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2配网自动化及通信系统的规划建设原则
2.1建设原则
配网自动化及其通信系统在进行规划建设时，首先需要考虑到的是系统的可行性、扩展性和先进性原则。根据具体施工环境，在配网自动化和通信设施建设工作中，采取灵活的通信方式。确保工程项目规模化的原则，保证项目的先进性。在工程项目的建设工作中，采取点、面相结合的方案，达到通信三遥的功能。根据明确的目标，协调建设前、后之间的规划关系。根据不同的地理环境，在建设时采取适宜的通信方式，如光纤通信适宜范围广、距离远的情况。在共用电力资源时，配网自动化通信系统的配电房通常不建设自身的通信系统，而是以其他方式通信，以便于日后维护工作的进行。
2.2系统的规划设计
通信系统在工程建设的各阶段工作中都是必不可少的，因此，在通信系统方案设计时，主要需要考虑其稳定性、实用性和可持续的问题。建设主站模式，能够实现对配网系统的管理、监控、运行及维护等工作，其主要任务是收集配网运行中的信息数据并保存到主系统的数据库中。配网终端建设的采用，极大程度上避免了建设中出现大范围整改的问题，提高了供电系统的稳定性。配网终端系统的建设，首要是以遥信的方式将故障信号回传到主系统工作台，减少排查时间；其次，借用遥测辅助，实现对共用变电器负荷的实时监控工作。
3规划建设中需要注意的问题
3.1通信模式的选取
基于信息技术的配网管理是配网通信技术的基础，通信系统的优劣程度直接关系到自动化系统的完善与否。在考虑到配网实时通信对速度、安全、稳定性等的特色要求时，现阶段，可供选择的通信方式主要有：一、有线通信。如光纤通信，光纤通信具有可靠性高、保密性和抗干扰能力强、高代宽及传输距离远等优点，占据了配网通信方式中的主要位置，被广泛运用在生产生活中。光缆通信方式是规划、建设配网通信的基础所在，因地制宜对配网进行分布，可以进一步发展配网通信中的光缆技术，有效地提高光缆的可靠性和利用率；二、无线线通信。以公网通信为例，如CDMA、GPRS、EDGE等方式，主要有速度快、投资小、风险低、施工方便、维护简单等特点。
3.2终端设备的安装
在配网自动化通信系统的终端设备安装中，开关房、配电房及相关开关柜的规划和建设问题都需要考虑到。鉴于终端设备安装环境的复杂性，在对通信设备进行安装和选择时，需要根据当地气候、地形条件等具体实施。在选择电力行业的入网产品时，最好选择工业级别的产品，以保证其可靠性，并延长设备的使用寿命。3.3模块的设计通信模板设计对通信系统整体建设有着重要的影响，为了保证终端设备安装工作的顺利，对于无线配电设备来说，模块设计需要采取内嵌式的安装方法。在使用到相关的无线网络通信时，首要的问题是，确定所在区域内的无线网络信号是否符合要求，其次是覆盖域的大小是否在预计范围内。
一、推进自动化，必须提高档案标准化、规范化水平
目前，档案信息自动化系统的现状是档案标准化、规范化滞后和应用软件多乱，这些都严重影响了系统整体水平的提高。目前系统的主要矛盾不是硬件设备的缺乏，而是硬件的功能并没有充分发挥。笔者认为对这一问题取得共识是系统建设思想上的一次飞跃，它使我们的观察视野从计算机系统扩大到整个档案信息管理。这一认识上的转变给我们的启示是：档案信息自动化的内涵包括档案工作的各个方面和各个环节，其中首要的是档案业务要规范，档案标准要建立健全和真正实施。档案标准和规范本身也是一个系统工程，要推进档案自动化建设，必须抓好档案标准化、规范化，掌握好两者相辅相成、互相促进的辩证关系。
二、自动化建设要着眼于提高系统的整体水平
根据系统论思想和集成化要求，档案信息自动化建设的着眼点应是整个系统，组成系统的纵向和横向的各个节点都应达到一定水平，并通过网络加以联通，这样才能发挥整体优势，提高系统的综合能力。部分节点甚至一个重要节点的障碍，都可能造成系统的梗阻。当然，要求每个节点的装备水平和应用能力齐头并进是不现实的，不可能“齐步走”。鼓励和支持先进单位提高水平，在一些单位进行较高水平的试点，以取得值得推广的经验，对整个系统是有利的，但其基本出发点应是为了提高系统的整体水平，只有少数先进的节点不可能组成先进的系统。
三、有重点地抓好数据库建设
目前档案信息自动化系统从总体上看仍处于由文件处理向信息管理系统的过渡阶段，完成这一步的关键在于数据库建设。开发和建设数据库系统是国家档案信息工程的核心和基础，是工程的主体。数据库的含义是依托先进的信息技术对资料进行科学的管理和方便的使用。建立数据库系统是一项长期的任务，要经过由低到高、由单个到群体的循序渐进过程。经过试点，数据库经验中最主要的有：领导重视，统一认识，坚持计算机技术人员同档案业务人员协同配合；面向应用，建立“活库”，以利用频率和使用效率考核数据库的“活性”；突出重点，由单一库向系统库发展等。当前若能把综合数据库的完善提高和各单位档案目录库建立起来，通过网络联接形成开放的分步式数据库群，将使自动化系统效率大大提高一步。
四、慎重选定技术路线
信息技术的飞速发展成为当代技术革命的主要特征。目前，对我国档案信息自动化工程影响最大的技术是微机工作站、服务器性能的提高，网络技术的成熟及数据库技术和应用软件开发工具的发展。网络技术的发展促使局域网、广域网以及信息高速公路的建设和开通。在信息技术发展日新月异的条件下，选择档案信息自动化系统的技术路线是十分重要的，应当推行适应的先进技术，使经济效益的合理性和技术的先进性相统一，技术路线的选择要符合我们的实际。档案部门对先进技术的潜在需求很大，但现实的需求又往往跟不上，宏观监测需要的信息量和使用频率同微观经济需求有很大差别，因此不断发生买了设备不能充分利用，建了网络而传输量很少的情况。要实事求是地分析现状，充分考虑先进技术的发展，再进行每一项具体的决策。
五、实事求是地改进管理体制
集中统一是管理任何社会化大生产所必需的方式，信息自动化这一高新技术系统也不例外。人机结合是自动化系统的建设方针，其含义为档案业务人员直接使用微机开展工作，这亦是研究自动化系统管理时必须考虑的原则之一。档案信息自动化系统的管理体制，要能使高度集中管理和方便使用相结合。目前我国档案信息自动化系统的管理体制，同时存在集中统一管理不力和使用不方便的问题，主要方面是集中统一管理不力，这同我国档案工作是在各专业基础上发展起来的和系统建设从“微机起步”有关。应下决心解决分散现象，从管理制度上保证业务技术规范、标准，硬软件的选用，上下各个层次和各专业办公自动化等都应纳入统一的档案信息自动化系统管理之中，实行集中统一管理，不能各行其是自建系统，造成信息分割和资源浪费。也要下决心解决方便使用的问题，如长期将档案部门的“硬任务”集中于一个部门，在档案部门这一信息系统之内再组建一个“档案信息系统”，就很难提高档案工作整体水平。建立集中统一管理下的分散式系统，是较理想的模式，但这种高技术结构，必须有较强的管理能力和技术能力，不具备这些条件，从集中向分散过渡，反倒有可能退回到分散式。
六、充分发挥系统建设资金的使用效益
档案自动化系统建设是档案部门投资最大的项目，在资金筹集和管理使用方面，较好的做法是多渠道筹措资金，实行中央拨款、地方拨款、单位自筹和争取外援相结合，资金使用上做到按项目管理，进行项目论证并跟踪考核。目前存在的主要问题之一是没有在国家和地方财政长期建设发展计划中立项，档案信息自动化项目资金大多通过领导特批解决，为此耗费了各级档案部门领导很大精力。“九五”建设规划被国家经济信息化联席会议作为国家经济信息化优先发展的重要工作之一，定名为“金信工程”，为档案信息自动化系统列入国民经济和社会发展计划打下了良好基础，但要落到实处，还有许多工作要做，各地也应及早积极争取。存在的问题之二是在资金管理上不够科学合理，有分散和浪费现象。如有的项目因各种原因不能充分发挥应有作用，这都有待于今后注意改进。
七、重视人才管理
2、PLC在工业自动化系统的应用
工业自动化是指在工业生产过程中通过对参数的控制，尽量减少人的直接参与，这样不仅可以大大降低劳动力，还能高效的完成成品的预测和生产。可以说工业自动化是未来工业生产的发展趋势和必经之路。因此在这整个期间，控制将成为工业自动化及其重要的一项内容。如何将机器设备和生产过程控制的恰到好处将会成为我们当今研究的一大热门话题。当然生产过程控制的是否得当也同样直接影响到产品的加工质量和产生在控制过程中对资金的投入等一系列问题。通常我们将工业自动化系统分为:控制开关量的逻辑控制系统、控制慢连续量的过程控制系统、控制快连续量的运动控制系统三大类。这三类往往存于一体，但是互不相关，如何将这几类系统加以协调,将成为科学家研究的热点话题。如今，随着PLC的快速发展，PLC将成为实现这一愿望和解决这一难题的物质基础和保证。下面我们对这三类控制系统进行详细的介绍，并分析其未来的发展前景。（1）控制开关量的逻辑控制系统：通常我们把控制开关量的逻辑控制系统按照结构划分为开环和闭环两种控制方式。我们根据是否需要返回信号来判断使用哪种方式来进行控制，同时控制开关量的逻辑控制系统按照逻辑控制还可以大致划分成时间程序式、基本逻辑式、和步进式三种控制方式。其中时间程序式是指根据预先设定的时间顺序对每一程序都有严格的固定时间。基本逻辑式是指运用基本的“与”“或“”非”门。当输入信号满足对应的逻辑关系时，相应的输出信号也成立。而步进式指的是整个控制电路分成若干程序步电路，任意时刻下只能有一个程序步的工作。三种方式各具特点，在不同领域用途广泛。PLC最开始是通过模仿继电器的工作原理发展起来的，控制开关量的逻辑控制系统最开始应用于汽车的制造业，（2）慢连续量的过程控制系统：由于在过去的编程控制中，其运用的范围主要具有离散性、点式控制，在连续控制的方面还是有着一定的局限性。随着PLC技术的不断发展，过程的连续性成为了一种可能，传统的可编可控制器也将会被取代。（3）运动的条件下保持较高的精准性。控制快连续量的运动控制系统正好做到了这一点，由于控制快连续量的运动控制系统的编程控制器能够实现运动过程的准确监控，从而就能够控制快连续量的运动控制系统：在企业的生产过程中永远一直处于一种流动过程，在整个过程之中我们要保证过程的控制在让生产过程实现对不同生产过程的流动控制，大大加快了数据的处理速度，效率也是十分明显。当今PLC的快速发展将另一种控制系统推向主导地位，那就是多级分布控制系统，它目前已经逐渐成为工业自动化系统的核心力量，它将上述的逻辑控制、运动控制和过程控制结合在一起，接入同一个网络之中，能够极大的方便对底层现场、中间生产过程的监督和检测和对上层的管理，它是由多台计算机在生产过程控制多个回路，并且集中获取数据、处理、控制，是生产中比较完善的管理系统，这种控制方式改善了系统的可靠性。每一等级有各自的控制回路，因此当一个回路有障碍时不会影响全局，使其机构更加灵活。多级分布控制系统历史现状和发展趋势：近几年来火电厂和各大工厂不断提出了适合自己的监控信息系统，多级分布控制系统为工厂管理层提供了真实可靠的数据，同时为市场运作的企业提供精准的科学指标。
3、PLC的网络通信未来的发展趋势
单从PLC角度上来讲，未来的PLC应该具备以下几个特点：1、未来的PLC从外观上应该具有小型化、模块化、集成化。2、PLC的性能上会更加稳定，更加牢靠，运算的速度更快，内存更大。3、技术编程上更加简单，容易快速掌握，具有更加宽广的平台。4、为了完成更加复杂的工作，在汇编语言方面会更加直观，操作更加方便。5、为了实现扫描的速度和控制的精度，PLC在未来I/O模块也会朝着智能化专业化方向发展。6、PLC应用领域也将会不断广泛，促进各个行业的快速发展。未来PLC通信在工业中将越来越重要，在工业的各个领域应用将越来越广泛，PLC网络1、通信方面将通讯速度将会有大幅度的提高。2、在通讯上将会实现开发化和无线化，这样用户可以不需要亲自到现场就可以提高Internet浏览器可以随时查看CPU的状态，简化了信息的采集。3、可用PLC构成网络，实现屏幕显示在线采集，记录保持及打印功能。同时多台PLC之间的通信、主机与远程I/O口、PLC与其他的智能控制设备，它们可以组成分布式的控制系统，来实现自动控制，极大了提高了产品的生产效率。
1.2电力自动化系统概述电力系统是一个庞大的功能体系，其主要功能由发电、输电、变电、配电等多种相关环节构成，因此对一次设备（发电机、变压器、开关及输电线路等）的管理和控制是保证电力21世纪以来，电子技术的迅速发展使现代电子产品遍布我们生活的各个领域，电子产品和电子技术的普及使社会生产力和社会信息化程度都得到大幅度的提升，同时，科学技术的不断发展促使越来越多的电力新技术和新设备不断出现，电子产品性能进一步提高，先进的电子技术开始应用于电网改造、配电技术以及自动化系统的设计中。本文主要通过对电子技术和自动化系统特点分析，阐明了两者之间的关系，介绍了电子技术在自动化系统中的应用。摘要系统安全稳定运行和生产质量的前提，主要控制形式包括在线监控、调度控制、设置保护装置等。电力系统的二次设备（测控装置、通信设备、计算机系统等）中结合了电子信息技术的特点，结合配电自动化需要，成为实现电力系统自动化的主要技术支撑。
现代电子技术、通信工程、计算机网络技术在配电网中的应用，实现了与电力设备的有机结合，将配电网的自动化智能管理和相关工作联系起来，形成了一个巨大的综合性系统工程，从电力行业的角度看，方便了电网管理，完善供电经济性、满足用户的多样性需求等，从用户的角度看，供电质量得到明显提高，电力事故带来的影响和安全隐患显著降低，用电安全性和可靠性增加。
配电自动化主要包括馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统等，其中馈线自动化技术主要通过线路运行状态的检测和控制来实现对线路故障的及时发现和隔离、以及负荷转移和及时恢复供电的功能。变电站自动化借助计算机硬件系统等装置，将自动控制技术与信息处理技术应用于变电站的运行、测量和监控过程中，能够更好地实现变电站数据的采集、计算和处理。通过与继电保护信息的交换和自动控制的协调配合来实现其主要功能，是配电自动化的主要内容。配电管理系统中主要应用计算机技术、信息处理技术、通信技术结合相关设备来完成对配电网的运行进行监视、管理和控制。配网自动化在电网中的应用，保证了供电质量，提高了供电可靠性，是智能电网建设的重要基础之一，目前我国配网自动化系统的建设才刚刚起步，结合市场需求，我国的配电自动化系统将呈现多样化、集成化和智能化特点，分别适用于不同需求的地区和人群，每个部分发挥自己的特点，形成一个高效的应用整体。目前自动化系统中的技术正逐步走向智能化，电子技术在电力系统中的应用更具有广阔的前景。
2电子技术与自动化系统的关系
2.1电力电子技术在电力系统中的应用电子电力技术自出现以来就被广泛应用于电力领域，主要作用体现在发电、输电和配电等环节。在电力系统的发电环节中，电力电子技术可通过改善设备的运行特性来实现对大型发电机的静止励磁控制和发电机的变速恒频励磁等，其调节具有快速高效的特点，还能在一定程度实现节约能源的目的。在输电环节中，主要通过柔流输电技术来完善交流输电或电网运行性能，通过高压直流输电技术实现对孤立系统的供电，简化了供电设备的使用，降低了生产造价。在配电环节中，电力电子技术的应用有效地解决的供电可靠性和供电质量不高的难题，是配电网对电能的控制能适合不同程度的要求，电力电子技术与现代控制技术的结合，使配电系统与用户之间的联系更加密切，提高了国家电网的供给和服务能力。
2.2信息电子技术在自动化系统中的应用信息电子技术主要应用于电力系统的自动化中的电网调度自动化和变电站自动化中，电网调度自动化的主要功能是对电力生产过程数据的采集和监控、电网运行安全性分析、电能负荷预测等，结合对计算机网络系统和电网调度中心、服务器以及各终端设备的调控来实现自动化运行。能有效解决电能的合理分配问题，同时保证电网调度的安全稳定运行。我国电网调度自动化分为五个等级，分别为国家电网调度、大区电网调度、省级电网调度、地区电网调度和县级电网调度。
2面向自动化生产线的电子控制系统的总体设计方案
本次设计以水泥工艺生产中的自动化控制系统作为研究对象，该现场单元使用了相对领先的DCS控制系统，以对现场设备和数据实行监视管理作为主要功能。具体而言：在该控制系统的中控室部分，由工程师站、操作员站硬件以及相关软件组成。电子控制控制柜内部包括模拟量隔离器、各种卡件、起始量的输出、输入继电器、各种信号处理设备等。集散型计算机控制系统（DCS）是由通讯总线、控制单元、隔离设备以及通讯模块等组成。该厂设备中存在一个中央控制室（CCS），收集石灰石破碎、熟料烧结、水泥包装、生料调配及运输等生产过程中的数据，对参数的设定进行控制，并对物理设备的运行和系统回路进行自动控制。在中央控制室内，相关人员都能够车间工艺参数实施操作和管理。中央控制室内部还包括工程师站、操作员站、报警打印机以及报告打印机等部分。其中，工程师站主要任务是对逻辑程序进行修改，完成系统实时监视控制以及维护的需要。通讯网络是为了保证系统运转安全，尤其是信号传输的可靠，通讯介质一般以光纤为主。在现场控制站（FCS）方面：依据生产实践的情况，该控制区域可以划分为六个现场控制站，分别是原料粉磨站、石灰石破碎远程站、烧成窑头控制站，窑尾控制站，水泥粉磨站、水泥包装控制站等。在现场控制站中，一般在低压配电室内安装各个自动控制模块，这样有助于DCS控制系统的统一性和完整性。
3程序逻辑控制的实现
3.1功能说明（1）在对机组电机的开启顺序设定上主要根据机组的步状态字，保证电机在启动功能上符合设定的时间间隔。依据机组状态字上的命名规定，能够比较容易的借助机组号来匹配到对应的步状态字，还能够运用步状态字来对应的机组号进行查询。（2）在电机控制功能模块对内部逻辑完成相应的执行后，可以在DR管脚上输出相应的运算结果，而且能够直接停止控制电机。（3）依据经验，电机开启时间通常不会超过1秒，这个启动时间比较符合于大部分电机。对于部分对启动时间延迟具有较长要求的电机，在启动时可以借助于延迟程序。（4）在电机联锁上，该电子控制系统存在三种联锁信号：分别是设备联锁、启动联锁以及运行联锁。用“1”来表示连锁满足的含义，也就设计可以启动；“0”则意味着不满足，也即不可以启动。对于启动联锁，通常大型设备都只会输出一个允许启动的指令，把信号接入到功能模块。在运行连锁上，依据工艺程序，该设备前的全部主要设备都可以常规启动，那么该设备才可以获得启动指令。（5）电机控制字。可以把每一个控制位共同组合为一个字节，直接传输给功能模块，从而更加高效、快捷。电机状态字在编号上依据同一个规则进行统一编排。（6）电机的下位调试。通常该电子控制系统内，下位调试就是对STEP7编程进行直接调试。
3.2计算机监控组件实现在整个电子控制系统内，逻辑程序控制系统独立于计算机监控组件，二者作为各自自主运行的控制单元。不过，由于二者都应用SIMATIC的通讯协议与总线网络后，这两个控制单元了一定的整体性。工业以太网为主的通讯中介不仅可以服务于控制站与控制站间的通信，还可以作为操作站与控制站之间的稳定介质，有助于以上不但站点之间数据的及时传输。在控制站点和现场模块间，该系统主要借助于分布式IO来完成通讯需要，借助于稳定安全的通讯总线能够把现场信号及时发送给相应的控制单元。对于该DCS的控制核大脑，主要包括了计算机监控组件、网络通讯系统以及逻辑程序控制系统等三个构成部分。这意味着现场必须配备有必有的计算机监控设备，在此基础上DCS控制系统可以高效、及时、精确地完成自动化生产线的控制任务。
以实际地理位置为背景的电力设备分布图，不仅能在设备管理上为用户增加设备空间位置的信息，而且通过实时信息能准确地反映配电网的实时工作状况。因此，GIS已成为配电网自动化不可缺少的组成部分。
一、数据组织
地理空间数据是指以空间位置为参考的数据，地图是空间数据的一种表达方式，空间位置通常是用空间实体与某中参数坐标系统的关系来表达。
各种地理空间实体，如居民区、街道、市政管线、电话亭、电力线路等，在计算机中的表达一般抽象为点、线、面这3种最基本的实体，任何空间实体都可以用点、线、面，再加上说明和记号来表示。
这种空间数据的组织能满足配电网自动化的要求，根据实际地理位置布置设备、线路，展示配电网的实际分布，采用层的概念组织图形和管理基础数据，自由分层，层次之间又可以灵活的自由组合。
与空间图形数据对应的还有属性数据，既对图形相关要素的描述信息，如配电线路的长度、电缆型号、线路编号、额定电流、配变型号、编号、名称、安装位置、投运时间、检修情况和实验报告等。
这些属性数据的用途为结合图形进行档案资料的查询提供具体信息。对已经在管理信息系统（MIS）中录入和使用的部分属性数据，可通过共享途径直接获取，末录入的则必须在GIS中进行录入和编辑。
属性数据可存于任何关系型数据库中，如：SQLSERVER，SYBASE，ORACLE等传统的关系型数据库不能管理具有地理属性的空间数据，所以大多以文件形式存储。从数据的多用户、访问安全性以及数据操作的高效性来讲，这种储存形式力不从心。各大GIS公司相继推出这类产品。如：ESRI公司的SDE（空间数据库引擎），通过SDE把地理空间数据加到商业关系型数据库：MAPINFO公司的SPATIALWARE上，可以将地理数据存储到RDBMS中，ORACLE81SPATIAL使得ORACLE81数据库具有空间数据的管理能力。
二、配电网GIS的建立
目前开发配电网GIS有两种趋势，一种是把GIS作为整个配电网自动化的基础平台，另一种是把GIS作为其中的组成部分，与SCADA等其他系统共同完成整个配电网自动化的功能。笔者认为第二种方案比较可行。原因是目前大部分地区SCADA系统的功能已经完成，并且投入运行，作为新增加的GIS只要通过数据库的关联，就能实现信息的共享，而且又能保证各个子系统的独立性，使整个系统的可维护性增强。同时减少了开发GIS子系统的工作量，免去了资金的重复投入。
三、配电网自动化中GIS实现的功能及其特点
GIS在配电网自动化中的应用可以分为离线和在线两个方面。
3.1离线应用方面主要包括：
A．图形的操作：在以地理图为背景的配电网分布图上，可以分层显示变电站、线路、变压器、开关到电杆以及到用户的地理位置。由于这些图形均为矢量图，可完成无级放大、缩小和漫游，并且地理的比例尺及视野可以任意设定。
B：空间数据测量：测量两点、多点之间的距离和任意定义区域的面积。通过鼠标定位，既可得出该点的坐标，可完成配电线长度的测量，也可以统计供电区域的面积。
C：设备档案管理：管理所有的配电系统设备档案和用户档案，根据要求进行各种查询统计。主要根据属性数据与空间数据关系，进行双项查询。条件查询（从数据库查询图形，按设备的属性数据库查找设备地理位置，对典型设备可以进行查询、显示、列表、统计）和空间查询（从图形查询属性数据，在图形上对任意设备进行定点查询和多边形小区查询，并且显示、列表和统计）
D：设备检修管理：根据检修管理指标，自动地进行校核，自动列出各项指标的完成情况，提醒工作人员安排设备检修工作，并提出设备检修计划。
E：用户报装辅助决策：通过直接在地图上部设报装用户位置，系统根据报装容量，电流强度等自动的搜索设定范围内（范围值可以在界面上灵活设置）满足要求的变压器，选择不同的变压器系统自动在图上画出最佳的架设路径，并给出具体的长度。
F：开操作票：把开操作票的任务放在GIS界面上完成，直观、简单地在地图上用鼠标电击选取操作对象，就能把操作对象的名称及其当前状态填入相应的操作票表单中，再在标准动作库及术语库中选择操作目标结果，就能方便、准确地开操作票。
G：模拟操作：可以做计划内停电检修前的预演。分为拉开关、停线段、停馈线等不同方式，根据不同的操作自动搜寻停电范围，预演操作结果，确认后打印停电通知单。
3.2在线应用
在线方面应用主要包括：
A：反映配电网的运行状况：读取SCADA系统实时状态量，通过网络拓扑着色，反映配电网实时运行状况。对于模拟量，通过动态图层进行数据的动态更新，确保数据的实时性。对于事故，推出报警画面（含地理信息），显示故障停电的线路及停电区域，做出事故记录。
B：在线操作：在地理接线图上可直接对开关进行遥控，对设备进行各种挂牌和解牌操作。
C：负荷管理：根据地图上负荷控制点的位置，结合独立运行的负荷监控实时系统，以用户的负荷控制终端的基本数据为数据，实现各种查询和分析功能，用图表方式显示结果。根据负荷点的地理分布及其各种实测数据，进行区域负荷密度分析，制定负荷专题图，通过不同时期的对比，辅助电网规划。
D：停电管理：他是配网自动化中管理系统的重要组成部分，利用打来的故障投诉电话弥补配电自动化信息采集的不足，根据用户停电投诉电话中故障地点的数量和位置，进行故障定位，确定隔离程序；并且分析故障停电的范围，排除可能的故障点顺序。根据维修队伍的当前位置，给出到达故障地点的最佳调度路径，可以迅速、准确地找到并隔离故障点，恢复供电。
E：与用户抄表与自动记费系统接口：远方抄表与自动记费系统向GIS传送用户地址、用户的名称以及用电负荷等信息，GIS可以显示抄表区域和区域的负荷情况，使数据更加直观。
四、系统的开发
应根据GIS在配网自动化中的应用功能进行模块划分，由于GIS数据量大，维护工作比一般管理系统复杂，需要一定的专业知识，另一面，根据供电企业部门的职能划分，对GIS也提出了不同的要求。因此对建立整个配网GIS来说，根据功能大致可分为3个自系统。
A：系统编辑，系统自维护，主要完成配电网图形的编辑和数据库的维护。
B：实时运行子系统，能够对配电设备进行各种操作，并实时反映操作结果。
C：浏览，查询子系统，查看当前电网状况，完成各种查询、统计和分析。
随着平台及应用技术的不断发展，GIS的应用越来越来深入，广泛。
2.220kV智能变电站中自动化系统的可靠性分析
首先，对于智能变电站而言，其自动化系统是否可靠，需对自动化系统可靠性进行分析。在系统具体运作过程中，可满足电力用户的通信需求。需评价系统可靠性，评价、分析的基本思路为：以平均无障碍时间、平均障碍时间参数，评估网络基本元素安全性、可靠性。另外，通过全面功能，以降级功能可靠度、效能指标，评价系统安全性、可靠性，按照系统拓扑结构，对系统可靠性、安全性进行评估与分析。其次，智能变电站的可靠度、智能组件、模型分析等，主要为电子器件，通常属于典型性组件，显示故障率曲线。随着时间变化，故障率也随之改变。若故障率属于常数，正常寿命处于II区。若故障率处于I区或III区时，故障率较高，主要由于设备生产时间延长，机械设备逐渐老化所致。
2变电站自动化系统的基本结构及特点
2.1集中式系统结构集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强，该结构在早期自动化系统中应用较多，目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式。
2.2分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。其结构的最大特点是采用主、从CPU协同工作方式，各功能模块如智能电子设备（IntelligentElectronicDevice，IED）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。
其结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。但目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
2.3分散（层）分布式结构分散（层）分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元(I/O单元)和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构在自动化系统中较为流行，主要原因是：①现在的IED设备大多是按面向对象设计的，如专门的线路保护单元、主变保护单元、小电流接地选线单元等，虽然有将所有保护功能综合为一体的趋势，但具体在保护安装接线中仍是面向对象的；②利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便；③系统装置及网络鲁棒性强，不依赖于通信网和主机，主机或1台IED设备损坏并不影响其它设备的正常工作，运行可靠性有保证。系统结构的特点是功能分散，管理集中。
分散（层）分布有两层含义：其一，对于中低压电压等级，无论是I/O单元还是保护单元皆可安装在相应间隔的开关盘柜上，形成地理上的分散分布，如文献[2]所示的系统；其二，对于110kV及以上的电压等级，即使无法把间隔单元装在相应的开关柜上，也应集中组屏，在屏柜上明确区分相应间隔对应的单元，在物理结构上相对独立，以方便各间隔单元相应的操作和维护。
3变电站综合自动化系统应能实现的功能
3.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值等功能。
3.2数据采集①状态量采集：状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。保护动作信号则采用串行口（RS-232或RS485）或计算机局域网通过通信方式获得。②模拟量采集：常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。此外还有变压器油温，变电站室温等非电量的采集。模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要。③脉冲量：脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。
3.3事件记录和故障录波测距事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。其SOE分辨率一般在1~10ms之间，以满足不同电压等级对SOE的要求。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
3.4控制和操作闭锁操作人员可通过CRT屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：①电脑五防及闭锁系统②根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能。③操作出口应具有同时操作闭锁功能。④操作出口应具有跳合闭锁功能。
3.5同期检测和同期合闸该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。
3.6电压和无功的就地控制无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。
无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。
3.7数据处理和记录历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间。④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间⑤控制操作及修改整定值的记录，根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
3.8系统的自诊断功能：系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。
3.9与远方控制中心的通信本功能在常规远动‘四遥’的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。根据现场的要求，系统应具有通信通道的备用及切换功能，保证通信的可靠性，同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接，通信规约应适应调度中心的要求，符合国标及IEC标准。
3.10防火、保安系统。从设计原则而言，无人值班变电站应具有防火、保安措施。
4变电站综合自动化系统的现状及发展
变电站综合自动化在一些新建变电站的运行中表明其技术先进、结构简单、功能齐全、安全可靠，经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价。
5结束语
通过以上分析，可以看到变电所综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。随着技术的进步和硬件软件环境的改善，它的优越性必将进一步体现出来。
参考文献：
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[5]金午桥.变电站自动化系统发展策略.中国电力报.2002.7.
前言：
水利水电枢纽工程一般是综合利用的，往往同时承担着发电、防洪、航运、灌溉、渔业等多项任务，是一个复杂的大系统。要完成这样一个复杂系统，并使系统的综合效益最优，仅靠人工来进行控制，其困难是可想而之，即使是采用一些基于现场的设备的分散控制也很难达到目的，在这样的一个复杂系统中引入基于数据中心的集散控制势在必行。因此在水力发电工程中自动化系统则应该受到相应重视！
一，水力发电系统中存在的问题
在水力发电系统中，存在着如下几个问题。
1，控制、维护、管理三个技术领域发展极不平衡。
控制领域的自动化与信息化的发展相对最早，但是现有的管理自动化系统大多只处理财务管理、人事管理、物料管理等，很少涉及技术管理。维护领域的自动化与信息化发展时间最晚，目前只停留在计划维修和事后维修阶段，也即只处于手工化阶段。只是在90年代中期以来，国外才开始研究状态维修、预知维修、远程维修等技术，而在我国，则仅处于开始阶段。
2，控制、维护、管理三个技术领域互相分离。
即组织结构上三者属三个不同的部门，信息互不交流或很少交流，决策互不联系。实际上，各个领域的决策均有赖于其他两个领域的状况及信息。显然，三个领域相互分离是不合理的。
3，环境问题。
做任何事情都必须付出代价，同样水电工程也是如此，因此一些水力工程导致的环境问题可以归纳为以下两方面：（1）自然环境方面,工程兴建,对水文条件的改变,对水域床底形态的冲淤变化,对水质、小气候、地震、土壤和地下水的影响,对动植物、对水域中细菌藻类、对鱼类及其水生物的影响,对景观和上、中、下游及河口的影响等。
（2）社会环境方面,工程兴建对人口迁移,土地利用,人群的健康和文物古迹的影响以及因防洪、发电、航运、灌溉、旅游等产生的环境效益等。
二，解决水力发电自动化系统问题的一些建议
水力发电过程自动化的发展趋势正沿着为解决上述几个问题的方向发展，即一方面将控制、维护、管理三个领域提高到同一个智能化、信息化、自动化的水平；另一方面将三者集成为一个统一的信息系统，即智能控制－维护－管理集成系统。最后还要关注环境问题使得水力工程系统得到综合的最优利用：
1，集成化
集成化包括以下几层含义。功能集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后，随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。
目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标，使企业整体最优、整体效益最大。
信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统。自然，在一个信息集成系统中，必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。
系统集成即从硬件角度而言，系统能根据本身需要，集各家之所长，采用不同供货商的产品，自然，这里要解决不同设备的互操作性问题；从软件角度而言，采用用户友好的基于图形的可视化组态软件构筑系统，既可用于仿真，亦可用于实时应用软件。
2，智能化
为使系统达到上述的目标，必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度，即要实现检测智能化、操作智能化、决策智能化。所谓智能化，即整个系统、各个领域（控制、维护、管理）、与生产过程直接相连的检测装置、执行装置等，均具有目标分析、状态及故障分析、行为及态势分析、决策分析的能力。
3，分布化
在一个庞大的集成系统中，部署分布必须合理，包括任务分布化、智能分布化。集成与分布相结合才能使各个部分尽职尽责、保质保量、安全可靠，整个系统分工明确、信息互通、运行有序，从而使整个系统在整体上获得最优的性能（质量）、可靠性（可利用率）和效益（经济效益和社会效益）。
4，开放性
开放性包括如下几重含义：一个系统能博采众长，即选用不同供货单位且性能/价格比最合理的设备；根据发展的需要，在硬件上可以增加新的设备或子系统，在软件上可以增设新的功能，而且后者能与原来的系统构成完整的整体。这样，就大大提高了系统的可利用率，延长了使用周期或寿命。
5，促进水力发电系统的优化调度，实现可持续发展
水力发电自动化系统要结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。关键是为了使水力发电自动控制适应水资源的综合利用。例如可以进行：
（1）鱼道设置、大坝对上、下游生物的影响、景观设计等
（2）自动化系统设计从基于DDC的现场自动控制发展到基于数据库的管理中心集散控制，并结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。
因此结合具体水利工程进行探讨研究是十分必要的，这样有利于我国水力发电自动化系统的设计与建设。更有利于我国水利工程与环境持续、稳定、健康的发展。因此，在系统规划设计阶段,必须全面了解其对环境影响的各个方面和影响的大小,以便有针对性的对系统进行设计修改并且对环境面临的问题提出防治的措施。
闸门调节是灌区工程中经常采用的手段，闸门控制的探究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测，并把数据传输到管理部门，但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外非凡是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平，如美国的SRP灌区自动化浇灌系统，可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息，通过计算机处理后，控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例，对闸门的自动监控进行了探究。
1、系统的总体设计
本系统采用无线数据传输技术，分一个主站和若干个子站，通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络，对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器，编码器对水位及闸门开度信号进行编码，在通过避雷器将编码信号传给数采仪，数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机，上位机即系统主站，可分别和不同的子站建立联系，查询各测点的数据，并按照用户的要求对各闸门进行控制，下位机中的控制箱接收到此信息，经过计算，发出控制信号自动控制闸门到一定的开度，达到自动控制的目的。
图1闸门远程自动监测和控制结构图
2、下位机系统设计
设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计，本文提出闸门的运行控制模式，并进行可靠性处理，然后利用无线传输设备和上位机进行通讯，传输数据。
2.1下位机硬件电路设计
本系统采用AT89系列单片机，采用矩阵式键盘进行输入数据，键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键，通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换，时间设置键用于修改日期和时间，控制键用于对电机启停进行控制。
2.2闸门控制系统设计
本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值（或水位值），当要求的流量值（或水位值）和系统所测的流量值（或水位值）不一致时，单片机启键闭合，闸门电动装置控制箱自动启动电机，提升或下降闸门，当所要求的流量值（或水位值）和当前所测流量值（或水位值）相等时，单片机闭键闭合，电机自动停止，达到自动控制的目的。
闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种，在实时型控制模式中，上位机根据用户要求的流量，利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位，然后和下位机联系，下位机接到信号后，由电动装置控制箱控制电机的正反转，达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间，下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门，进行控制。
2.3无线通讯设备SRM6100调制解调器
SRM6100无线调制解调器原是美国Data-LincGroup公司生产的军用产品，现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法，在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术，在无阻挡物的情况下，两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里，可实现PLC（可编程控制器）和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频，扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态，包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作，以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。
2.4下位机可靠性处理
为了精确控制电动闸门的关闭，避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象，本系统在电动轴上安装了转矩传感器，用来监测闸门输出轴的转动力矩，以判定闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度，本系统在转动轴上安装了光电码盘，考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替，为了避免错位和丢码，采用双光耦技术，光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形，89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时，并判定转动方向，计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象，系统会自动报警，切断电机电源并显示故障情况。
2.5下位机软件设计
下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能，串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下摘要：
图2、闸门自动控制程序流程图
3、上位机设计
上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具，将各个功能模块化，分别解决相应新问题，再将各个模块组装，构成上位机软件系统的核心，上位机软件系统的结构如图3所示，通信模块位于最底层，其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上，本文利用VB的API函数编写串口通讯程序，程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要功能就是为水位、流量、闸位等建立数据库，并对其进行管理。
图3、上位机软件系统结构图
图4、通信模块程序流程图
4、结语
本文以国内某灌区为例，全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计，对其软件开发和硬件选择作了全面阐述，并总结了提高自动化系统可靠性的经验，为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具，具有较高的使用价值和广泛的应用前景。
参考文献摘要：
0.引言
变电站是输配电系统中的重要环节，是电网的主要监控点。近年来，随着我国经济高速发展，电压等级和电网复杂程度也大大的提高。传统变电站一次设备和二次设备已无法满足降低变电站造价和提高变电站安全与经济运行水平这两方面的要求。
而现在变电站所采用的综合自动化技术是将站内继电保护，监控系统，信号采集，远动系统等结合为一个整体，使硬件资源共享，用不同的模式软件来实现常规设备的各种功能。用局域网来代替电缆，用主动模式来代替常规设备的被动模式。具有可靠、安全、便于维护等特点。
分散分层分布式是变电站综合自动化系统的发展方向，这就对通信的可靠性提出了更高的要求，选择一个可靠、高效的网络结构，是解决问题关键。90年代中期，国内外曾掀起一场“现场总线热”，但是由于技术上的原因以及采用设备总线时信息量大且传输较慢的特点，造成了现场总线存在多种标准，阻碍了其发展。以太网经过若干年的发展，技术上日臻成熟。随着嵌入式以太网微处理器的发展，以太网已十分便利的应用于变电站综合自动化系统。以太网具有高速、可靠、安全、灵活的特点，使其在变电站综合自动化系统中有广阔的应用前景。
1.变电站通信系统结构
系统结构示意图如图1所示。
从图上可以看出：
1）管理和控制一体化局域网将无可争议地选用以太网。
2）间隔级控制总线在FF-H2总线尚未成熟的情况下，工业级以太网和ProfibusMMS（ManufacturingMessageingSpecification制造厂信息规范）将是一个比较好的选择。
3）可编程逻辑控制器PLC被发展成PCC(Programablecomputercontroller),即用智能模块实现逻辑及自动控制功能，它比常规的PLC具有可交流采样、通讯组态方便等优点。
2.变电站综合自动化系统通信网的基本设计原则
通信在变电站综合自动化占有重要的地位。其内容包括当地采集控制单元与变电站监控管理层之间的通信，变电站当地与远方调度中心之间的通信。系统通讯网架的设计是十分关键的，本文从以下方面考虑变电自动化系统通信网的设计：
1）电力系统的连续性和重要性，通讯网的可靠性是第一位的。
2）系统通讯网应能使通讯负荷合理分配，保证不出现“瓶颈”现象，保证通讯负荷不过载，应采用分层分布式通讯结构。此外应对站内通讯网的信息性能合理划分，根据数据的特征是要求实时的，还是没有实时性要求以及实时性指标的高低进行处理。另外系统通信网设计应满足组合灵活，可扩展性好，维修调试方便的要求。
3）应尽量采用国际标准的通信接口，技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口，并考虑系统升级的方便。
4）应考虑针对不同类型的变电所的实际情况和具体特点，系统通信网络的拓扑结构是灵活多样的且具有延续性。
5）系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约。
6）对于通信媒介的选用，设计原则是在技术要求上支持采用光纤，但实际工程中也考虑以屏蔽电缆为主要的通信媒介。
7）为加速产品的开发，保持对用户持续的软件支持，对用户提出的建议及要求的快速响应，就要求摆脱小作坊式的软件开发模式，使软件开发从“小作坊阶段”进入“大生产阶段”，采用先进的通信处理器软件开发平台实时多任务操作系统RTOS并开发应用与其之上的通信软件平台。
3.通信网的软硬件安装
3.1.硬件的选择
为了保证通信网的可靠性，通信网构成芯片必须保证在工业级以上，以满足湿度、温度和电磁干扰等环境要求。通讯CPU采用摩托罗拉公司或西门子公司的工控级芯片，通讯介质选择屏蔽电缆或光纤。
3.2.接口程序
采用国际标准的通信接口，技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口，并考虑系统升级的方便。装置通信CPU除保留标准的RS232/485口用于系统调试维护外，其它各种接口采用插板式结构，设计支持以下三类共七种方式：标准RS485接口，考虑双绞线总线型和光纤星型耦合型；标准ProfibusFMS接口，考虑双绞线总线型、光纤环网、光纤冗余双环网；标准Ethernet，考虑双绞线星型和光纤星型（通信管理单元考虑以上两种类型的双冗余配置）。
3.3.通信协议和通信规约
系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约，应建立符合变电站综合自动化系统结构的计算机间的网络通讯，根据变电站自动化系统的实际要求，在保证可靠性及功能要求的基础上，尽量注意开放性及可扩充性，并且所选择的网络应具有一定的技术先进性和通用性，尽量靠国际标准。长期以来，不同的变电站监控系统采用不同的通信协议和通信规约，如何实现不同系统的互连和信息共享成为一个棘手的问题，应采用规范化、符合国际标准的通信协议和规约。为此在系统中选用了应用于RS485网络的IEC61870-5-103规约、应用于Profibus的MMS行规以及应用于TCP/IP上的MMS行规。它们都具有可靠性、可互操作性、安全性、灵活性等特点。
4.通信软件的设计与实现
通信软件的设计涉及到多种设备的配合问题，本文只以DF3003变电站综合自动化系统的通信网络为例，介绍变电站综合自动化系统通信软件设计与运行原理。
4.1.软件功能与运行原理
在DF3003变电站综合自动化系统中，采用二级分层分布式网络。针对110KV中压变电站的要求，我们可采取图2所示的组网方式。后台与主站都是一种监控系统，其主要功能为监视各智能单元的运行状态，并能对各智能单元进行控制。而监控系统为完成其主要功能所需要的各种数据都是由通讯转换器DF3211或保护管理单元DF3210来提供的。因此，从数据流控制的角度来看，通讯程序主要完成智能单元运行状态信息的上报和监控系统控制信息的下发两种功能。智能单元的运行状态信息一般包括遥测数据、遥信数据、电度数据、突发数据等。监控系统的控制信息则包括遥控命令、对时命令、查询命令等。本文中的变电自动化系统通讯程序所要完成的数据结构与函数过程如图3所示。
4.2.软件开发平台——RTOS
随着应用的复杂化，对控制精度、智能化程度的要求越来越高，一个微处理器往往要同时完成很多任务。体现在变电站自动化通信产品中，由于信息采集量越来越大，信息交换越来越频繁，简单地用单一任务来轮询，往往造成通信的“瓶颈”现象，如保护和测量设备采集到的实时信息无法及时向上传递。多任务编程的特点是：程序在功能上以任务的形式存在，
各个任务之间相对独立，可通过操作系统提供的资源，进行任务间的信息交换和相互控制，可通过优先级、时间片来控制各任务执行的顺序。多任务编程的特点打破了传统软件顺序执行的框架，便于程序的系统开发、调试及维护。实时多任务操作系统RTOS（RealTimeOperatingSystem）是面向21世纪嵌入式设计的基础和标准开发平台。高性能软件开发平台可以使嵌入式软件程序的开发进入规模化和产业化生产。有了高性能开发平台，可以极大的提高软件开发的效率，RTOS体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，在此基础上，可以设计一种更为通用的通用软件平台，软件工程师可以在不大量变动系统其他任务的情况下增加或删除一个通信规约；一个大项目开发的过程中，可以有多个工程师同时进行系统的软件开发，各个人之间只要制订好规程和协议即可，既缩短了开发时间，又降低了最终通信软件产品对于具体某个人的依赖性。
4.3.与因特网结合
通信管理单元提供内置的WEB-SERVER，可动态向外部系统数据，这部分可采用在RTOS之上外购WEB—SERVER模块来开发完成，更为方便的是，在设置各种系统参数和浏览现场实时数据时，只需要一个标准的浏览器软件，如Microsoft的IE即可。
5.改进的网架结构
