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集散型电气化铁道 电力监控系统的网络选型研究 郑永平钱清泉 铁道电气化与自动化研究所 摘萋弼络及互连是控制系统的“中枢神经”t是影响系统性能的最重要的方面之一．本文 首先舟绍了集鼓控制系统与丹络的关系、察散控制系统对玛络的要求i接着针对各种不同网 络和性能和特点．探讨了集散控制系统中局郡网的典壹结掏模式，以厦针对电气化铁道电力 监控系统的特点和运行实际。不同的层次上对网络选塑的考虑． 关键谪集教控制电力监控网终 1集散型控制系统的局部网 等特点，是工业控制系统发展的一大趋势。而通信技术在集散型控制系统中占有重要的地位。 我们知道．所谓的集散塑控制系统即以分散的现场控制单元达到对整个过程对象加以控制-而 集中监视和操作管理单元达到综合信息、全局管理的目的．层次化是集教型控制系统体系结构 的特点．它集中体现了集中操作管理、分散控制的思想．一般我们将集散型控制系统分为四层 结构：现场控制级、过程控制级、生产管理级和经营管理级．如图1所示。 对于某一具体的集散型控制系统的应用来说，并不一定非四层结构不可t大多数中小规模 的集教型控制系统只有第一层、二层，少数情况下使用第三层·只有大规模的控制系统中才应 用到完全的四层模式。考虑到我国电气化铁道运行的实际需要．目前只用到第一、二层·第三、 四层留待以后的扩展。 计算机网络将这些过程控制单位、监视操 作单元(也称操作员站)和系统管理单元(也称 工程师站)联成一体．计算机网络技术的迅速发 展．因为集散系统所完成的是工业控制，因而其 通信系统与一般的办公用局部网有所不同，工 业控制用通用系统应具有如下特点t (j)良好的实对性．集教型控制系统通信网 络应能及对地传输现场过程信息和操作管理信 息，因此网络必须具有良好的实时性． 掰1集散塑体系结构攘型 125 (2)极高的可I蒂性。集散型控制系统必须连续运行。通信系统的任何中断和故障，即有可能 造成辱产，甚至引起设备和人身事故．因此通信系统必须具有极高的可靠性． f 3)强的抗干扰能力。粜散型控制系统的通信系统必须在恶劣的_I业环境中正常工作．工 业现场存在各种干扰。因此它必须具有很强的抗干扰能力． ：4)良好的可扩展性和灵活性。系统网络可以按照现场实际情况的变化，方便地刚除或添 加某些设备．使阍终扩展延伸．既可使网络的范围扩，又可使网络的结．陶从基本结啕扩展为复 合结构。 (5)分层结构。集散型控制系统如前述是分屡的，因此与之相适应的通信系统也应是分屡 的．每一层都应有自己的网络系统。 集散控制系统在适用范围，可扩鼹性、易维护、抗单点故障方面优予混合控制系统和集中 控制系统．丽局部网是为集散系统提供通信介质、传输控制和通信功能等手段。互连和通信是 网络的核心，网络拓，}}、传输控制、通信方式和传输介质是局部网的四大要素。 ·1)网络拓朴 基本的弼络拓朴结构有星型、总线型和环型三种．如图2所示。 (。}鱼准：’ 图2网络的拓朴结构 o．星型 这是中央控制型结构．一切通信经由中央控制节点。这种结构控制方式简单．其缺点是中 央控制节点有故障时，整个系统就要瘫痪．当通信量增加并要求高速通信时．中央控制单元的 功能岿须扩充·以觅服“