WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線在智能模塊化變電所的應(yīng)用

WorldFIP在網(wǎng)段內(nèi)為每個(gè)模塊設(shè)定一個(gè)IP，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)指定某個(gè)模塊成為"信息生產(chǎn)者"，此時(shí)其它的模塊都可以成為一個(gè)"信息消費(fèi)者"。通過(guò)總線仲裁器按一定時(shí)序?yàn)槊總€(gè)生產(chǎn)者分配一個(gè)時(shí)段，逐個(gè)呼叫每個(gè)"信息生產(chǎn)者"向網(wǎng)上傳送相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，從而使功能單元或小系統(tǒng)內(nèi)的信息得以同步可靠的共享。

當(dāng)然WorldFIP采用令牌式介質(zhì)訪問(wèn)控制方式不具備CAN網(wǎng)等CSMA/CD方式的總線在多主通訊、報(bào)文主動(dòng)上傳等方面的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)它也避免了通訊沖突，避免了沖突所帶來(lái)的重發(fā)及等待延時(shí)，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、同步共享，這對(duì)于需要模塊組態(tài)，協(xié)同工作的模塊化設(shè)計(jì)是非常需要的，同時(shí)WorldFIP也為非周期突發(fā)的信息提供了較好的通信方案。

實(shí)際上WorldFIP將信息分為周期性同步數(shù)據(jù)，周期性異步數(shù)據(jù)和非周期性信息包。同步數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照臨界時(shí)間變量傳輸，臨界時(shí)間的控制不受其他報(bào)文傳輸?shù)挠绊憽＝酉聛?lái)傳輸對(duì)同步性要求不太高的周期性數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將按事件變量的方式傳輸。最后呼叫那些非周期性的信息包。

下面以由多個(gè)測(cè)控模塊組態(tài)成的主變測(cè)控單元為例簡(jiǎn)單介紹WorldFIP的通訊過(guò)程。斷路器的狀態(tài)、有載檔位由入模塊測(cè)量，電壓、電流等信息則由模擬量模塊測(cè)量，測(cè)量結(jié)果在完成諸如負(fù)荷控制、有載調(diào)壓、備自投等功能時(shí)有較高的實(shí)時(shí)性要求，信息格式固定。這類信息應(yīng)按臨界時(shí)間變量進(jìn)行傳輸，它們嚴(yán)格按設(shè)定的臨界時(shí)間進(jìn)行傳遞。遙信事件只在狀態(tài)變化時(shí)進(jìn)行傳輸，可作為周期性異步事件進(jìn)行傳輸，而對(duì)于設(shè)置類報(bào)文、自診斷類報(bào)文，操作類報(bào)文、記錄類報(bào)文等則歸入非周期的信息包發(fā)送。

在典型的"令牌傳遞"總線中，總線全部用于傳遞報(bào)文，臨界時(shí)間數(shù)據(jù)不能保證準(zhǔn)確的臨界時(shí)間，而WorldFIP允許周期性報(bào)文和非周期報(bào)文，同步信息和異步信息，互不干擾也在一體總線上同時(shí)傳遞，就好像不同類型的信息有各自的信道一樣。

同時(shí)由于不同模塊的各種測(cè)量結(jié)果嚴(yán)格按時(shí)序出現(xiàn)在總線上，可近似地認(rèn)為總線上有一個(gè)以時(shí)序?yàn)樗饕?，臨界時(shí)間變量的同步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而方便地實(shí)現(xiàn)在功能單元或子系統(tǒng)內(nèi)的信息共享，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)諸如負(fù)荷控制、有載調(diào)壓、備自投、防誤操作等綜合功能。

WorldFIP總線除了在性能上滿足智能模塊化變電所自動(dòng)化裝置的通訊要求，針對(duì)安全可靠性方面也有著充分的考慮，WorldFIP總線包含多種冗余措施，最大限度地提高總線通訊可靠性。

(1)介質(zhì)冗余，WorldFIP支持雙電纜冗余，由網(wǎng)管控制總線的投退。

(2)誤碼自檢，當(dāng)誤碼退出設(shè)定值后，物理層中斷鏈路層并通告網(wǎng)管。

(3)鏈路層自動(dòng)幀同步，由鏈路層自行屏蔽非法應(yīng)答報(bào)文。

(4)CRC幀校驗(yàn)可確保，低于10-12的幀錯(cuò)率。

(5)仲裁器冗余。仲裁器自動(dòng)轉(zhuǎn)移使一個(gè)總線上允許有多個(gè)仲裁器互為備用。

此外WorldFIP廠家還提供網(wǎng)管裝置和軟件及內(nèi)嵌WEB服務(wù)器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控總線報(bào)文，無(wú)縫連接Internet，同時(shí)又不影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送。

WorldFIP總線的應(yīng)用：

FULLFIP2芯片可作為仲裁器或用戶站通訊控制芯片。MICROFIP芯片只能作為用戶站通訊控制芯片。兩者均可完成WorldFIP總線全部鏈路層及網(wǎng)管功能。FIELDRIVE和FIELDTR則完成接口芯片到屏蔽電纜之間的聯(lián)接。

具體應(yīng)用中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單。通訊模塊上設(shè)計(jì)有FULLFIP2芯片及相應(yīng)接口芯片。FULLFIP2完成網(wǎng)絡(luò)收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)維護(hù)。主CPU通過(guò)設(shè)置BA總線通訊調(diào)度表設(shè)定總線通訊時(shí)序，通過(guò)讀寫(xiě)命令寄存器和FIF0即可完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。交流測(cè)量模塊、開(kāi)關(guān)量測(cè)量模塊、遠(yuǎn)方控制模塊則選用MICROFIP芯片及相應(yīng)接口芯片，模塊CPU按照指定地址讀寫(xiě)MICROFIP的接口存儲(chǔ)器即可完成數(shù)據(jù)及信息報(bào)文的收發(fā)。