西門子FM355S PLC

CPU 313C-2 PtP 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令的時間可達 70 ns。
• 擴展存儲器;
  128 KB 高速 RAM （相當于大約 42 K 的指令）用于執(zhí)行相關(guān)的程序部分，為用戶程序提供充分的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力;
  多達 31 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
•  

力發(fā)電以及其它工業(yè)領(lǐng)域。西門子CPU313C-2PTP模塊

圖1：IEC61850與數(shù)字化變電站(SAS)之間的相互關(guān)系：

  1.2 制造報文規(guī)范MMS

制造報文規(guī)范(Manufacturing Message Specification,MMS)為網(wǎng)絡(luò)上的實時處理和監(jiān)控系統(tǒng)信息交換

的標準，由標準化組織和電工委員會工業(yè)自動化技術(shù)委員會TC184工業(yè)組負責制定和

發(fā)展，它適合于在不同的設(shè)備、應(yīng)用、發(fā)展商和領(lǐng)域內(nèi)提供通用信息服務(wù)，例如：MMS提供的讀(Rea

d)服務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備、應(yīng)用或計算機從另外一個設(shè)備、應(yīng)用或計算機內(nèi)讀取所需的變量，而不

管這個變量是在可編程邏輯控制器、機器人、遠方終端設(shè)備或智能電子設(shè)備內(nèi).MMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在

制造、石油化工、電力工業(yè)和太空探索等領(lǐng)域。

 MMS由以下各部分組成：

1)      服務(wù)規(guī)范(Service Specification)

2)      協(xié)議規(guī)范(Protocol Specification)

3)      機器人伴同標準(Robot Companion Standard)

4)      數(shù)字控制器伴同標準(Numberical Controller Companion Standard)

5)      可編程邏輯控制器伴同標準(Programmable Logical Controller Companion Standard)

6)      過程控制系統(tǒng)伴同標準(Process Control System Companion Standard)

上列各部分中，部分服務(wù)規(guī)范和第二部分協(xié)議規(guī)范是其核心，服務(wù)規(guī)范包含的定義

有:①虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device,VMD);②網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點間的信息交換；③與VMD有關(guān)的

屬性和參數(shù)。協(xié)議規(guī)范定義的是通信規(guī)則，包括：①信息格式；②通過網(wǎng)絡(luò)的信息順序；③MMS層

與ISO/OSI開放模型的其他層的交互，而3)-6)則是針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域的伴同標準。

   MMS提供了豐富的針對對等式實時通信網(wǎng)絡(luò)的一系列任務(wù)，已經(jīng)成為許多工業(yè)領(lǐng)域的控制設(shè)備

的通信協(xié)議，例如CNC、可編程邏輯控制器、機器人、電力領(lǐng)域中的遠方終端設(shè)備(RTU)、能源管

理系統(tǒng)( EMS)、重合器、開關(guān)等IED設(shè)備。許多流行的計算機平臺都支持基于MMS的互聯(lián)，在軟件

支持上，更多的API、圖形界面、網(wǎng)關(guān)、字處理、電子表格、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都支持MMS，從通信連

接上看，MMS在以太網(wǎng)、令牌總線、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易

實現(xiàn)，如圖2所示：

圖2：MMS在IEC61850報文結(jié)構(gòu)中的位置

1.3 IEC61850標準的體系結(jié)構(gòu)

變電站自動化系統(tǒng)由各種IED 組成，主要完成變電站內(nèi)設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護功能，并實現(xiàn)系統(tǒng)配置、通信管

理和軟件管理等系統(tǒng)維護功能。IEC 61850 標準將變電站自動化系統(tǒng)在邏輯上劃分為3 層(即變電站層、

間隔層和過程層)，并將具體應(yīng)用功能分解為許多常駐在不同IED 內(nèi)、彼此間相互通信的單元，稱為邏輯

節(jié)點(logical node，LN)，然后以LN 為對象建立變電站內(nèi)IED 的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)模型，旨在解決不同廠

商提供的IED間的數(shù)據(jù)交換、信息共享等問題。

遵循IEC 61850 標準的變電站自動化系統(tǒng)主要包括：①主站自動化系統(tǒng)軟件(人機界面、數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)

管理等)；②間隔層裝置(保護、測控單元等)；③過程層設(shè)備，包括電子式電流/電壓互感器(electroni

c current/potential transducer，ECT/EPT)、智能斷路器/隔離開關(guān)、合并單元等；④工程化工具(如

配置工具等)，用于管理IEC 61850所定義的的通信模型，并滿足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(

*性測試)的規(guī)范要求，如圖3所示：

圖3：IEC61850與數(shù)字化變電站接口與體系結(jié)構(gòu)

  1.4數(shù)據(jù)模型

在了解數(shù)據(jù)模型之前，首先需要了解一些關(guān)于IEC61850 的重要概念

智能電子設(shè)備(IED)：實際的物理設(shè)備，如開關(guān)、斷路器，綜保等。

功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)，如：母線保護、聯(lián)鎖、報警管理等。

邏輯設(shè)備(LD)：一種虛擬設(shè)備，聚合邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)，物理設(shè)備可以包含一個或多個LD。

邏輯節(jié)點(LN)：用來描述系統(tǒng)功能的基本單位，是數(shù)據(jù)對象的容器，可以任意分配到

IED，每個邏輯節(jié)點和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過他們的服務(wù)與外部進行交互。

在IEC61850 中，一個IED 設(shè)備的外部性能通過Server 服務(wù)器類來表征，Server 服務(wù)器可以包含一個或多個邏輯設(shè)備，

一個邏輯設(shè)備可以包含多個邏輯節(jié)點，在IEC61850 中一些邏輯節(jié)點是電力系統(tǒng)實設(shè)備的映射。一個IED 設(shè)備要

實現(xiàn)特定功能必然需要這些邏輯節(jié)點來終實現(xiàn)操作、控制的功能?？梢院唵卫斫膺壿嬙O(shè)備是IED 設(shè)備實現(xiàn)

具體一個功能的抽象容器，在這個容器中包含了實現(xiàn)功能所需的相應(yīng)的邏輯節(jié)點。

西門子FM355S PLC