WorldFIP現(xiàn)場總線在智能模塊化變電所的應用

WorldFIP在網(wǎng)段內(nèi)為每個模塊設定一個IP，并在適當?shù)臅r間內(nèi)指定某個模塊成為"信息生產(chǎn)者"，此時其它的模塊都可以成為一個"信息消費者"。通過總線仲裁器按一定時序為每個生產(chǎn)者分配一個時段，逐個呼叫每個"信息生產(chǎn)者"向網(wǎng)上傳送相應數(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。

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

實際上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)嚴格按照臨界時間變量傳輸，臨界時間的控制不受其他報文傳輸?shù)挠绊?。接下來傳輸對同步性要求不太高的周期性?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。

下面以由多個測控模塊組態(tài)成的主變測控單元為例簡單介紹WorldFIP的通訊過程。斷路器的狀態(tài)、有載檔位由入模塊測量，電壓、電流等信息則由模擬量模塊測量，測量結果在完成諸如負荷控制、有載調(diào)壓、備自投等功能時有較高的實時性要求，信息格式固定。這類信息應按臨界時間變量進行傳輸，它們嚴格按設定的臨界時間進行傳遞。遙信事件只在狀態(tài)變化時進行傳輸，可作為周期性異步事件進行傳輸，而對于設置類報文、自診斷類報文，操作類報文、記錄類報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文，臨界時間數(shù)據(jù)不能保證準確的臨界時間，而WorldFIP允許周期性報文和非周期報文，同步信息和異步信息，互不干擾也在一體總線上同時傳遞，就好像不同類型的信息有各自的信道一樣。

同時由于不同模塊的各種測量結果嚴格按時序出現(xiàn)在總線上，可近似地認為總線上有一個以時序為索引，臨界時間變量的同步實時數(shù)據(jù)庫，從而方便地實現(xiàn)在功能單元或子系統(tǒng)內(nèi)的信息共享，進而實現(xiàn)諸如負荷控制、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化裝置的通訊要求，針對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，當誤碼退出設定值后，物理層中斷鏈路層并通告網(wǎng)管。

(3)鏈路層自動幀同步，由鏈路層自行屏蔽非法應答報文。

(4)CRC幀校驗可確保，低于10-12的幀錯率。

(5)仲裁器冗余。仲裁器自動轉移使一個總線上允許有多個仲裁器互為備用。

此外WorldFIP廠家還提供網(wǎng)管裝置和軟件及內(nèi)嵌WEB服務器，可實時監(jiān)控總線報文，無縫連接Internet，同時又不影響實時數(shù)據(jù)的傳送。

WorldFIP總線的應用：

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。

具體應用中，系統(tǒng)設計十分簡單。通訊模塊上設計有FULLFIP2芯片及相應接口芯片。FULLFIP2完成網(wǎng)絡收發(fā)、網(wǎng)絡管理及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)維護。主CPU通過設置BA總線通訊調(diào)度表設定總線通訊時序，通過讀寫命令寄存器和FIF0即可完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。交流測量模塊、開關量測量模塊、遠方控制模塊則選用MICROFIP芯片及相應接口芯片，模塊CPU按照指定地址讀寫MICROFIP的接口存儲器即可完成數(shù)據(jù)及信息報文的收發(fā)。