現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)課題之一，它的發(fā)展與應(yīng)用對全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動化起到巨大的推動作用。現(xiàn)場總線是近幾年來迅速發(fā)展的一種全新的互聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)，是自動化領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)通信zui底層的控制網(wǎng)絡(luò)。它可將變電站保護(hù)測量、控制、遠(yuǎn)傳集為一體，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、處理和共享。
　　一．現(xiàn)場總線的定義和作用
　　iec對現(xiàn)場總線的定義是：“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向串行傳輸、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線，稱為現(xiàn)場總線。”表現(xiàn)在六個(gè)方面：現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)、互操作性、分散功能模塊、通信線供電和開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。它是新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分面控制系統(tǒng)。
　　二．現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)了變電站自動化技術(shù)的變革，具體表現(xiàn)在：
　　1.它能將一對通信線連接多臺數(shù)字設(shè)備。以往一對信號線只能連接一臺模擬設(shè)備。
　　2.用多變量、雙向、數(shù)字通信方式代替單變量、單向、模擬傳輸方式。
　　3.用多功能的現(xiàn)場數(shù)字設(shè)備代替單功能的現(xiàn)場模擬設(shè)備。
　　4.用分散式控制站代替集中式控制站。
　　5.用現(xiàn)場控制系統(tǒng)代替集散控制系統(tǒng)。
　　總之，現(xiàn)場總線環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾性強(qiáng)，其媒介可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、電力線等。
　　現(xiàn)場總線的連接裝置高度智能化，在網(wǎng)上傳輸數(shù)字信號。這樣，不僅大大降低了傳輸誤差，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，提高了信息傳輸?shù)目煽啃浴?br />　　三．現(xiàn)場總線在變電站綜合自動化技術(shù)中的應(yīng)用
　　目前，變電站自動化技術(shù)在深圳地區(qū)飛速發(fā)展，建設(shè)了大批110千伏和220千伏變電站，配置先進(jìn)且全部采用了現(xiàn)場總線技術(shù)。盡管上約有40種現(xiàn)場總線，但多數(shù)以低速總線為主，而大型變電站的高壓及主變壓器所配備的保護(hù)非常復(fù)雜，事故狀態(tài)下的各種信息量異常大，要求站內(nèi)信息記錄具有實(shí)時(shí)性。而低速總線不能滿足這種要求，所以現(xiàn)有國內(nèi)綜合自動化生產(chǎn)商大部分采用以太網(wǎng)、can網(wǎng)、lonwork網(wǎng)、rs-485網(wǎng)。
　　1.現(xiàn)場總線應(yīng)用實(shí)例
　　（1）平安變電站是深圳地區(qū)*個(gè)220千伏綜合自動化變電站，站內(nèi)有3臺單臺容量為18萬千伏安的變壓器，有220千伏、110千伏、10千伏共3個(gè)電壓等級，線路保護(hù)、元件保護(hù)全部采用微機(jī)保護(hù)。整個(gè)變電站系統(tǒng)分為三層，即站級計(jì)算機(jī)層、通信管理層、設(shè)備監(jiān)控及保護(hù)單元層。通信管理層是整個(gè)綜合自動化系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)溝通各下級單元監(jiān)控裝置，采集數(shù)據(jù)并建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，對上連接站級計(jì)算機(jī)及遠(yuǎn)方調(diào)度中心，實(shí)時(shí)報(bào)告變電站工況及事件等信息，接收控制命令并分發(fā)到的下級單元裝置?，F(xiàn)場總線在通信管理層發(fā)揮著承上啟下的作用。
　a）平安變電站總線主要采用can網(wǎng)，一種支持分布式、實(shí)時(shí)控制的多主數(shù)據(jù)總線，可靠性高。
　b）can網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)具有參考模型物理層、數(shù)據(jù)鏈路層的功能。can網(wǎng)可以多主站、點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)、全局廣播幾種方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問，網(wǎng)絡(luò)上任意時(shí)刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，不分主從，通信方式靈活，這一特點(diǎn)可以方便地構(gòu)成（容錯(cuò)）多機(jī)備份系統(tǒng)。can網(wǎng)傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸光纖，節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)，直接通信距離zui遠(yuǎn)可達(dá)10千米（此時(shí)的傳輸速率為5kbit/s），通信速率zui高可達(dá)1msit/s（按此速率，可傳輸距離40米）。can網(wǎng)采用無破壞性的基于總線優(yōu)先權(quán)促裁技術(shù)。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信號時(shí)，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級高的可不受影響繼續(xù)發(fā)送，有效避免總線沖突。can網(wǎng)具有判別暫時(shí)性錯(cuò)誤和*性故障節(jié)點(diǎn)的功能，故障節(jié)點(diǎn)可自動脫離總線的。
　c）can網(wǎng)支持四類報(bào)文幀：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)。這樣，傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，并能用crc進(jìn)行檢錯(cuò)。
　?。?）2002年新投產(chǎn)的110千伏創(chuàng)新變電站，其現(xiàn)場總線采用rs-485網(wǎng)（現(xiàn)深圳地區(qū)110千伏變電站綜合自動化均采用該方式），其主要優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：
　a）rs-485網(wǎng)的電氣特征。邏輯“1”以兩線間的電壓差為 （2～6）伏表示，邏輯“0”以現(xiàn)兩線間的電壓差-（2～6）伏表示，接口信號電平比rs-232-c網(wǎng)降低了，不易損壞接口電路芯片，電平與ttl電平兼容，可方便與ttl電路連接。
　b）rs-485網(wǎng)抗干擾性增強(qiáng)，因其接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合。
　c）rs-485網(wǎng)功能多，rs-485網(wǎng)接口在總線上允許連接128個(gè)收發(fā)器。這樣，用戶可以利用單一接口方便建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
　d）rs-485網(wǎng)對幀長沒有限制，這樣可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
　e）對用戶來說，rs-485總線基本上是透明的，不依靠總線協(xié)議，用戶可隨心所欲編寫自己的協(xié)議。但是數(shù)據(jù)的優(yōu)先級的保證以及各個(gè)單元間的檢測，需要用戶的鏈路層協(xié)議來提供。
　f）rs-485網(wǎng)應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，可靠性高。
　g）規(guī)模較小時(shí)，系統(tǒng)有足夠的傳輸率，實(shí)時(shí)傳輸能夠保證。但隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，系統(tǒng)性能會降低。
　h）從結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，其余均為從節(jié)點(diǎn)，各單元間橫向通信必須經(jīng)過總控進(jìn)行，系統(tǒng)靈活性差。
　　總之，隨著變電站綜合自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。大量的工程設(shè)計(jì)運(yùn)行證明，現(xiàn)場總線技術(shù)可以提高變電站綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、減少變電站二次電纜、方便電網(wǎng)事故的分析與處理。