摘要：该文介绍了变电站监控系统网络化接入调度自动化主站系统的实现方法，即通过将现有调度自动化主站系统的通信服务器前移至变电站端，并利用光纤通信网的以太网传输接口实现变电站监控系统信息的网络化传输。网络化传输提高了远动通道传输速率，增加了通道可靠性，且可方便地利用网络测试命令进行通道的远程维护。对老站网络化接入改造是一个很好的解决方案。该方案同样适用于其它型号、厂家的调度自动化主站系统。

关键词：变电站监控系统；调度自动化主站；通信服务器

通常，变电站监控系统（本文中的监控系统包括变电站综合自动化系统、计算机监控系统及常规RTU远动装置）接入调度自动化主站系统的方式有两种：即模拟四线E/M(MODEM)方式和低速数据传输（如RS232、RS422/RS485等）方式。随着光纤通信技术的发展和应用，目前，大多数变电站均具备了信息的数字化、光纤化、网络化传输。如何在现有条件下，利用光端机提供的以太网接口实现变电站监控系统信息的网络化传输，提高传输质量、增强维护性，是一个既现实又有意义的问题。本文介绍了漯河市电业局变电站监控系统实现网络化传输，接入调度自动化主站系统的一种尝试。

1通信服务器简介

通信服务器是异步串行口（RS-232、RS-422/485）和以太网RJ45接口间的一个转换器，是一个带有CPU和嵌入式OS（OperationSystem）及完整TCP/IP协议栈的独立智能设备。完成RS-232、RS422/485格式与以太网传输的IP包之间的数据转换，从而给传统的串行设备增加联网功能。常用的通信服务器有GTS、MOXA、CHASE等。以下以GTS为例，简要说明通信服务器的特点。GTS通信服务器可连接众多异步设备，并提供网络资源服务，每台通信服务器只占用一个网络节点，是高性能的终端服务器、打印服务器、远程异步路由器以及异步设备的控制器。GTS支持SLIP/CSLIP和PPP，允许服务器通过串行线运行TCP/IP。适用于任何支持TCP/IP的网络环境。根据具体型号的不同，可以提供1～16路串口数据输入。

2变电站监控系统常规接入模式

漯河市电业局调度自动化主站采用东方电子DF8002系统，系统支持多种通道接入方式和接口设备，且配置灵活。目前，变电站监控系统常规方式接入调度自动化主站系统的模式如图1所示。

变电站监控系统通常配置两路通道接入调度自动化主站系统，互为热备用。两路通道通常以模拟四线E/M(MODEM)方式或RS232等低速数据接口与光端机PCM的对应接口板相连；经光纤通道传输后，调度端由光端机的PCM对应接口接入DF8002系统的MODEM或数据通道隔离器，处理后再以RS232接口输入通信服务器（如GTS、MOXA、CHASE等）。若干个厂站的RS232接口数据通过通信服务器打包后，以TCP/IP协议、10～100Mbit/s速率及RJ45接口输出，直接接到DF8002系统的A网、B网交换机上，完成信息采集与交换。

图1　变电站监控系统常规方式接入调度自动化主站系统模式
常规接入方式数据传输速率受监控系统及光端机四线E/M板或低速数据接口板的综合限制，通常较低（模拟通道最高1200bit/s，数据通道通常最高9600bit/s）且远程维护性差。随着无人（少人）值守变电站的建立，变电站监控系统信息量越来越大，在低速传输方式下，信息的时延会达到令人难以忍受的程度。另外，通道一旦故障，必须尽快恢复，提供必要的远程判断手段将事半功倍，而常规方式只能按照接线顺序逐步查找，因此有必要探索新的传输方式。笔者认为，监控系统网络化传输是解决该问题的有效手段。

3变电站监控系统网络化接入的实现

变电站监控系统网络化接入需要对系统硬件和软件进行相应的改动。以下将分别说明。

3.1硬件改动

硬件改动方案有两种：将主备两路通道均改造为网络传输模式；将其中一路改造为网络传输模式作为主通道，保留一路常规传输模式作为备用通道。

主备通道均采用网络化传输模式。该模式硬件连接关系如图2所示。

利用光端机的以太网接口功能，将原有调度端的通信服务器前移至变电站端，即变电站监控系统以RS232等接口经数据通道隔离器隔离后直接与通信服务器对应接口相连，通信服务器以以太网接口输出接至光端机的以太网口上。在调度端，光端机以太网输出直接接到调度自动化主站DF8002系统的交换机上，达到信息交换的目的。

该模式需注意以下几点。

为保证主备通道的独立性，主备通道都采用网络化传输接口时每站需要配置两套数据通道隔离器及通信服务器，并占用两路独立的光端机以太网接口，主备通道分别接入调度自动化主站系统的A网、B网交换机。

数据通道隔离器、通信服务器并不昂贵，每通路硬件投资不大于1万元，但光端机还要为生产MIS（MangerInformationSystem）、变电站图像监控系统等业务提供以太网链路，网络接口板相对紧张且价格较为昂贵，只有在光端机网络接口板数量足够的情况下，才能实现主备通道均采用网络化传输模式。一般应采用下述的保留一路常规传输模式的方法。

新增的数据通道隔离器、通信服务器的供电电源一定要由监控系统不停电电源提供。


图2　变电站监控系统网络化接入的实现
光端机网络接口板的配置：目前，光纤通信通常采用自愈环网或网格状，以保证通信的可靠性；而光端机分为支持第二代MSTP（Multi-ServiceTransportPlatform）及支持第一代MSTP技术两种（第三代MSTP还没有市场化）。MSTP是一种SDH、以太网、ATM等多种技术汇聚、适配的多业务综合传送平台。支持第一代MSTP技术的光传输设备采用点对点透传方式，所以变电站端与调度端的光端机网络接口板应按照变电站数目进行1：1配置，即调度端与变电站的光端机上分别配置一一对应的网络接口板。支持第二代MSTP的光传输设备，由于支持以太网二层交换技术，可以采用一点对多点方式，调度端与站端的网络接口板按照变电站数目进行1（调度端主站）：N（变电站）配置，即在调度端的中心光端机上只配置两块支持以太网二层交换技术的网络接口板（A、B通道），在各变电站的光端机上配置相应的网络接口板，这样调度端可以节省大量的网络接口板及双绞线。

光端机网络接口板的速率配置：通常光端机网络接口板接口通信速率可通过软件设定，一般为n×2Mbit/s。对于本方案设定为2Mbit/s已足够满足要求。

主通道采用网络化传输，备通道保留常规传输模式。

此种模式原有模拟四线E/M(MODEM)方式或RS232等低速数据接口接线不变，如图1所示；主通道网络化传输接线如图2所示，不再赘述。

采用该模式既实现了监控系统的网络化传输，又节省了资源，应优先选用。

3.2软件改动

网络传输模式由于通信服务器前移至变电站后，通信服务器数量增加。而调度自动化主站DF8002系统通过SCADA工作站与通信服务器交换数据。所以，必须修改相应的软件配置。软件改动部分如下。

分配通信服务器IP地址。变电站的每一台通信服务器分配的IP地址应与调度自动化主站系统的私有IP地址一致，且全网唯一，并区分A、B网。

配置通信服务器的串口参数。使用Telnet超级终端登录到通信服务器，进行通信参数的设置。配置包括串口号、同/异步、起始位、停止位、校验方式、波特率等。通常采用异步传输、1位起始位、1位停止位、无校验的方式。配置完毕后，保存配置后退出即生效。

修改所有SCADA工作站节点机器上的hosts文件。将所有通信服务器名称和IP地址对应加入SCADA工作站节点机器上的hosts文件中。调度自动化主站系统在系统初始化及寻址时需要将通信服务器名称与IP地址对应并解析（因为在调度自动化主站系统数据库中以通信服务器名称而不是IP地址作为索引）。hosts文件配置如下：

通常hosts文件至少有：127.0.0.1localhost一行，在下面续加：

......

192.168.1.88GTS01A

192.168.1.89GTS02A

192.168.2.88GTS01B

192.168.2.89GTS02B

......

文件中：192.168.1.88，192.168.1.89，192.168.2.88，192.168.2.89为设置的通信服务器IP地址；GTS01A、GTS02A、GTS01B、GTS02B为前移到某变电站的通信服务器名称，命名应全网唯一且容易识别，如采用变电站名称缩写。

修改调度自动化主站系统数据库。修改DF8002系统数据库的“通道参数表”，正确填写实际使用的设备类型（如GTS、MOXA、CHASE等）及变电站端接入的通信服务器相应的名称、串口号、通信速率、通信方式、通信类型等参数。

经过上述改动，监控系统网络化接入工作即完成。可以将变电站监控系统的调度转发接口速率提高以增大传输速率。当然，通信服务器、主站数据库也应同步改动。

4需说明的问题

目前，DF8002系统支持的通信服务器有GTS、MOXA、CHASE。如采用其他型号的通信服务器，可能需要修改DF8002系统的接口程序。

网络化传输改造后，通信速率仅受通信服务器串口及监控系统数据接口通信速率的限制，RS232串口最高通信速率可达128kbit/s，系统的实时性明显提高。

方便了通道故障判断：可使用“ping变电站GTS的IP地址”命令直接判断调度端至变电站端通道的好坏，缩减了若干中间测试判断环节，并为通道故障后的责任划分和数据统计提供了手段和依据。

可以使用telnet远程登录命令对通信服务器进行远程配置，甚至重启。

通道传输模式的改变并不影响原有传输规约的变化。

改动后的网络通道与MIS、OA等系统没有任何物理联系，不存在安全问题。

通过网络化改造，减少了中间环节，同样满足双通道要求，通道的坚强性有所增强。

5结束语

上述方案实施后，实现了监控系统信息的网络化传输，提高了通信速率且可方便地利用网络测试命令进行通道的远程维护，增加了通道的可靠性，对老站网络化传输改造是一个很好的解决方案，而硬件改动不大。该方案同样适用于其他型号、厂家的调度自动化主站系统网络化改造。

参考文献

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