双十分层分布式计算机监控系统网络结构
    电站计算机监控系统的发展与电子、计算机、通信和网络等技术的发展密切
相关，网络通信技术在电站计算机监控系统中起着至关重要的作用。对于分层分
布式计算机监控系统，网络通信技术的发展直接决定着系统结构、系统功能的实
现和性能的优劣。
    目前，分层分布式电站计算机监控系统的常用网络通信方式归纳起来主要有
三大类，即串行数据通信、现场总线和以太网。
.一、
  (一)
通信方式
串行数据通信
    串行数据通信系统是以站控层主单元为系统中心，以间隔层测控装置或测控
保护一体装置为外围，通过串行数据通信接口组成的计算机监控系统。通常在间
隔层采用RS-232, RS-485, RS-422等通信接口，将其中的监控和保护设备连接
起来，并通过主单元与后台系统进行串行数据通信，将间隔层的信息传送至站控
层，同时下达来自后台系统或远方调控中心的控制命令。串行通信介质多采用屏
蔽双绞线。根据间隔层设备与站控层主单元的通信连接方式，串行数据总线主要
有星型和总线型连接方式。
星型网络结构
    星型网络结构是指以站控层主单元为系统的中心，以间隔层的保护测控装置
为外围，每一个保护测控装置与主单元之间按点对点方式连接。星型网络结构不
允许设备之间直接通信，必须通过主单元才能实现间隔层设备间的通信。星型网
络结构的连接介质多采用屏蔽电缆，一般距离在50m左右。星型网络结构如图2-3
所示。
图2-3星型网络结构
    (1)星型网络结构的优点主要有:
    1)可靠性高。单个连接点故障只影响一个设备，不会影响整个系统的通信。
    2)便于集中控制和故障诊断。由于每个节点都直接连到主单元，因此容易检
测和隔离故障，可方便地将故障节点从系统中删除。
    3)访问协议简单。任何一个连接只涉及主单元和一个间隔层设备，因此访问
的方法简单。
    (2)星型网络结构的主要缺点有:
    ，)通信介质的辐射相对较为复杂，每个装置均需要独立的通信介质，通道利
用率低而且成本较高。
    2)瓶颈问题突出，一旦主单元出现故障，将影响整个系统的通信。
    3)各间隔层设备之间的横向通信必须通过主单元进行，通信机制复杂且效率
不高。
    为增加系统的可靠性，星型网络结构的电站计算机监控系统也可采用双主控
的方式。但由于系统结构复杂，软件实现难度大，实际中已基本不适用该结构系
统。
2.总线型网络结构
    总线型网络结构是指在主单元与间隔层设备之间的通信方式采用串行总线形
式的结构，其基本结构如图2-4所示。
图2-4总线型网络结构
    (1)总线型网络结构的优点主要有:
    1)布线容易，通信介质较省。
    2)结构简单，运行可靠。
    3)方便节点的增减，操作方便。
    (2)总线型网络结构的缺点主要有:
    1)故障诊断和故障隔离困难。
    2)采用主从轮询通信机制，通信速率较星型网络结构慢，通信效率低，难以
满足较高的实时性要求。
    3.总线型双主单元结构
    为了增加系统的可靠性，总线型的电站监控系统也可采用双主单元的方式，
其结构如图2-5所示。双主单元系统的特点是主单元的冗余性，如果一台主单元故
障，另一台备用主单元就可以由备用转为主机运行，使整个系统不致因主单元故
障而陷于瘫痪状态。
图2-5总线型双主单元结构
    考虑到可靠性及性能维护等因素，总线型结构的电站计算机监控系统还可以
将一条总线分割成多端数据总线连接各间隔层设备，以实现总线的冗余性及更大
的数据传输能力，多分段总线型网络结构如图2-6所示。
图2-6多分段总线型网络结构
4.主要特点
    串行数据通信具有接口标准化、规范化和接口方便等特点，便于工程实施。
串行数据总线也存在一些固有的缺点，制约了其在电站计算机监控系统中各进一
步的推广应用，主要有以下几个方面:传输距离短，传输速率低;通信机制相对
落后，实时性较差;抗干扰能力差，传输误码率较高。