串口设备联网服务器在电力配网自动化中的应用

随着经济的发展和人民生活水平的提高，对电力系统的供电质量和供电可靠性要求越来越高，发展配网自动化是提高供电质量和可靠性的重要措施，涉及到电力一次设备、变电站、开闭站、线路的监测和控制。

国内目前各城市一般没有形成较为完整的多路电源的配电网，主要是把单电源辐射网转变为双电源环形网方式，采用双电源环网供电方案可大大提高供电可靠性。

目前在这些电力系统中使用了大量的柱上开关、环网柜、无功补偿装置、抄表装置、控制器等带有RS-232/422/485串行通讯接口的设备，现有系统中这些设备大部分都没有实现集中监控，只能作到本地显示和控制，只有少部分关键点采用了电话拨号的方式实现了远程监控，但无法作到实时监控。因此现有系统的缺点是：无法集中，全面，准确而实时地监控数据。

随着以太网在商业领域的大规模使用以及网络自动化强劲势头的到来，用户与供应商迫切需要在任何时间和任何地点都可以实时访问数据和进行控制，做到远程快速故障分析与处理、设备的远程维护以便提高供电质量，改善用电指标，提高供电企业的工作效率并降低整体成本。在我国目前的供电情况下，这是一个十分广泛的电力市场需求。

典型的电力配网自动化系统结构如下图：

由系统图可以看出，在配网自动化中RTU/FTU/TTU之间的通讯连接正在从传统的串行通讯、无线通讯和电力线通讯向以太网方向转变。对于电力系统配网自动化来说，以太网的通讯介质最常用的是光纤，与办公环境经常采用的双绞线相比，采用光纤可以实现长距离通讯和高的抗电磁干扰能力。
通讯采用以太网，但是大量的RTU/FTU/TTU设备仍然只有串口进行通讯，如何将这些串口设备连接到网络上呢？如何保护电力企业已经在这些设备上投入的大量资金呢？显然，完全换掉这些串口通讯的智能设备是既不经济也不可行的。针对这些电力配网自动化的实际需求，采用串口设备联网服务器就是解决这些问题的最佳解决方案。
MOXA解决方案
对于现有的环网柜、无功补偿装置、抄表装置等大量带有RS-232通讯口的设备，可以通过MOXA Nport Express DE-311（1个RS-232/422/485串口设备联网服务器）将这些设备组成以太网(多为光纤以太网)，在此系统中，仪器与Intranet/Internet是通过DE-311连接起来的。这种Intranet/Internet的连接可以通过标准的以太网线，一个调制解调器/电话线，或无线modem（如CDPD）来实现。现在，通过这种连接，就可以使装有应用软件的远程系统通过标准网络访问现场设备。
利用Intranet/Internet的连接，一台具有浏览功能的PC（可以是台式电脑，PDA或瘦客户机）就可以远程访问在串口设备联网服务器及所连接的环网柜、无功补偿装置、抄表装置等各种设备了，既可直接来进行数据监控，也可以给现场的设备发送控制数据。
采用MOXA串口设备联网解决方案，使得在电力配网自动化中采用以太网络通讯成为现实。简单框图如下：


为什么使用DE-311？
lDE-311体积小巧，仅有手掌大小，工业等级，适合安装在现场设备周围
l既可以支持主从方式(这样主机可以直接访问现场的串口设备)，也支持对等连接方式，或者数据主动上报功能，多种操作模式，满足用户的实际需求
l支持Windows 95/98/ME/NT/2000/XP也支持多种UNIX/Linux操作系统，用户既可以使用MOXA提供的驱动程序方式也可以自己编程实现各种高级功能，即使是不支持以太网和TCP/IP协议的DOS等操作系统也可以通过网络进行通讯
l无须改变原有的软件和设备以及维护人员所熟悉的维护方式
可直接实现两个智能设备之间的通讯和数据交换，无须通过主机，大大加快了数据交换的速度和故障处理的时间，也可以实现一对多的广播方式
l对于设备制造商来说，MOXA还专门提供了嵌入式串口设备联网服务器模块DE-311M，体积更小巧，可以直接嵌入到设备内部
l对于大量设备，MOXA还提供DE-303，一款可以连接16个RS-232设备的串口设备联网服务器，适合应用在有大量RS-232设备的现场

近年来，随着中国城市建设的高速发展，原有的配电网和供电模式已经不适应形势发展和居民生活用电的需求。为满足用户对电力的要求、提高供电可靠性、降低线损、减少运行维护工作量和费用，提高工作效率及服务质量，就必须利用各种先进技术改造现存的配电网络和设备，逐步实现配电网自动化，在这个过程中，串口设备联网服务器有广泛的应用。