(高清版)GB∕T 37548-2019 变电站设备物联网通信架构及接口要求

GB/T37548—2019I 2规范性引用文件 2 35变电站设备物联网体系 45.1体系架构 4 4 5.5信息交互 6.1总体架构 66.2I0接口 66.3I1接口 66.4I2接口 67感知设备通信接口 67.1物理接口 67.2通信协议 7 附录A(规范性附录)变电站设备物联网通信架构 9ⅢGB/T37548—2019请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。1变电站设备物联网通信架构及接口要求2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T6107—2000使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB/T11014—1989平衡电压数字接口电路的电气特性GB/T12057—1989使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的通用37插针和9插针接口GB/T19244信息技术高性能串行总线GB/T19582(所有部分)基于Modbus协议的工业自动化网络规范GB/T20540.2测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义GB/T20540.3测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第3部分：数据链路层服务定义GB/T20540.4测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第4部分：数据链路层协议规范GB/T26790(所有部分)工业无线网络WIA规范GB/T29768信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议GB/T29910(所有部分)工业通信网络现场总线规范类型20:HART规范DL/T634.5104运动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问DL/T860(所有部分)变电站通信网络和系统SJ/T11349二维条码网格矩阵码SJ/T11350二维条码紧密矩阵码YD/T1272(所有部分)光纤活动连接器电力监控系统安全防护规定(中华人民共和国国家发展和改革委员会〔2014〕第14号令)for8-way,shieldedfreeandfixedconnectorswithcomonmatingfeatures,IEC60603-7-2电子设备用连接器第7-2部分：最高频率100MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-2:Detailspecificafor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto2GB/T37548—2019IEC60603-7-4电子设备用连接器第7-4部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式非屏蔽连接器的详细规范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-4:Detailspecificationfor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithf250MHz)IEC60603-7-5电子设备用连接器第7-5部分：最高频率250MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-5:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto250MHz)IEC60603-7-7电子设备用连接器第7-7部分：最高频率600MHz的数据传输用8通道活动式和固定式屏蔽连接器的详细规范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-7:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto600MHz)IEC62734工业网络无线通信网络和通信行规ISA100.1la(Industrialneworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—ISA100.1la)ISO11898-1道路车辆控制器局域网络(CAN)第1部分：数据链路层和物理信号[Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part1:Datalinklayerandphysicalsignalling]ANSI/TIA/EIA-485-A平衡数字多点系统发生器和接收机的电特性(Electricalcharacteristicsofgeneratorsandreceiversforuseinbalanceddigitalmutipointsystems)IEEE802.11国际电机电子工程学会信息技术标准局域网和城域网通信和信息交换技术规范第11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范[IEEEStandardforInformationtechnology—TelecommunicationsandinformationexchangebetweensystemsLocalandmetroprolicanareanet-works—Specificrequirements—Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications]CiA301CANopen应用层和通信目录(CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile)3.1理并做出反应的智能服务系统。[GB/T33745—2017,定义2.1.1]3.23.3能够被物联网感知但不依赖于物联网感知而存在的实体。[GB/T33745—2017,定义2.1.3]3[GB/T33745—2017,定义2.1.4]通过感知设备获得对象的信息的过程。[GB/T33745—2017,定义2.1.9]变电站设备物联网substationdeviceinternetofthings备互联的智能信息服务系统。传感器)。监测装置能通过现场总线、以太网、无线等通信方式与综合监测单元或直接与站端监测单元通信。在线监测装置等同于智能变电站中监测IED与传感器的组合。[DL/T1430—2015,定义3.2]终端提供无线接入与数据传输服务。[DL/T1511—2016,定义2.1]GIS:气体绝缘金属封闭开关设备(GasInsulatedSwitchgear)HART:可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议(HighwayAddressableRemoteTransducer)IED:智能电子装置(IntelligentElectronicDevice)IOT:物联网(Internetofthings)4PROFIBUS:过程现场总线(ProcessFieldBus)RFID:射频识别(RadioFrequencyIdeVPN:虚拟专用网络(VirtualPrivateNetwork)WLAN:无线局域网(WirelessLocalAreaNetworks)5变电站设备物联网体系5.1体系架构变电站设备物联网在逻辑功能上可以划分为感知层、网络层和应用层。变电站设备物联网体系架构如图1所示。应急抢修应急抢修应用层运检绩效评估综合数据网高速交换局域网无线接入网辅助设施监控(消防/安全警卫/照明环境监视/视频监控/电源监测)设备信息可视化运检过程管控远程会商状态分析监测预警故障研判移动巡检(移动作业PDA终端/巡检机器人/可穿戴巡检装备)在线监测(在线监测装置)核心交换层有线接入网感知层站内设备网络层汇聚层接入层图1变电站设备物联网体系架构感知层是变电站设备物联网的基础，支持或实现在线监测、移动巡检和辅助设施监控等信息的采集、自动识别。对于被监测设备通过RFID或二维码建立身份标识。二维码编码规则应符合SJ/T11349、SJ/T11350的相关要求。变电站设备物联网典型感知层设备如表1所示。表1变电站设备物联网典型感知设备分类设备名称描述在线监测变压器/电抗器在线监测装置用以自动采集、处理和发送变电站被监测一次设备状态信息的装置(含传感器)断路器/GIS在线监测装置电容型设备/避雷器在线监测装置其他设备在线监测装置5GB/T37548—2019表1(续)分类设备名称描述移动巡检巡检机器人采集站内移动作业信息，用于变电站巡检、检测、远程视频会商等作业移动作业PDA终端可穿戴巡检设备其他设备辅助设施监控安防设备采集、处理站内的环境、安全防范、火灾报警、辅助灯光控制等信息消防设备照明设备环境监控设备电源监测设备视频监控设备接入层网络技术类型可分无线接入和有线接入。无线接入可包括电力无线专网、无线虚拟专网、近程通信、射频等。有线接入可包括现场总线接入、电力线接入、局域网接入等。无线信息通过安全隔离装置进入信息内网。汇聚层位于接入层与核心交换层之间，实现接入层数据分组传输的汇聚、转发与交换。接入层数据转发到核心交换层或在本地进行路由处理。典型汇聚层设备可包括多串口/网络转换器、通信协议转换器、数据集中器及无线基站等。核心交换层为变电站设备物联网提供高速、安全与具有服务质量保障能力的数据传输环境。用于支撑变电站内和站外物联网信息的双向传送。核心交换层的网络采用电力综合数据网。5.4应用层应用层由生产管理应用系统和应用层服务协议构成。应用层服务协议由语法、语义与时序组成。语法规定了智能服务过程中的数据与控制信息的结构与格式。语义规定了控制信息的含义，以及完成的动作与响应。时序规定了事件实现的顺序。5.5信息交互运检应用系统应按照第7章要求，采集站内在线监测、移动巡检、辅助设施监控等设备物联网信息。6GB/T37548—20196通信架构6.1总体架构变电站设备物联网通信网络宜采用工作可靠、结构简单、易于维护的架构，满足实时性和可靠性要求，必要时可采用双网冗余方式。站内尽量使用有线方式接入数据，在特殊情况下使用无线方式接入移动巡检数据，无线数据通过安全接入设备进入有线网络。各层之间存在3个接口级别，分别是第1级接口I0、第2级接口I1和第3级接口I2,通信架构见附录A中图A.1。6.2I0接口I0接口是感知设备在接入层通信的数据接口。如变电站辅控设备的灯光控制器与照明控制网关的数据接口；在线监测装置与综合监测单元的数据接口等。6.3I1接口I1接口是设备/系统在汇聚层通信的数据接口。如变电站辅控设备的照明控制网关与辅助设施监控主机间的数据接口；在线监测系统中综合监测单元与站端监测单元的数据接口等。I1接口也是变电站内不同系统站控层设备之间的数据接口。如变电站辅控系统与变电站监控系统的数据接口；变电设备在线监测系统与变电站监控系统的数据接口等。I1接口宜采用多媒体协议、具备条件的感知设备可采用I1接口直接与汇聚层设备通信。I2接口是设备/系统在核心交换层通信的数据接口，面向应用层接入。如站端监测单元、辅助设施监控主机与应用层系统的数据接口等。I2接口宜采用多媒体协议、DL/T860协议、DL/T634.5104具备条件的感知设备可采用I2接口直接与核心交换层设备通信。7感知设备通信接口7.1物理接口7.1.1RJ45接口对于采用屏蔽双绞线的通信系统，宜采用支持RJ45的物理接口。根据要求的不同，其机械特性和技术规范应符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5或IEC60603-7-7的相关要求。MPO型光纤连接器作为通信物理接口，这五种光纤连接器的技术规范应符合YD/T1272(所有部分)的相关要求。其他类型的光纤连接器应满足各自的技术规范。RS232接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T6107—2000中第2章的要求，机械7特性应符合GB/T12057—1989中第4章的相关要求。7.1.4RS485接口应符合GB/T12057—1989中第4章的相关要求。7.1.5RS422接口RS422接口宜采用DB9插针连接器，其电气特性应符合GB/T11014—1989中第4章的要求，机械特性应符合GB/T12057—1989中第4章的相关要求。CANopen是基于CAN总线的应用层协议，可通过CAN或工业以太网实现。支持CANopen协议支持Modus协议的感知设备可通过串行链路或TCP/IP实现与外部系统的通信，其协议总体模型和功能码规范应符合GB/T19582.1的相关要求。规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.2的相关要求。采用TCP/IP方式的感知设备，其协议规范应符合GB/T19582.1和GB/T19582.3的相关要求。7.2.3PROFIBUS支持PROFIBUS的感知设备的物理接口宜采用RS485、光纤接口等，其技术规范应符合GB/T20540.2的相关要求。输出信号应满足PROFIBUS总线协议，其技术规范应符合GB/T20540.3基于有线网络的支持HART协议的感知设备应配备对应的物理接口，可采用RS232、RS485