西門子FM355S PLC

CPU 313C-2 PtP 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間可達(dá) 70 ns,。
• 擴(kuò)展存儲(chǔ)器;
  128 KB 高速 RAM （相當(dāng)于大約 42 K 的指令）用于執(zhí)行相關(guān)的程序部分,，為用戶程序提供充分的空間,；
  SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器,，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中,。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 31 個(gè)模塊,，（4排結(jié)構(gòu)）
•  

力發(fā)電以及其它工業(yè)領(lǐng)域,。西門子CPU313C-2PTP模塊

圖1：IEC61850與數(shù)字化變電站(SAS)之間的相互關(guān)系：

  1.2 制造報(bào)文規(guī)范MMS

制造報(bào)文規(guī)范(Manufacturing Message Specification,MMS)為網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)處理和監(jiān)控系統(tǒng)信息交換

的標(biāo)準(zhǔn),，由標(biāo)準(zhǔn)化組織和電工委員會(huì)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)TC184工業(yè)組負(fù)責(zé)制定和

發(fā)展,，它適合于在不同的設(shè)備,、應(yīng)用,、發(fā)展商和領(lǐng)域內(nèi)提供通用信息服務(wù)，例如：MMS提供的讀(Rea

d)服務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備,、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)從另外一個(gè)設(shè)備,、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)內(nèi)讀取所需的變量，而不

管這個(gè)變量是在可編程邏輯控制器,、機(jī)器人,、遠(yuǎn)方終端設(shè)備或智能電子設(shè)備內(nèi).MMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在

制造、石油化工,、電力工業(yè)和太空探索等領(lǐng)域,。

 MMS由以下各部分組成：

1)      服務(wù)規(guī)范(Service Specification)

2)      協(xié)議規(guī)范(Protocol Specification)

3)      機(jī)器人伴同標(biāo)準(zhǔn)(Robot Companion Standard)

4)      數(shù)字控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Numberical Controller Companion Standard)

5)      可編程邏輯控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Programmable Logical Controller Companion Standard)

6)      過(guò)程控制系統(tǒng)伴同標(biāo)準(zhǔn)(Process Control System Companion Standard)

上列各部分中，部分服務(wù)規(guī)范和第二部分協(xié)議規(guī)范是其核心,，服務(wù)規(guī)范包含的定義

有:①虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device,VMD);②網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)間的信息交換,；③與VMD有關(guān)的

屬性和參數(shù),。協(xié)議規(guī)范定義的是通信規(guī)則，包括：①信息格式,；②通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的信息順序,；③MMS層

與ISO/OSI開(kāi)放模型的其他層的交互，而3)-6)則是針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域的伴同標(biāo)準(zhǔn),。

   MMS提供了豐富的針對(duì)對(duì)等式實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的一系列任務(wù),，已經(jīng)成為許多工業(yè)領(lǐng)域的控制設(shè)備

的通信協(xié)議，例如CNC,、可編程邏輯控制器,、機(jī)器人、電力領(lǐng)域中的遠(yuǎn)方終端設(shè)備(RTU),、能源管

理系統(tǒng)( EMS),、重合器、開(kāi)關(guān)等IED設(shè)備,。許多流行的計(jì)算機(jī)平臺(tái)都支持基于MMS的互聯(lián),，在軟件

支持上，更多的API,、圖形界面,、網(wǎng)關(guān)、字處理,、電子表格,、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)都支持MMS，從通信連

接上看,，MMS在以太網(wǎng),、令牌總線、串行接口RS-232C,、OSI,、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易

實(shí)現(xiàn),，如圖2所示：

圖2：MMS在IEC61850報(bào)文結(jié)構(gòu)中的位置

1.3 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)由各種IED 組成,，主要完成變電站內(nèi)設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護(hù)功能,，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置,、通信管

理和軟件管理等系統(tǒng)維護(hù)功能。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在邏輯上劃分為3 層(即變電站層,、

間隔層和過(guò)程層),，并將具體應(yīng)用功能分解為許多常駐在不同IED 內(nèi)、彼此間相互通信的單元，稱為邏輯

節(jié)點(diǎn)(logical node,，LN),，然后以LN 為對(duì)象建立變電站內(nèi)IED 的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)模型，旨在解決不同廠

商提供的IED間的數(shù)據(jù)交換,、信息共享等問(wèn)題。

遵循IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括：①主站自動(dòng)化系統(tǒng)軟件(人機(jī)界面,、數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)

管理等),；②間隔層裝置(保護(hù)、測(cè)控單元等),；③過(guò)程層設(shè)備,，包括電子式電流/電壓互感器(electroni

c current/potential transducer，ECT/EPT),、智能斷路器/隔離開(kāi)關(guān),、合并單元等；④工程化工具(如

配置工具等),，用于管理IEC 61850所定義的的通信模型,，并滿足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(

*性測(cè)試)的規(guī)范要求，如圖3所示：

圖3：IEC61850與數(shù)字化變電站接口與體系結(jié)構(gòu)

  1.4數(shù)據(jù)模型

在了解數(shù)據(jù)模型之前,，首先需要了解一些關(guān)于IEC61850 的重要概念

智能電子設(shè)備(IED)：實(shí)際的物理設(shè)備,，如開(kāi)關(guān)、斷路器,，綜保等,。

功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)，如：母線保護(hù),、聯(lián)鎖,、報(bào)警管理等。

邏輯設(shè)備(LD)：一種虛擬設(shè)備,，聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù),，物理設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)LD。

邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)：用來(lái)描述系統(tǒng)功能的基本單位,，是數(shù)據(jù)對(duì)象的容器,，可以任意分配到

IED，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語(yǔ)義,，并通過(guò)他們的服務(wù)與外部進(jìn)行交互,。

在IEC61850 中，一個(gè)IED 設(shè)備的外部性能通過(guò)Server 服務(wù)器類來(lái)表征,，Server 服務(wù)器可以包含一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備,，

一個(gè)邏輯設(shè)備可以包含多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，在IEC61850 中一些邏輯節(jié)點(diǎn)是電力系統(tǒng)實(shí)設(shè)備的映射,。一個(gè)IED 設(shè)備要

實(shí)現(xiàn)特定功能必然需要這些邏輯節(jié)點(diǎn)來(lái)終實(shí)現(xiàn)操作,、控制的功能,。可以簡(jiǎn)單理解邏輯設(shè)備是IED 設(shè)備實(shí)現(xiàn)

具體一個(gè)功能的抽象容器,，在這個(gè)容器中包含了實(shí)現(xiàn)功能所需的相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn),。

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