网络通信协议在电气监控系统中的应用

常志惠

（阳煤集团升华实业分公司 山西阳泉 045008）

0 引言

电气监控系统的正常运转是冶金、包装、石化等行业正常发展的基础条件。电气监控系统借助自身优异性能达到了电气设备远程监督、统一管理的目标，有效加强了电气行业工作员工的效率，降低了工作量加强了劳动生产力。电气监控系统在产生故障时工作效率会大打折扣，由此可看出电气监控系统实时性和可靠性能力均不足。网络通信协议是通信网络中一种最基础的规则，不同的协议具备不同的通信方法和传输访问机制，传输访问机制的不同主要体现在传输信号时的性能中。本文在研究过程中对网络通信协议进行了简单概述，并详细分析了网络通信协议的具体应用情况。

1 网络通信协议概念

网络通信协议是一类网络通信语言，网络通信协议主要是借助相应的系统和结构为互联网络引带来通信条件。网络通信协议以逻辑为基础对网络展开七层分割，每层都拥有关键的结构设施，例如，路由器、交换机等。电气监控系统中现下有两种协议：①IEC60870-5-103。②IEC60870-5-104。

1.1 IEC60870-5-103

该协议是国际电工委员会设计。IEC60870-5-103可以有效加强数据传输的稳定性。该协议是借助非平衡传输来达到传输目的的，非平衡传输具备主从一对多的特征。主是通信前置机，从站是继电保护装置，该协议的传输效率为一秒九千六百bit，实际运转过程中，可将其分为固定帧长报文和变帧长报文。无论是任何一种传输方式，都需按照有关标准进行，通常是按照服务数据单位和标准化报文传输，这两种规定涵盖面有限，不可用于全部数据的通用分类服务传递。

1.2 IEC60870-5-104

该协议是IEC60870-5-103协议的延伸和发展。该协议可应用于变电站调度端，应用范围十分广泛。此外，该协议还可在变电站的通信网中科学应用。该协议在各大领域应用时多选用RFC2200协议的链路层、物理层等。标准TCP/IP协议是RFC2200的主体，RFC2200能够让该协议广泛地应用于高宽带网络数据传递中。它本身还具有可靠性高、实时性强的有事，可以进行大流量数据传递，能够为信息扩展提供基础条件。

2 网络通信协议在电气监控系统中的具体应用

我国科技进步速度飞快，电气监控系统也正在不断优化和革新，网络通信协议若能在电气监控系统中合理使用，能够有效改善电气监控系统实时性差、可靠性差的缺点。因此，本文主要研究网络通信协议如何优化电气监控系统性能，借此体现出网络通信协议的应用优势。

2.1 实时性优化应用

可以改善电气监控系统实施性差的方式很多，体现方式有两种：①优化软件算法。②革新电气监控系统硬件。

本文研究过程中先重点研究IEC60870-5-103协议。该协议最为常见的两种接口种类，分别是光纤和EIARS485接口。光纤本身所具备的优异性能众所周知，例如，传输速率快，抗干扰能力强等。研究过程中发现，在同一变电站或进行短距离传输时这两类接口传输速率大体相同。通信链路拓扑层面，这两类接口也相吻合。在此基础上研究这两类接口可应用同一分析方法。因此，本文具体以EIA RS485为分析对象展开下列研究：

EIA RS485是三线制半双工接口，该接口工作在信息传输中有一定的局限性，只能单向工作，不可同时接收或发出信息。具体应用过程中，还需选择通信拓扑结构，具体通信权一般是按照有关原则选用三个继电保护设施，最后按照顺序把信息传输至通信前置机。该数据传输的速率与通信权时间间隔相关。若信息传输过程中电气产生大范围故障，继电保护装置可能会产生很多变位信号，不利于信息的实时传输。

该协议主要用于优化电气监控系统的实时性，影响因素体现在两点内容上：①该协议具备太网传输功能，在这之中起到关键作用的分别是太网带宽和网络拓扑结构。②报文信号携带效率。为进一步加强电气监控系统各项功能，笔者研究过程中主要加强IEC60870-5-104报文信号携带效率。该协议的主要体现形式为I格式帧。在二百四十九字节范围内可展开火一组数据传递。在不断发展过程中，为加强信号传递信号，需要改进I格式帧长度。

2.2 可靠性优化应用

电气监控系统的正常运转，需要借助多种技术结合支持。若想达到电气监控系统可靠性增强的必须借助服务器、远动机等重要设备。此外，拓展网络通信协议的综合性能，还需提升通信前置机冗余切换和通信网络冗余切换的稳定性。如此才可有效加强电气监控系统的整体效率和综合能力。

（1）EIA RS485接口在使用时若只有一个接口则只可设置一位主机，若设置两位主机则难以正常工作，也难以借助接口传输报文。为进一步加强该协议的传递可靠性，可并接两位主机。一主机工作状态，另一主机热备状态。在实际工作过程中，若主机中信号中断可被热备状态识别并替换，最后主机借助新的接口继续传输报文。此种方式就是协议双机热备接口替换，是目前较为常用的一种方法。

（2）冗余配置能够高效加强数据传递的可靠性。这种切换方式是冗余两主机中一位主机借助冗余通信网络中的一条线路与运动机或服务器相连接。若此时正在运转的主机产生故障或发生数据中断，另一主机可替换并继续传输报文。但是该主机切换方式还有很多不足之处，例如，只可借助内部软件进行切换，难以达到无忧连续切换。

若应用并行冗余协议，可把链路冗余体加入到设备内部，进而实现数据传输、整理目的。此项方式虽然理论可行，但实际电气监控系统中不不支持，若非要应用此协议技术人员要展开系统再设计工作。若不改变监控系统需要科学调整通信方法，如此才可实现冗余网络并行信息传递的目标。

3 结束语

目前，为进一步加强电气监控系统工作效率，需改善电气监控系统可靠性差、实时性差的缺点，此项工作已经成为了科研领域中的难点。通过研究表明，本文所研究的这两种协议优化能够加强电气监控系统整体性能，弥补电气监控系统可靠性差、实时性差的缺点。今后，若想大力推动电气监控系统的发展需要科研领域的技术人员大力研发新的技术并应用于电气监控系统中。此外，科研人员还需不断加强电气监控系统的实时性和可靠性，为今后电气监控系统的发展做好基础。