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电气自动化下电力生产技术及安全管理

式同样可以是单独的系统元件级，或整个系统级的。对系统设计来说冗余方案的选择至
关重要。2N 冗余系统方案会对系统中所有的关键资源进行备份，备用资源会根据运行
中的资源情况随时进行更新，当故障发生时，整个出现故障的资源退出工作状态，备用
资源取而代之。目前为了节省投资，在电气监控管理系统中 N+1 原则是被普遍接受的。
（六） 电气监控管理系统中现场总线通信机制

现场级的通信方面，电气监控管理系统监控系统的通信层与分散控制系统的通信层
相比，既有相似之处，又有一定的特点。相似之处是：监控 I/O 点多，在现场一般均要

求采用工业现场总线。一般而言，分散控制系统对于现场状态的采集是采取的远端 I/0
方式，总线上通信的流量没有太大变化，而电气监控管理系统装置需要通过现场总线上
送大量的事件信息，尤其在系统发生状态改变或出现故障时。这就决定了分散控制系统

在通信层与电气监控管理系统的不同之处，分散控制系统要求现场过程信息在确定的时
间内 （例如 1 秒钟内） 传输到站控层，需要在现场总线上由主站发送查询命令，对挂接
在现场总线上的装置设备进行扫描轮询，总线上的设备在接收到相应地址的扫描查询命
令的时候，向总线上回复响应报文，这被称为轮询扫查方式。而电气监控管理系统由于
可能出现的大量事件传送的特点差异，在通信层可以采用三种方式：第一种是如分散控
制系统的轮询扫查方式，采用此方式将会对所有 I/0 量做定期循环扫查，无论系统状态
是否发生较大改变，扫查都是一如既往地周而复始地进行，这种方式信息即时传送的响
应速度受到轮询周期的限制。第二种是采用事件优先传送的轮询扫查方式，如 IEC870-
5-103 规约，这种方式当系统状态有较大改变时，装置会有大量事件发生，轮询过程事
件信息优先传送，但此时的一些正常扫查时应该问到的状态量，如一些位置状态、测量
模拟量等就会被忽略或延迟、上送。第三种方式为主动上送方式，即所谓的平衡传送方
式，这种方式装置和站控层之间的报文通讯是双向的，装置的状态信息和事件信息不需

要上层扫查，主动发送到上位机。这种方式可以只将事件信息和有变化的数据上送，例
如变化遥信、变化遥测等，可以大大减少传输通道上通讯负载，平时系统正常稳定的情
况下，通讯负载可以做到很轻，甚或在某些时刻减少为 0，不过一旦出现系统状态有较
大改变的情况，就会在通讯通道上产生大量的骤发传输信息，主要是一些事件信息和涉
及状态改变信息，如遥信变位、保护事件、变化遥测等，这些多装置同时产生的骤发信
息会导致信道上产生暴涨的通信流量，这就对通信通道的带宽要求比较高。
一般而言，主动上送方式采用 CSMA/CD 机制的网络通信通道，如以太网、Lonworks、
CAN 总线等。对于以太网，目前工业监控中一般都采用 10M/100M 以太网，具有较高的
带宽。对于多装置同时产生骤发信息会导致信道上通信流量暴涨的问题，以太网会有更

为充裕带宽来应对，目前局域以太网上广泛采用的网络交换机技术进一步优化了以太网
在这方面的性能，工业和商业现场这方面的大量应用实例也证明了这一点。而对于低速
现场总线，即使采用了类似”可预测的 p-persistent CSMA/CD 的机制对总线监听等待机
制作了一定程度上的优化，但对于像 ECNS 系统这样的面对可能的骤发大数据量信息传

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