他检错措施，抗干扰能力强2）CAN现场总线CAN—ControllerAreaNet（控制器局域网）一种支持分布式控制、实时控制的串行通信局域网络①CAN总线的性能特点总线式结构。一对双绞线，双向传输②CAN总线的通信协议分为物理层、传送层和目标层物理层

传输介质可用差分驱动平衡双绞线、光纤通信协议层支持4种报文帧：数据帧携带数据由发送器至接收器；远程帧通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧；出错帧由检测出总线错误的任何单元发送；超载帧用于提供当前的和后续的数据帧的附加延迟。目标层

包括确认哪个信息是要发送的；确认传送层接收到的信息；为应用提供接口。②CAN总线的通信协议分为物理层、传送层和目标层IEC61850标准选定的通信网络随机争用型介质访问控制方法，即CSMA/CD采用总线型拓扑结构传输媒介为同轴电缆或光线采用IEEE802-3标准4、以太网（Ethernet）局域网络IEC61850标准选定的通信网络4、以太网（EtherneIEEE802各标准之间的关系IEEE802各标准之间的关系IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法CSMA/CD数据发送原理载波监听总线即先听后发（ListenBeforeTalk）总线冲突检测即边听边发（ListenwhileTalk）采用CSMA/CD方法的流程图CSMA/CD—CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection载波监听多路访问/冲突检测一种随机争用型介质访问控制方法IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法CSMA/（1）标准以太网（10Mbit/s）早期的10Mbit/s以太网传输媒介：双绞线或光纤（2）快速以太网（100Mbit/s）保留了10Mbit/s以太网的所有特征只将每个比特的发送时间有100ns降低到10ns物理层100Base-T标准100Base-TX：全双工，5类数据级双绞线100Base-FX：全双工，光纤100Base-T4：半双工，4对双绞线（1）标准以太网（10Mbit/s）早期的10Mbit/s（3）千兆以太网（1000Mbit/s）传输媒介：双绞线或光纤（4）万兆以太网（10Gbit/s）提供广域网接口;全双工采用64/66B的线路编码传输媒介：光纤;传输距离10~40km（3）千兆以太网（1000Mbit/s）传输媒介：双绞线或5、嵌入式以太网实时操作系统（RTOS-RealTimeOperatingSystem）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。5、嵌入式以太网实时操作系统（RTOS-RealTime嵌入式系统IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。原文为：DevicesUsedtoControl，MonitororAssisttheOperationofEquipment，MachineryorPlants.国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式以太网嵌入式系统中实现以太网技术即基于微处理器、微控制器的软、硬件环境，使用的网络协议内嵌在RTOS之中嵌入式系统嵌入式以太网嵌入式系统中实现以太网技术6、工业以太网适应工业现场的需求采用交换式集线器和全双工通信特点应用广泛:成本低廉:通信速率高软硬件资源丰富:可持续发展潜力大:易于与企业内部网（Intranet）和互联网（Internet）连接:能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。6、工业以太网适应工业现场的需求特点§6-6差错检测技术信息在传输过程中，由于噪声或中断等干扰，使接收端收到的信息发生差错造成误码。差错检测技术和纠正技术差错检测技术就是采用有效的编码方法对要传输的信息进行编码，并按约定的规则附上若干码元（称监督码），作为信息编码的一部分，传输到接收端。接收端则按约定的规则对所收到的码进行检验，若所得出的监督码与发出端传输过来的监督码不匹配，则表明接收信息有误，这就是“检错”。§6-6差错检测技术信息在传输过程中，由于噪声或中断等干1、奇偶校验

在帧中每一字末端附上一个奇或偶校验码元2、纵向冗余校验

把一帧信息看成一个两维空间排列的字符块

横向进行奇偶校验；

纵向也进行奇偶校验，产生一个额外的字符，即纵向冗余校验3、循环冗余校验CRC-cyclicredundancycheckCRC对数据块进行校验4、累加和校验1、奇偶校验2、纵向冗余校验3、循环冗余校验CRC-cycl§6-7变电站与控制中心的信息传输规约变电站向控制中心传送的信息，称为“上行信息”控制中心向变电站发送的信息，称为“下行信息”统称为“远传信息”1、变电站远传的信息

遥测、遥信、遥控、遥调2、变电站信息传输规约

循环式远动规约CDT（cyclicdigitaltransmit）;IEC问答式信息传输规约（Polling规约）；IEC60870-5《远动设备和系统第五部分：传输规约》系列规约;DNP3分布式网络规约（distributednetworkprotocol-3）§6-7变电站与控制中心的信息传输规约变电站向控制中心传§6-8电力系统的远动无缝通信传输协议

（IEC61850协议）1、IEC61850标准协议的主要内容IEC61850-1基本标准

包括适用范围和目的，定义了变电站内IED之间的通信和相关系统的要求，并论述了制定一个适用标准的途径和如何如何对待通信技术革新等问题。(2)IEC61850-2术语

给出了IEC61850文档中涉及的关于变电站自动化系统的特定术语及其定义。(3)IEC61850-3一般要求

包括质量要求（可靠性、可维护性、系统可用性、轻便性、安全性、数据完整性）环境条件（温度、湿度、大气压力、机械振动、电磁干扰等），辅助服务，并根据其他标准和规范对相应的特定要求提出建议。§6-8电力系统的远动无缝通信传输协议1、IEC6185(4)IEC61850-4系统和工程管理

本部分规定了对系统和项目管理的要求，包括工程要求（参数分类、工程工具、文件），系统使用周期（产品版本、工程交接、工程交接后的支持），质量保证（责任、测试设备、典型测试、系统测试、工厂验收、现场验收）等。(5)IEC61850-5功能和装置模型的通信要求

规范了变电站自动化系统所完成功能的通信要求和设备模型，包括逻辑节点概念和分类列表、逻辑节点应用、功能定义和分类、报文类型及性能要求、时间要求、数据完整性要求等。(6)IEC61850-6变电站自动化系统结构语言对IED的配置、通信系统的配置、系统参数配置、设备和系统属性的形式语言描述、配置文件描述等进行了详细的规范描述。(4)IEC61850-4系统和工程管理(5)IEC(7)IEC61850-7变电站和馈线设备的基本通信结构

变电站之间协调工作和通信体系的描述1）IEC62850-7-1原理和模型；2）IEC62850-7-2抽象通信服务接口ACSI，包括抽象通信服务接口的描述、抽象通信服务的规范，以及服务数据库模型；3）IEC62850-7-3公共数据级别和属性；4）IEC62850-7-4兼容的逻辑节点类和数据类，包括逻辑节点分类、数据对象及其逻辑寻址。(7)IEC61850-7变电站和馈线设备的基本通信结(9)IEC61850-9特殊通信服务映射SCSM

1）IEC62850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路的采样值传输。应用于间隔层和过程层内以及间隔层与过程层之间的通信映射；2）IEC62850-9-2通过ISO/IEC8802-3的采样值传输。(10)IEC61850-10一致性测试

规定了变电站自动化系统和设备通信方面的一致性测试方法，还给出了设置测试环境的准则，规定了互操作的等级。(8)IEC61850-8特殊通信服务映射SCSM

SCSM-specialcommunicationservicemapping

映射到制造报文规范MMS（manufacturingmessagingspecification），即ISO9506-1、ISO9506-2和ISO/IEC8801-3，包括通信栈、设备模型的映射，服务一致性代码，制造报文规范一致性。即变电站层和间隔层内部，及其变电站层和间隔层之间的通信映射。(9)IEC61850-9特殊通信服务映射SCSM(1总体上，标准有四个方面：（1）功能建模

从变电站自动化系统逻辑节点的途径（accessoflogicalnodes）和通信信息片（pieceofinformationforcommunication）出发，定义了变电站自动化的功能建模，即IEC62850-5。（2）数据建模

采用模型对象的方法，定义了基于服务器/客户端结构的数据模型，即标准的IEC61850-7-3、IEC61850-7-4。（3）通信协议

定义了数据访问机制和向具有通信协议栈的映射，如在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口ACSI映射到MMS，即IEC61850-8-1。（4）变电站自动化系统工程和一致性测试

定义了基于结构化语言XML（extendedmarkuplanguage）描述变电站和自动化系统的拓扑，即IEC61850-6。为验证互操作性，IEC61850-10描述了标准的一致性。总体上，标准有四个方面：三层结构2、IEC61850标准协议的体系结构

站控层网络：以太网过程层网络：(试验阶段)二层网络变电站层间隔层过程层三层结构2、IEC61850标准协议的体系结构过程层（processlevel）功能完成所有与过程接口的功能，即完成开关量的输入/输出、模拟量采集和控制命令的发送等。实际上是与一次设备，如断路器、互感器接口间隔层/单元层（baylevel）功能实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器接口。设备有：微机保护、自动控制装置、测量装置和RTU等变电站层（stationlevel）功能站级的监视控制、站域控制、通信系统和对时系统等，实现对全站设备的监视、控制、告警及信息交换功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁、以及相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能过程层（processlevel）功能间隔层/单元层（baIF1：在间隔层和变电站层之间交换保护数据IF2：在间隔层和远方保护之间交换保护数据IF3：在间隔层内交换数据IF4：在过程层和间隔层之间CT和VT瞬时数据交换IF5：在过程层和间隔层之间交换控制数据IF6：在间隔层和变电站层之间交换控制数据IF7：在变电站层和远方工程师工作站之间交换数据IF8：在间隔层之间直接交换数据，特别快速功能例如互锁IF9：在变电站层之间交换数据IF10：在变电站层和远方工程师工作站之间交换控制数据接口的意义:IF1：在间隔层和变电站层之间交换保护数据IF2：在间隔层和3、IEC61850标准协议的技术特征

（1）分布、分层的体系结构（2）应用于通信分离的灵活机制（3）面向对象、面向应用开放的自我描述（4）数据对象统一建模技术（5）支持不同的和变化的系统原则4、

变电站采用IEC61850标准协议的优越性（1）实现全球范围内的互操作性（2）系统独立于飞速发展的通信技术（3）易于扩展和更新（4）实现更广泛的系统集成（5）开放的无缝通信解决方案3、IEC61850标准协议的技术特征（1）分5、IEC61850标准协议的一致性测试（1）必要性

使不同厂家的设备之间实现无缝连接（2）内容

配置文件的测试

数据模型的测试ACSI模型和服务映射测试（3）类型

静态一致性测试

动态一致性测试（4）结果

通过，失败，未测（无此项功能）5、IEC61850标准协议的一致性测试（1）必要性（2）本章结束本章结束变电站自动化系统的数据通信课件§6-4局域网技术应用互连和通信是局域网的核心网络依据网络的属性分类

拓扑结构：点对点、星型、总线、环行

软件：网络操作系统WindowsNT、Windows2000Server

协议:

协议软件TCP/IP、网卡驱动程序

网络作用范围：

局域网LAN——LocalAreaNetwork，直径小于10km

城域网MAN——MetropolitanAreaNetwork,城市范围广域网WAN——WideAreaNetwork，远程网§6-4局域网技术应用互连和通信是局域网的核心1、计算机网络体系结构与协议（1）引例——邮政系统模型分层

用户、邮局、运输层间关系相邻层通过接口联系；下层为上层提供服务；具体细节对上层屏蔽协议（约定）各层均有协议；对等层协议相同

结构体系

各层次及其协议的集合1、计算机网络体系结构与协议（1）引例——邮政系统模型分层（2）计算机网络系统的体系结构①层次结构计算机网络十分复杂；分解为若干个容易处理的子系统；结构化设计；分层是系统分解的最好办法之一。一般分层结构（2）计算机网络系统的体系结构①层次结构计算机网络十分复杂计算机网络的层次模型计算机网络的层次模型②网络协议③网络体系结构

计算机网络中，为使计算机之间或计算机与终端之间能正确地传递信息，必须在有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等方面有一组约定或规则，这组约定或规则就是网络协议。网络协议三要素：语义、语法、规则

计算机网络的层次及其协议的集合②网络协议③网络体系结构计算机网络中，为使计（3）网络系统结构参考模型ISO/OSIOSI参考模型/OSI七层模型（3）网络系统结构参考模型ISO/OSIOSI参考模型/OS数据的实际传递过程数据的实际传递过程（4）OSI基本参考模型各层功能（4）OSI基本参考模型各层功能2、局域网的基本概念（1）局域网的特点覆盖的地理范围小以微机为主要对象通常属于某个单位或部门数据速率高管理方便价格低廉实用性强，使用广泛2、局域网的基本概念（1）局域网的特点覆盖的地理范围小（2）局域网的分类按拓扑结构分类;按传输的信号分类:

基带、宽带（2）局域网的分类按拓扑结构分类;按网络使用的传输介质分类;按介质访问的控制方式分类共享介质局域网、交换局域网按网络使用的传输介质分类;（3）局域网的组成硬件网络服务器网络工作站网卡网络设备传输介质软件系统软件应用软件（3）局域网的组成硬件网络服务器软件系统软件3、局域网的参考模型与协议标准IEEE802提出的局域网参考模型（LAN/RM）

局域网大多采用共享信道，当通信局限于一个局域网内部时，任意两个结点之间有唯一的链路，即网络层的功能可由链路层来完成，所以局域网中不单独设立网络层。高层功能由具体的局域网操作系统来实现。①局域网参考模型3、局域网的参考模型与协议标准IEEE802提出的LAN/RM中各层功能物理层为物理实体间提供发送和接收比特的能力，一对物理实体能确认出两个介质访问控制(MAC)子层实体间同等层比特单元的交换。实现电气、机械、功能和规程的匹配。提供发送和接收信号的能力，包括对宽带的频带分配和对基带的信号调制。LAN/RM中各层功能物理层为物理实体间提供发送和接收比特的数据链路层负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带有校验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术。两个子层：逻辑链路控制LLC

（LogicLinkControl）介质访问控制MAC

（MediumAccessControl）数据链路层负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带LLC子层向高层提供一个或多个逻辑接口（具有帧发和帧收功能）。发送时把要发送的数据加上地址和CRC检验字段构成帧，介质访问控制时把帧拆开，执行地址识别和CRC校验功能，并具有帧顺序控制和流量控制功能。MAC子层支持数据链路功能，并为LLC子层提供服务。支持CSMA/CD、tokenring、tokenbus等介质访问控制方式。具体功能包括：它将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反过程，将帧拆卸）、实现和维护MAC协议、比特差错检验和寻址等。CSMA/CD—CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetectionLLC子层向高层提供一个或多个逻辑接口（具有帧发和帧收功能）②IEEE802标准IEEE802委员会为局域网制定了一系列标准，通称为IEEE802标准。IEEE802.1标准定义了局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议。IEEE802.2标准定义了逻辑链路控制（LLC）子层功能与服务。IEEE802.3标准定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层规范。IEEE802.4标准定义了令牌总线（tokenbus）介质访问控制子层与物理层规范。IEEE802.5

标准定义了令牌环（tokenring)介质访问控制子层与物理层规范。②IEEE802标准IEEE802委员会为局域网制定了一系IEEE802各标准之间的关系IEEE802各标准之间的关系4、共享介质局域网（SharedLan）IEEE802.2标准定义了三种：采用CSMA/CD介质访问控制方式的总线形局域网；（CSMA/CD—载波监听多路访问/冲突检测）采用tokenbus介质访问控制方式的总线形局域网；采用tokenring介质访问控制方式的环形局域网。网络中所有结点共享一条公共通信传输介质4、共享介质局域网（SharedLan）IEEE802.（1）IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法①

CSMA/CD数据发送原理载波监听总线即先听后发（ListenBeforeTalk）总线冲突检测即边听边发（ListenwhileTalk）一种随机争用型介质访问控制方法采用CSMA/CD方法的流程图CSMA/CD—CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection（1）IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法①②IEEE802.3MAC层帧格式前导码：7个8位字节组成，用于接收端的接收比特同步，101010……10。帧前定界符：

1个8位的字节组成，10101011。目的地址：发送帧的接收站地址。长度：指示LLC数据的长度。LLC数据：用于传输介质访问控制MAC子层的高层—逻辑链路控制子层LLC的数据。帧校验：采用32位的CRC校验。校验范围：目的地址、源地址、长度、LLC数据等字段。②IEEE802.3MAC层帧格式前导码：7个8位字节组成③数据接收节点的发送通过竞争获得总线的使用权。其他节点都应处于接收状态。当一个节点完成一组数据接收后判断接收帧的长度。凡是接收帧长度小于规定帧的最小长度，必然是冲突后的废弃帧，接收节点丢弃已接收的数据，重新进入待接收状态。接收节点检查帧目的地址，匹配则接收该帧，否则丢弃接收帧。进行CRC校验。检查LLC数据长度是否正确。如正确，则MAC子层将帧中LLC数据送LLC子层，进入“成功接收”结束状态。③数据接收节点的发送通过竞争获得总线的使用权。其他节点都应CSMA/CD方式的主要特点原理比较简单，技术上容易实现。网络中各节点处于同等地位，竞争传输介质。不提供优先级控制。负荷较大时，等待时间较长。适合办公自动化等数据传输实时性要求不严格和通信负荷较轻的应用环境。CSMA/CD方式的主要特点原理比较简单，技术上容易实现。（2）IEEE802.5——令牌环访问控制法TokenRing——TokenPassingRing环行网络；基带网；采用单令牌（或双令牌）的令牌传递方式。令牌（Token）也叫通行证特殊的格式和标志，是一个或几个二进制数组成的码令牌有“忙”和“空”两个状态（2）IEEE802.5——令牌环访问控制法Token接收每一结点随时检测经过本结点的信包，当查到信包指定的地址与本结点地址相符时，则一面拷贝全部信息，一面继续转发信息包。环上的帧信息绕网一周，有源发点予以回收。令牌环基本工作过程发送结点检测到一个经过的令牌为“空”时，以“帧”为单位发送信息，并将令牌置为“忙”标志附在尾部向下一结点发送。接收每一结点随时检测经过本结点的信包，当查到信包指定的地（3）IEEE802.4——令牌总线访问控制法TokenBus——TokenPassingBus主要用于总线形或树形网络。网络工作前，要对系统初始化，以形成逻辑环路。网络环形成后，令牌的控制类似TokenRing。令牌总线物理结构令牌总线逻辑结构（3）IEEE802.4——令牌总线访问控制法Toke5、交换局域网核心部件：局域网交换机——可以在它的多个端口之间建立多个并发连接。5、交换局域网核心部件：局域网交换机——可以在它的多个端口之交换局域网的特点：允许多站点同时通信，每个站点可以独占传输通道和带宽灵活的接口速率增强了网络可扩充性和延展性易于管理，便于调整网络负荷的分布，有效地利用网络带宽交换以太网与以太网、快速以太网完全兼容，无缝连接可互联不同标准的局域网交换局域网的特点：交换以太网的结构示意图交换以太网的结构示意图局域网交换机结构与工作原理交换机的“端口号/MAC地址映射表”可以根据端口与结点MAC地址的对应关系建立起来。局域网交换机结构与工作原理交换机的“端口号/MAC地址映射表第6章变电站自动化系统的数据通信第6章变电站自动化系统的数据通信§6-1数据通信概述数据通信的内容很广

计算机与计算机、一个系统与另一个系统，计算机内部各部件间、CPU与存储器、磁盘及人机接口设备之间的信息交换都时数据通信的范畴。§6-1数据通信概述数据通信的内容很广计

变电站自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式的控制系统，系统内部实现各子系统内部和各子系统之间的信息交换和实现信息共享，系统与调度/控制中心通信。变电站自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分1、变电站自动化系统与调度/控制中心的通信

不设独立的远动装置，由自动化系统的上位机或通信控制机执行远动功能变电站向控制中心发送测量和监视信息变电站从控制中心接收数据和控制命令§6-2变电站自动化系统信息传输的内容1、变电站自动化系统与调度/控制中心的通信不变电站层(站控层)—间隔层(单元层)—过程层(设备层)①过程层与间隔层间的信息交换间隔层（单元层）的设备大多数需要从过程层（设备层）的电压和电流互感器采集正常和事故情况下的电压值和电流值，采集设备的状态信息和故障诊断信息2、变电站自动化系统内部的信息传输②间隔层内部的信息交换多个IED之间的数据交换如，保护、控制、测量之间的数据交换变电站层(站控层)—间隔层(单元层)—过程层(设备层)①过③间隔层和变电站层的通信测量及状态信息操作信息参数信息正常及事故情况下的测量值和计算值，开关位置等开关的分、合命令主变分接头位置调节保护和自动装置的整定值等④变电站层的内部通信变电站层的不同设备之间的通信③间隔层和变电站层的通信测量及状态信息操作信息参数信息正常§6-3变电站自动化系统对通信网络的要求1、通信网络的要求快速的实时响应能力—及时传输现场的实时运行信息和操作控制信息高可靠性—电力系统连续运行，网络也连续运行②①优良的电磁兼容性能—电源、雷击、跳闸等强电磁干扰和地电位差的干扰③④分层式结构—每层都要有合适的网络系统⑤开放性—互联、扩展、集成§6-3变电站自动化系统对通信网络的要求1、通信网络的要求2、信息传输响应速度和优先级不同类型和特性的信息要求传送的时间差异很大经常传输的监视信息如：监视、计量突发事件产生的信息如：故障

各层次之间和每层内部传输信息时间：①过程层和间隔层，1~100ms②间隔内各个模块间，1~100ms③间隔层的各个间隔单元之间，1~100ms④间隔层和变电站层之间，10~1000ms⑤变电站的各个设备之间≥1000ms⑥变电站和控制中心之间≥1000ms2、信息传输响应速度和优先级不同类型和特性的信息要求传送的时§6-4数据通信的基本原理1、数据通信方式并行数据传输数据的各位同时传送，同时接收；8位、16位数据总线；传输速度快；传输距离短（10m内）。§6-4数据通信的基本原理1、数据通信方式并行数据传输串行接口EIS-RS-232C、EIS-RS-485串行数据传输数据一位一位顺序传送；节约传输线；适合远距离传输；传输速度慢。串行接口EIS-RS-232C、EIS-RS-485串2、串行数据通信的方向结构串行传输按信息传输方向和时间可分为：单工通信、半双工通信和全双工通信三种方式（1）单工通信仅能在一个方向传输信息，不能反方向传输2、串行数据通信的方向结构串行传输按信息传输方向和时间可分为（2）半双工通信信息可以双向传输，但不能同时传输，在任一通信时刻，只能向一个方向传输。（2）半双工通信（3）全双工通信通信双方可同时进行双向传输信息。两个传输方向完全独立。

效率高，造价也高（3）全双工通信效率高，造价也高3、数据通信系统的主要技术指标数据传输速率

比特率S

bit/s

波特率B

调制速率，每秒传送的波形的个数3、数据通信系统的主要技术指标数据传输速率信道容量

指物理信道能够传输信息的最大能力，bit/s带宽bandwidth

指传输模拟信号的频带宽度误码率

指二进制码元在数据传输中被传错的概率信道容量4、数据同步方式

在串行传输中要保证发送信号在接收端能被正确接收，一般须采用数据同步技术。常用的同步技术有两种：异步数据传输、同步数据传输（1）异步数据传输异步传输方式中，发送的每一个字符均带有起始位、停止位和可供选择的奇偶校验位。起始位表示开始，停止位表示字符结束，构成一帧。传输中，每个字符都要用起始位和结束位，占用时间

4、数据同步方式在串行传输中要保证发送信号在异步通信的格式一般信息帧ASCII码帧异步通信的格式一般信息帧ASCII码帧（2）同步传输同步传输方式中，在数据快的开始处集中使用同步字符来作为传送的开始。同步字符SYN是特殊的码元组合，通知接收装置一个字符块的开始。控制字符可包括帧的长度。

同步字符，例如：CDT规约，同步字符EB90H，连发3个，占6字节，低位先发，高位后发，每字的低编号字节先发，高字节后发（2）同步传输同步字符，例如：CDT规约，同步字符EB90H5、多路复用（multiplexing）技术一条物理线路上建立多条通信信道的多路复用技术多路复用方式：时分多路复用TDM（timedivisionmultiplexing）将线路用于传输的时间划分成若干个时间段，每个用户对应一个时间段频分多路复用FDM（frequencydivisionmultiplexing）将一条具有一定带宽的线划分成若干个占有较小带宽的信道，一用户一信道波分多路复用WDM（wavelengthdivisionmultiplexing）将一系列载有信息但波长不同的光信号通过多路复用器合成一束，光纤传输5、多路复用（multiplexing）技术一条物理线路上建6、远距离通信系统的基本结构由信息源、发送设备、传输介质、接收设备、接收者等部分组成单向远距离数据通信系统的基本结构图信息源—信息的产生者发送设备—将信息源与传输介质匹配，便于传送接收设备—完成发送设备的反变换接收者—信息接收设备6、远距离通信系统的基本结构由信息源、发送设备、传输介质、接传输介质有线通道：形式载波、光纤、电话线

介质双绞线、同轴电缆、光纤无线通道：形式微波、无线扩频

介质地面微波、卫星微波、无线电信号在通道传输过程中，由于干扰，接收端收到的信号可能与发送端发出的信号不同，因此需要进行差错检查。传输介质有线通道：形式载波、光纤、电话线无线通道：形调制解调器modem调制器modulator把数字信号转换成模拟信号传送出去调制器是波形变换器解调器demodulator检测模拟信号，再把它转换成数字信号解调器是波形识别器调制解调器modem调制器modulator解调器de§6-5变电站自动化系统的通信网络1、通信网络的拓扑结构网络中各个节点的相互连接方式点对点结构星形结构中央控制型二节点之间总线结构共享一条链路环形结构中继器—接收一条链路的数据，并以同样的速度串行地传送到另一条链路中央节点§6-5变电站自动化系统的通信网络1、通信网络的拓扑结构2、串行总线通信网络变电站综合自动化系统的串行数据通信主要是数据终端设备DTE

(DataTerminalEquipment)数据电路端接设备DCE

(DataCircuit-terminatingEquipment)RTU计量表图形设备计算机直接发送和接收数据的设备如：调制解调器2、串行总线通信网络变电站综合自动化系统的串行数据通信主要是（1）EIA-RS-232C接口美国电子工业协会EIA制定①机械特性选用DB25的结构，作为其连接器DTE采用针式结构，DCE采用孔式结构（1）EIA-RS-232C接口美国电子工业协会EIA制定①②电气特性RS-232C采用负逻辑工作逻辑“1”用负电平（-5~-15V）表示逻辑“0”用正电平（+5~+15V）表示接口信息速率〈20kbps，常用300、600、1200、2400、4800、9600bps信号线上总负载电容不超过2500pF，通常多芯电缆具有150pF/m的电容，所以最大传输距离是15m.②电气特性RS-232C采用负逻辑工作EIA-RS-422A/423A接口标准RS-232C发送和接收公用一根地线共模信号不可避免进入信号传输系统RS-422A平衡驱动和差分接收消除信号地线，抗干扰大大增强RS-423A

差分接收器，接收器的另一端接发送信号地EIA-RS-422A/423A接口标准RS-232C发送（3）EIA-RS-485接口标准RS-422标准的变形，电气特性相同RS-422，全双工，两对平衡差分线RS-485，半双工，一对平衡差分线点对点远程通信电气连接图RS-422

RS485（3）EIA-RS-485接口标准RS-422标准的变形，电多点互连电气连接图RS485节约信号线，便于联网构成分布式系统多点互连电气连接图RS485节约信号线，便于联网构成分布（4）EIA-RS-232C、422A/423A、RS-485主要技术性能（4）EIA-RS-232C、422A/423A、RS-48（5）串行总线通信网络的局限性RS-485通信接口，仅32个节点；通信方式为查询方式，效率低；只能一个主节点，其余从节点，主节点故障成通信的瓶颈；通信规约缺乏统一标准。（5）串行总线通信网络的局限性RS-485通信接口，仅32个（1）现场总线的定义(四种)用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统。广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统。基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS。一种数字化的串行双向通信系统。3、现场总线通信网络（1）现场总线的定义(四种)3、现场总线通信网络（2）现场总线的分类总线按照长度分类:1）毫米级：芯片内总线

2）厘米级：芯片间总线、元件总线

3）分米级：机箱内总线（Multi-bus、STD、PCL、ISA、PCI等）

4）十米级：机柜间总线（RS232、GPIB、VME、VXI等）

5）千米级：现场总线（FF、Profibus等）（2）现场总线的分类总线按照长度分类:现场总线按照数据通信宽度分类1）传感器现场总线（数据宽度为位）：适用于简单的开关装置和输入输出位的这类通信：Seriplex总线、AS-i总线等。2）装置现场总线（数据宽度为字节）：适用于以字节为单位的装置类通信：Interbus总线、DriveNET总线和CAN总线等。3）全服务的现场总线（数据宽度为数据流或模块Block）：以报文通信为主，除了对装置进行读取数据外，还包括一些对装置的操作和控制功能：FF总线、Lonworks总线、Hart总线等。现场总线按照数据通信宽度分类1）传感器现场总线（数据宽度为位现场总线按照应用行业分类1）过程控制（连续生产过程）用现场总线：FF的HI、Profibus-PA等2）离散控制用现场总线：Profibus-DP、Device-NET等3）楼宇自动化用现场总线：Lonworks等4）车辆制造业用现场总线：CAN等5）飞机制造业用现场总线：SwiftNet等6）农业及养殖业用现场总线：P-Net等现场总线按照应用行业分类1）过程控制（连续生产过程）用现场总（3）现场总线的技术特点1）现场通信网络用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络。2）现场设备互连传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连。3）互操作性

现场设备或现场仪表种类繁多，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用”;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成所需要的控制回路。（3）现场总线的技术特点1）现场通信网络现场总线与RS232、RS485的区别现场总线与计算机网络的区别RS232、RS485只能代表通信的物理介质层和链路层，编写应用程序，不符合ISO/OSI的规范，不通用。现场总线以ISO/OSI模型为基础，具有完整的软件支持系统，通用。现场总线是一种实时控制网络，连接自动化最底层的现场控制器和现场智能设备，传输小批量数据信息。局域网传输大批量的信息，实时性要求不高。现场总线强调在恶劣环境，计算机网络在办公场所。现场总线与RS232、RS485的区别现场总线与计算机网LonWorks技术特点1）LonWorks现场总线（4）变电站自动化系统中常用的现场总线①神经元芯片(NeuronChip)神经元芯片是LonWorks技术的核心，它不仅是LON总线的通信处理器，而且是具有I/O和控制的通用处理器。神经元芯片已提供了LonTalk协议的第1-6层，开发者只需用NeuronC语言开发。神经元芯片包括3个8位微处理器媒体访问控制处理器（MACprocessor)网络处理器（Networkprocessor）应用处理器（Applicationprocessor）RAM、ROM、EPROM管理通信用户开发LonWorks技术特点1）LonWorks现场总线（4②收发器模块

LonWorks收发器模块在神经元芯片和网络之间提供通信接口，有多重介质的收发器模块可供选择。网络传输介质有双绞线、电力线、同轴电缆和光纤等。③LonTalk通信协议LonTalk通信协议支持OSI／RM的所有七层模型，是直接面向对象的网络协议。LonTalk协议通过神经元芯片实现，不仅提供介质存取、事务确认和点对点通信服务；还提供一些如认证、优先级传输、广播／组播消息等高级服务。②收发器模块③LonTalk通信协议基于LNS的软件工具LNS（LonWorksNetworkOperatingSystem）LonWorks技术有多种基于LNS的工具，用于LON网络的维护和组态;LonMaker是图形化工具，用于图形绘制、系统调试和网络的维修保养；节点开发工具NodeBuilder；节点和网络安装工具LonBilder；网络管理工具LonManage以及客户／服务器网络构架——LNS技术。基于LNS的软件工具①CAN总线的性能特点总线式结构。一对双绞线，双向传输，简单多主方式工作点对点、一点对多点及全局广播方式传送和接收数据网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求非破坏性总线仲裁技术，两节点同时发送，优先级低的节点主动停止数据发送。节点数主要取决于总线驱动电路短帧结构，每一帧的有效字节数为8CRC校验及其他检错措施，抗干扰能力强2）CAN现场总线CAN—ControllerAreaNet（控制器局域网）一种支持分布式控制、实时控制的串行通信局域网络①CAN总线的性能特点总线式结构。一对双绞线，双向传输②CAN总线的通信协议分为物理层、传送层和目标层物理层

传输介质可用差分驱动平衡双绞线、光纤通信协议层支持4种报文帧：数据帧携带数据由发送器至接收器；远程帧通过总线单元发送，以请求发送具有相同标识符的数据帧；出错帧由检测出总线错误的任何单元发送；超载帧用于提供当前的和后续的数据帧的附加延迟。目标层

包括确认哪个信息是要发送的；确认传送层接收到的信息；为应用提供接口。②CAN总线的通信协议分为物理层、传送层和目标层IEC61850标准选定的通信网络随机争用型介质访问控制方法，即CSMA/CD采用总线型拓扑结构传输媒介为同轴电缆或光线采用IEEE802-3标准4、以太网（Ethernet）局域网络IEC61850标准选定的通信网络4、以太网（EtherneIEEE802各标准之间的关系IEEE802各标准之间的关系IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法CSMA/CD数据发送原理载波监听总线即先听后发（ListenBeforeTalk）总线冲突检测即边听边发（ListenwhileTalk）采用CSMA/CD方法的流程图CSMA/CD—CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection载波监听多路访问/冲突检测一种随机争用型介质访问控制方法IEEE802.3——CSMA/CD访问控制法CSMA/（1）标准以太网（10Mbit/s）早期的10Mbit/s以太网传输媒介：双绞线或光纤（2）快速以太网（100Mbit/s）保留了10Mbit/s以太网的所有特征只将每个比特的发送时间有100ns降低到10ns物理层100Base-T标准100Base-TX：全双工，5类数据级双绞线100Base-FX：全双工，光纤100Base-T4：半双工，4对双绞线（1）标准以太网（10Mbit/s）早期的10Mbit/s（3）千兆以太网（1000Mbit/s）传输媒介：双绞线或光纤（4）万兆以太网（10Gbit/s）提供广域网接口;全双工采用64/66B的线路编码传输媒介：光纤;传输距离10~40km（3）千兆以太网（1000Mbit/s）传输媒介：双绞线或5、嵌入式以太网实时操作系统（RTOS-RealTimeOperatingSystem）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。5、嵌入式以太网实时操作系统（RTOS-RealTime嵌入式系统IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。原文为：DevicesUsedtoControl，MonitororAssisttheOperationofEquipment，MachineryorPlants.国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式以太网嵌入式系统中实现以太网技术即基于微处理器、微控制器的软、硬件环境，使用的网络协议内嵌在RTOS之中嵌入式系统嵌入式以太网嵌入式系统中实现以太网技术6、工业以太网适应工业现场的需求采用交换式集线器和全双工通信特点应用广泛:成本低廉:通信速率高软硬件资源丰富:可持续发展潜力大:易于与企业内部网（Intranet）和互联网（Internet）连接:能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。6、工业以太网适应工业现场的需求特点§6-6差错检测技术信息在传输过程中，由于噪声或中断等干扰，使接收端收到的信息发生差错造成误码。差错检测技术和纠正技术差错检测技术就是采用有效的编码方法对要传输的信息进行编码，并按约定的规则附上若干码元（称监督码），作为信息编码的一部分，传输到接收端。接收端则按约定的规则对所收到的码进行检验，若所得出的监督码与发出端传输过来的监督码不匹配，则表明接收信息有误，这就是“检错”。§6-6差错检测技术信息在传输过程中，由于噪声或中断等干1、奇偶校验

在帧中每一字末端附上一个奇或偶校验码元2、纵向冗余校验

把一帧信息看成一个两维空间排列的字符块

横向进行奇偶校验；

纵向也进行奇偶校验，产生一个额外的字符，即纵向冗余校验3、循环冗余校验CRC-cyclicredundancycheckCRC对数据块进行校验4、累加和校验1、奇偶校验2、纵向冗余校验3、循环冗余校验CRC-cycl§6-7变电站与控制中心的信息传输规约变电站向控制中心传送的信息，称为“上行信息”控制中心向变电站发送的信息，称为“下行信息”统称为“远传信息”1、变电站远传的信息

遥测、遥信、遥控