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Lon Works技术在变电站自动化中应用 　　[摘 要]介绍现场总线技术的基础上，重点研究Lon Works现场总线的特点及其在变电站自动化系统中的应用。 　　[关键词]现场总线 Lon Works 变电站自动化 　　中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2008）0510051－01 　　 　　现场总线是当前自动化领域的热门话题，被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革。随着输电电压等级的不断升高，人们对变电站的安全要求也越来越高。而现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术应用于变电站自动化中，不仅实现了电站终端采集数据的现场数字化处理和传输，从而，大大提高了测量精度和传输速度；同时，有效的减少了占地面积和基建投资，在改进电网调度自动化系统的进程中起到了重要的作用。 　　 　　一、现场总线 　　 　　现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。现场总线可用于远程数据采集、监控、工厂自动化、过程控制、数据通信等诸多场合。因此，现场总线技术已成为自动化领域的一大热点，相继形成了十多种现场总线标准。Lon Works技术就是其中较有影响的一种标准。 　　 　　二、Lon Works技术简介 　　 　　Lon Works技术的基本部件是同时具有通讯与控制功能的Neuron芯片。芯片内部有3个中央处理器RAM、ROM和EEPROM、软硬件计时器/计数器、操作系统、运作时间数据库及36种常见I/O控制对象，11路I/O输入输出通道和通讯协议都固化在该芯片内。 　　Lon Works技术所使用的通讯协议称为Lon Talk协议。Lon Talk协议遵循由国际标准化组织（ISO）定义的开放系统互联模型（OSI）。Lon Talk协议提供了OSI参考模型所定义的全部7层服务。 　　Lon Works技术是美国Echelon公司于20世纪90年代初推出的一种现场总线LON(Local Operation Networks)，它是用于开发监控网络系统的一个完整技术平台，并具有现场总线技术的一切特点(现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块、通信线供电和开放式互连)。Lon Works网络系统由智能节点组成，每一个智能节点可具有多种形式的功能，节点之间遵守ISO/OSI的7层模型。Lon Works技术改善了CSMA(Carry Sense Multiple Access)，采用一种新的被称为Predictive P-Persistent的CSMA，可以在负载较轻时使介质访问延迟最小，而在负载较重时使冲突的可能性最小。网络通信采用面向对象的设计方法，Lon Works技术将其称之为“网络变量”，不但节省了大量的设计工作量，同时也增加了通信的可靠性。 　　Neuron芯片是网络的主要组成部分（由美国MOTOROLA和日本东芝二大IC芯片制造商设计制造。在Neuron芯片中有3个8位的CPU，第一个CPU为介质访问控制处理器，负责处理Lon Talk协议的第一层和第二层，包括驱动通信子系统硬件和执行冲突避免算法；第二个CPU为网络处理器负责处理Lon Talk协议的第三到第六层，进行网络变量的处理、寻址、事物处理、证实、背景诊断、软件计时器、网络管理和函数路径选择等；第三个CPU为应用处理器，它执行用户编写的代码及用户的代码所调用的操作系统服务。 　　 　　三、Lon Works在变电站自动化中的应用 　　 　　（一）变电站综合自动化 　　变电所综合自动化系统是在现代计算机技术、数据通讯技术、数字信号处理（DSP）等技术基础上发展起来的，它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。它以微机保护和计算机监控系统为主体，加上变电所其他智能设备构成功能综合化的变电所自动化系统，包括测量、监控、保护、远动、信号等部分，实现变电所的日常运行和事故处理。 　　（二）Lon Works技术的应用 　　Lon Works技术广泛应用于工业控制、楼宇自动化等领域。本文重点研究其在变电站自动化中的应用。 　　Lon Works现场总线网是一种使用较广泛的全分布式智能控制网络，是变电站自动化系统网络层的成熟产品。见图1，变电站有两个主站，相互独立，从而提高了系统冗余度。主站1管理系统监控由一个监控总线网卡与Lon Works1和Lon Works2监控总线相连，还通过接口接入人机界面（MNI）的PC机，用作后台监控；主站2也设有一个监控网卡主管远动传送、接收信息，通过MODEM将监控信息传送给调