摘要：电力自动化中所应用的现场急线技术是对传统电力控制方式的突破和革新，在应用的过程中主要应用的地底层控制网络形式，进而达到一定的开放性和数字化。从其分类上看，这一技术属于点五代控制系统，其是在DCS系统的基础上发展而来的。不仅克服了传统封闭系统的弊端，还可以形成全分布式的结构类型，系统的整体控制功能可以直接应用到现场。
关键词：现场总线；电力自动化；应用
电力自动化的控制技术作为一种新兴的控制技术，近年来正在逐渐的发展起来，现场总线技术作为电力自动化控制技术的组成部分，简称为FCS。它是一种数字化的多点底层的控制网络，同时也是目前较为新式的一种点五代控制系统，它对传统的DCS控制系统而言有了新的技术突破，能够对传统的封闭式系统的缺陷进行克服，其在电力自动化的应用方面有很多的优势。
一、现场总线技术的构成
现场总线技术以传递信息为主要任务。其技术连接主要划分为三级网络。一级网络主要是将电机启动器、变频器、红外水分仪等设备直接接入PROFIBUS-DP网；二级网络主要是靠光电开关、接近开关、行程开关、电磁阀等设备来进行数字量传感工作，并通过现场I/O接入PROFIBUS-DP网。三级网络主要是将监控服务器、现场监控机、PLC、独立主机控制段的PLC接入工业以太网，用来链接客户端和监控信息的传递。
二、现场总线技术的主要特点分析
所谓的现场急线技术在实际的应用中主要是借助计算机设备以及集成电路来进行控制工作。现场总线技术的优势主要表现在以下几个方面，不仅经济性比较突出，可靠性也可以达到标准：
2.1系统结构具有分散性
从现场总线系统运行的特点上可见，其本身的自动控制功能较高，控制系统本身就是以全分布式的形式呈现，最终，急线控制系统本身就以分散性为主。
2.2控制系统具有开放性
由于传统的DCS控制系统是一种全封闭式的系统类型，通常情况下，通讯信号的传输需要经过串口结构。在现场急线控制系统运行的过程中，工作站主要是依靠现场急线技术来实现技术和信息的共享，同时对制造商进行全面地开放。另外，各类使用设备都是通过现场的急线系统来进行连接，最终才能实现产品的组合系统大小可以直接进行调整。
2.3现场环境的适应性较强
现场总线控制系统主要是根据本地情况进行设计，这属于前端内容的现场工作。通常情况下，在紧急需要的领域中具有很强的抗干扰能力，而且还可以发送电力和通信，还可以对双绞线和红外线进行支持。
2.4现场总线设计的可操作性和互动性较强
在应用现场总线技术时，不同规格的线路不能相互调换。如果要进行技术的更新就需要全部更换。在实现信息沟通的过程中，现场急线技术还需要借助相应的互联设备，进而保证数字通信模式达到相应的标准。从目前我国现场急线技术的发展中可以看出，其操作性和互动性已经达到了标准。
2.5现场总线技术中设备具有智能化和自治性
传统的控制系统主要是通过控制站和现场设备来形成三层结构，而且通过模拟信号来进行信息的传递。在这一过程中可能会存在着较大的误差。因此，故障运行问题比较严重。现场急线技术主要是以实现双向数字通讯为主，无论是传感测量还是进行工程量的处理都可以直接将信号分散到现场。自动控制功能的实现需要依靠现场的设备。现场总线技术的自治性主要体现在设备运行状态上，急线技术可以进行全面地诊断。
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三、现场总线技术在电力自动化中应用
3.1火力发电设备中的应用
总线技术主要在火力发电机的热工自动化设备上使用，主要用于控制发电机设备的安全运作，减少人工操作和提升工作效率。总线系统通过对发电机的热能数据的监控和记录，将这些数据传送至上层控制端，控制端从而将设备的控制程序转化成数字信号，以达到基层设备的自动化运作。另外，总线系统能够有效识别发电设备出现意外故障和特殊信号，并会自动发出关闭指令，减少事故发生的概率。
3.2电力参数监控中的应用
分散控制系统技术（DCS）在一些大型的火力发电厂电力参数监控中得到了广泛的应用，这一技术具有有效地识别和判定信号，实现数字化的监控，减轻操作人员的负担。首先，分散控制系统技对电力参数的监控主要以自动远程抄表技术为主，以现场总线技术为辅，主要是通过电测技术、通信技术、用电管理技术三个方面的技术对电力信号进行测量、控制、转换和传递，以及时、有效地反馈电力在传送过程中遇到的意外情况，从中提升使用者的工作效率。
3.3电力输送中的应用
现场总线技术主要应用于电力输送方面的监控方面，通过集CAN总线、上位机、高精度测量电路和10位A/D转换器为一体，实现了电机运行参数进行在线测量。通过设置电机额定运行参数和更换外接互感器以达到任何电压、电流等级的电机之间的交流。该系统不仅可以通过特定的保护算法对单电机进行各种保护，而且能够根据连锁控制算法实现一台或几台电机的起动控制。
3.4应用实例分析
某35kV变电站，间隔层通讯网络全部采用现场总线技术，自动化系统主要采用LonWorks现场总线的系统。由于LonWorks现场总线网络具有很强的抗干扰、抗震动性，适用于变电站较恶劣的工业环境。其技术主要将基于微处理器的间隔层设备直接并入LonWorks现场总线，其技术保证了变电站运行的可靠和高速度的通信能力，大大提升了通信系统的信息吞吐和数据处理能力，从而解决了低速串口通信采样数据在使用时常发生的瓶颈问题。另外，由于其传输速率大大满足了变电站综合自动化系统对信息传输速度的要求，站内网络通讯采用以太网与LonWorks现场总线相结合的形式，站控层采用以太网，隔层采用LonWorks现场总线，信息通过间隔层的测控单元上传到主干网上。这种自动化系统的使用方案在实际上发挥了嵌入式以太网与LonWorks现场总线技术的优势。
该自动化系统中测控单元是系统的核心部分，测控单元的CPU主要采用了32位单片机，同时采用了嵌入式软件设计。利用实时多任务操作系统及TCP/IP模块，完成以太网的通讯与测控任务，其中CPU的通讯处理器利用Neuron芯片完成Lon-Works网络的通讯任务，充分保证了与保护装置的连通，提升了变电站网络的传输水平及保证变电站自动化系统的安全稳定运行。
结语
总之，随着电力技术的发展，现场总线技术在电力系统中得到了广泛的应用与推广，其技术在可靠性、高精度和经济性等方面的发挥了优势。同时，随着电力系统自动化进程的加快，基于现场总线的控制系统必将分系统、分阶段地逐步取代现有的分散式控制系统，在我国电力系统自动化发展中起到关键的作用。
结语
[1]黄贺军.分析现场总线技术在电力自动化中的应用[J].科技传播，2013.
[2]陈灿，李喜鹏.现场总线技术在电力自动化中的应用分析[J].科技信息，2012.
[3]陈东雷.分析现场总线技术在电力自动化中的应用[J].黑龙江科技信息，2015.
作者简介
刘璋（1991.07.18），男，学历：重庆大学电气工程与自动化专业，单位：国网重庆市电力公司万州供电分公司，研究方向：调度自动化
论文作者:刘璋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
标签：现场论文; 电力论文; 技术论文; 总线技术论文; 控制系统论文; 系统论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第20期论文;