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 供配电系统的组成

  电能是由发电部门(火力发电厂、水力发电站和核电站)的发电机产生的，这些电能需要通过供配电系统传输给用户。电能从发电部门到用户的传输环节如图8-1所示，从图中可以看出，发电部门的发电机产生315~20kV的电压(交流)先经升压变压器升至35~5o0kV，然后通过远距离传输线将电能传送到用电区域的变电所，之后通过变电所的降压变压器将35~500kV的电压降低到6~10kV，该电压一方面直接供给一些工厂用户，另一方面再经降压变压器降低成380/220V的低压，供给普通用户。

  图 8-1 电能从发电部门到用户的传输环节

  电能在远距离传输时，先将电压升高，传输到目的地后再将电压降低，这样做的目的主要有两点:①可减少电能在传输线上的损耗，根据P=UI可知，在传输功率一定的情况下，电压U越高，电流I越小，又根据焦耳定律Q=I²Rt可知，流过导线的电流越小，在导线上转变成热能而损耗的电能就越少;②可在导线截面积一定的情况下提高导线传输电能的功率，比如某导线允许通过的最大电流为Im，在电压未升高时传输的功率P=UIm，电压升高20倍后该导线传输的功率P=20ULm。

  从发电部门的发电机产生电能开始到电能供给最终用户，电能经过了电能的产生、变换、传输、分配和使用环节，这些环节组成的整体称为电力系统。电网是电力系统的一部分，不包括发电部门和电能用户。

  变电所与配电所

  电能由发电部门传输到用户过程中，需要对电压进行变换，还要将电压分配给不同的地区和用户。变电所或变电站的任务是将送来的电能进行电压变换并对电能进行分配。配电所或配电站的任务是将送来的电能进行分配。

  变电所与配电所的区别主要在于:变电所由于需要变换电压，必须要有电力变压器，而配电所不需要电压变换，故除了可能有自用变压器外，没有其他电力变压器的。变电所和配电所的相同之处在于:①两者都担负着接收电能和分配电能的任务;②两者都具有电能引入线(架空线或电缆线)、各种开关电器(如隔离开关、刀开关、高低压断路器)、母线、电压电流互感器、避雷器和电能引出线等。

  变电所可分为升压变电所和降压变电所。升压变电所一般设置在发电部门，将电压升高后进行远距离传输。降压变电所一般设在用电区域，它根据需要将高压适当降低到相应等级的电压后，供给本区域的电能用户。降压变电所又可分为区域降压变电所、终端降压变电所、工厂降压变电所和车间降压变电所等。

这包括标准化的数据通讯协议。

ISO、TCP/IP 与 UDP 传输协议

使用 ISO 和 TCP/IP 作为传输协议。

PROFINET

基于工业以太网，PROFINET 实现了现场设备（IO 设备）与控制器（IO 控制器）的直接通讯，并可提供运动控制应用等时驱动控制解决方案。

媒体冗余协议（MRP）

IEC 61158 Type 10 标准中指定的用于提高环形拓扑结构网络可用性的协议。

并行冗余协议 (PRP)

采用符合 IEC 62439-3 标准的冗余方法，创建高可用性要求的、平行、独立网络。PRP 冗余方法的基础是通过两个独立网络（LAN A,LAN B）将帧发送两次。

信息技术（IT）

IT 通过工业以太网将 SIMATIC 与信息技术相整合。SIMATIC 也可以使用这些通信方法和通信通路。 根据产品及扩展阶段， SIMATIC或相应的通讯处理器支持 IT 环境下的技术，如：

电子邮件；
通过集成的电子邮件客户端，网络组件、通讯处理器和网络转换可发送电子邮件，以提供装置状态信息（如装置停机或即将发生过载）或自动请求一次维修。

HTML 页面可自由定义；
通信处理器可利用静态 HTML 页面实现 Web 诊断功能；利用可自由设置的 HTML 页面，实现了用户友好的显示画面。

使用文件传输协议（FTP）；
耦合简便、通用，例如 PLCs 可连接到不同的工控机或嵌入系统。

IP 路由 (IP-R)

通过两个独立接口（集成网络分离）以及 SCALANCE S 和 SCALANCE XM-400/XR-500，可实现 SIMATIC S7 到工业以太网（CP 343-1 Advanced 和 CP 443-1 Advanced）的系统连接，该连接支持千兆接口和 PROFINET 接口之间的 IP 报文传送。SCALANCE M 移动无线路由器可以在移动互联网及其所连接的局域网之间路由。

OPC （开放性、高效性、协作性）

OPC 是一种标准的、开放的、独立于供应商的接口，广泛应用于自动化领域。它允许采用大量的各种不同协议（例如，S7 通信、PROFINET 和 SNMP 等）连接具备 OPC 功能的应用。

编程器/OP 通信

SIMATIC 自动化系统采用本身具备的通信功能，可以处理自身和 HMI 设备（例如 TP/OP）与可编程设备（带 STEP 7、STEP 5）之间的数据通信。MPI、PROFIBUS 和工业以太网支持编程器/OP 通讯。

S7 通信

S7 通讯是在 SIMATIC S7 基础上优化的集成通讯功能（SFB）。它可用于连接 PC 与工作站。 每个作业的用户数据量最大为 64 KB。S7通讯提供简单、高效的通讯服务，是一种用于所有网络的独立软件接口.

开放式通讯

通过开放式通讯 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可与其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器 、PC 和第三方系统进行通讯。另外，为了方便地连接 HMI 站，还提供有 FETCH 和 WRITE 功能。

BACnet 通讯

BACnet（楼宇自动化与控制网络）是 ASHRAE（美国、与工程师学会）的一个通信协议，用于楼宇自动化和控制的数据网络。 其同样适用于管理和自动化层，并被视为 ANSI、CEN 和 ISO 标准。

MES/ERP 通信 (ERPConnect)

采用固件扩展（需单独订购），通过数据库连接（例如 ORACLE、MySQL、MS-SQL、 DB2）与 ERP 或 MES 系统进行通信

对于许多数据终端来说，都提供有已在固件中实现通讯功能的通讯模块（CP, CMs, TIM），并可由此减轻数据终端的通讯任务负荷（例如流量控制，模块化等）。

借助 SIMATIC 过程，可以使用网络时间协议（NTP/SNTP）或 IEEE1588，和各种时钟时间同步过程。