變電站智能電子裝置嵌入式以太網通信子產品的設計 随着計算機技術、通信技術的日益成熟，變電站自動化系統獲得了快速發展。

變電站智能電子裝置嵌入式以太網通信子產品的設計

随着計算機技術、通信技術的日益成熟，變電站自動化系統獲得了快速發展。

變電站自動化系統可以把原本分隔的控制、保護、監視、通信和測量等裝置以合适的形式進行內建。

由少量多功能智能電子裝置lED組成自動化系統，通過站内的通信網絡實作資訊共享，可使信号電纜大為減少，系統結構簡化。

這樣，既提高了系統的經濟性，又改善了系統的可靠性。

是以，變電站內建和自動化已成為電力行業降低安裝、維護和運作成本的有效途徑。

變電站自動化系統在實作其基本的功能之外，還應具備互操作性、可擴充性和高可靠性等性能。

層問資料交換量大，實時性、安全性要求高，通信方式一度以低速串行總線為主。

随着以太網技術的日益成熟，其在變電站自動化通信中的應用越來越廣泛。

建議過程層與間隔層、間隔層與變電站層以及間隔層本層之間采用标準以太網方式通信。

在這種模式下，監控中心或遠方排程中心可以采用TCP／IP協定通過廣域網甚至Internet通路站内lED裝置的資料。

傳統以太網與PC機或工作站的硬體相配合，其網絡協定(TCP／IP協定等)内嵌住作業系統中，是以在工業控制領域的應用受到限制。

嵌入式以太網利用嵌入式設計技術在微控制器(MCU)或微處理器(CPU)和以太網控制器上實作。

遵循IEEE802．3标準，并選用TCP／IP協定。

嵌入式以太網的硬體與微處理器或微控制器結合，網絡協定内嵌在實時作業系統RTOS中，是以更适用于工業控制領域。

lED裝置通常都具有RS232／485串行通信接口。将這些裝置接入以太網有以下2種方案。

在lED裝置中嵌入TCP／IP協定，使其本身成為網絡節點。

此方案必須修改監測裝置原來的軟、硬體體系和結構，加入以太網的硬體接口及TCP／IP協定、以太網的驅動程式。

此方案主要用于開發以太網專用現場總線産品，開發周期長、投資大。

設計RS232／485與TCP／IP協定轉換器，将網絡接口軟、硬體獨立成一個轉換子產品，通過該子產品的協定轉換使IED裝置接入以太網。

該方式簡便易行、開發周期短，故應用較為，泛。本設計采用的是該方案。

硬體開發平台目前，基于32位機的嵌入式系統，都支援TCP／IP協定的軟體庫，可以實作以太網接口。

但是，高性能微處理器的應用價格及對硬體資源的要求都較高，而在應用底層并不需要功能這麼強大的處理器。

是以采取在8位微處理器上實作嵌入式以太網接口的方案。

選取z—World公司的RCM2200核心子產品進行二次開發，實作以太網接口及其他網絡服務。

以RCM2200為核心的以太網通信子產品可以将TCP端口接收到的資料從序列槽發送出去，也可以将序列槽接收的資料從TCP端口發送到以太網中傳輸，友善地将一個串行通信裝置連接配接到以太網。

RCM2200包括一個Rabbit20008位微處理器，其外圍擴充256kbFlash存儲器、128kbSRAM和以太網控制器RTL8019。

作為8位總線的微處理器，Rabbit2000具有很高的計算速度，這對于實時作業系統極為重要。

它按照嵌入式系統開發要求設計，具有實時多任務核心，提供Socket級的TCP／IP協定程式設計，支援H3TP、FTP、SMTP、TE1NET等協定。

裝置端支援全功能RS232／485通信。

此外，它配備了I／O驅動函數庫，檔案管理系統比較完善，可在Flash或SRAM上以資料檔案格式存儲系統或使用者資料。

軟體結構網絡通信協定可以采用圖2所示協定模型描述。

在以太網通信子產品設計中，為節省資源，對模型進行簡化，适當裁減網絡通信協定，主要完成TCP／IP協定所提供和定義的功能及服務，并實作基于TCP／IP協定的Web服務。

通信子產品的主要功能嵌入式以太網通信子產品的應用，使問隔層與變電站層以及問隔層本層之問都采用标準TCP／IP協定通信。

進一步可以實作變電站自動化系統的無縫通信體系、不同裝置問的互操作以及變電站自動化裝置的網絡化。

本子產品除實作了基本的TCP／IP通信協定外，還實作了如下功能。

Web伺服器。将Web伺服器植入IED裝置，在任何地方都可以從Internet擷取lED提供的實時資訊，當用戶端浏覽器向Web伺服器送出請求時。

Web伺服器利用從序列槽接收到的資料動态生成Web頁面傳送給使用者。

使用者也呵以根據需要通過Web浏覽器發送資訊給Web伺服器，實作對lED裝置的控制和維護。