西门子电线电缆供应商

概述

用于不同应用区域的不同类型（例如，地下电缆、拖曳电缆、危险区域（Zone 1 和 Zone 2））

双层屏蔽，抗干扰性能好

阻燃总线连接电缆（不含卤素）。

由于电缆上印有以米表示的长度标记，因此易于确定长度

UL 认证

优势

由于特殊的总线电缆，有很广的应用范围。

由于使用了双层屏蔽电缆和集成式接地技术，网络具有抗干扰功能。

采用 FastConnect （快速连接） 电缆，连接器连接简单又快速，从而节省了时间。

产品中不含硅硐，因此特别适用于汽车工业 （如上釉流水线）。

应用

为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。

UL 认证

用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

Ex认证

用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）

设计

屏蔽的双绞电缆，圆形截面

所有 PROFIBUS 总线电缆的特点：

因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。

通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。

印有以米表示的标记

电缆类型

全新的快速连接（FC）总线电缆为径向对称设计，可使用剥线工具。以此，可以快速、简便地安装总线接头。

PROFIBUS FC 标准电缆GP:

标准总线电缆专门为快速安装而设计的

PROFIBUS FC 标准电缆 IS GP：

具有特殊设计的标准总线电缆，用于快速安装本质安全分布式 I/O 系统

PROFIBUS FC 快速连接高强度电缆：

专门设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件

PROFIBUS FC 食用电缆：

该种电缆使用 PE 外套材料，因此适用于食品和**行业。

PROFIBUS FC 接地电缆：

**于地下敷设。它不同于装备有附加外套的 PROFIBUS 总线电缆

PROFIBUS FC软电缆

柔性（绞合导线）、无卤素总线电缆，带聚氨酯护套，可偶然移动

PROFIBUS FC 拖缆:

**于在拖缆中强制运动控制的总线电缆，例如在连续运动的机器部件中（绞合导线）

PROFIBUS FC FRNC 电缆：

双芯屏蔽，阻燃设计，无卤总线电缆，有一个共聚物外壳 FRNC（阻燃无腐蚀）

不采用快速连接技术的总线电缆（取决于结构类型）

PROFIBUS 彩色电缆:

软总线电缆（成束线），用于花彩线。

用于圆电缆，推荐用于电缆运输车模式

PROFIBUS 扭转电缆

高度灵活用总线电缆：

用于移动机器部件的拖缆（绞线）

（在长 1 m电缆上能至少扭转 500 万次，± 180o)

PROFIBUS 混合电缆 GP:

适合拖曳的坚固混合电缆，带有两条用于数据传输的铜导线和两条用于 ET 200pro 的电源的铜导线

SIENOPYR FR 船用电缆

无卤素、抗踩压、阻燃、经过船级社认证的光纤电缆，可安装在船甲板及船舱内。按米销售

产品编号 / 产品说明    目录价格 / 您的价格

6XV1830-0EH10

PROFIBUS FC 标准电缆 GP， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装，供货单位: 较大 1000m， 较小订货量 20m 按米销售

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6XV1830-0EN20

PROFIBUS FC 标准， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装 20m

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6XV1830-0EN50

PROFIBUS FC 标准， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装 50m

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6XV1830-0ET10

PROFIBUS FC 标准， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装 100m

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6XV1830-0ET20

PROFIBUS FC 标准， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装 200m

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6XV1830-0ET50

PROFIBUS FC 标准， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装 500m

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6XV1830-0EU10

PROFIBUS FC 标准电缆， 2 芯总线，有屏蔽， 特殊结构用于 快速安装，供货单位: 1000m

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6XV1830-0GH10

PROFIBUS FC FOOD 总线电缆 带 PE 外护套，适用于 食品工业和 奢侈品工业，双芯 有屏蔽，按米销售 供货单位较大 1000m 较小订货量 20m

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6XV1830-0JH10

PROFIBUS FC 耐用总线电缆 带 pur 外护套，适用于 化学和 机械负荷环境， 2 芯，屏蔽，按米销售 供货单位较大 1000m 较小订货量 20m

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6XV1830-0LH10

PROFIBUS FC FRNC 电缆 GP， 总线电缆，不易燃 和无卤素的总线电缆 带共聚物护套，FRNC 按米销售,供货单位较大 1000m，较小订货量 20m

1 IEC61850 标准

1.1标准概述

         IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准，它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比，它不仅仅是一个单纯的通信规约，而是数字化变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC61850标准。IEC61850是至今为止为完善的变电站自动化标准，它不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的模型和通信接口。采用IEC61850国际标准可以大大提高变电站自动化技术水平、提高变电站自动化安全稳定运行水平，节约开发验收维护的人力物力，实现完全的互操作，如图1所示。

         IEC61850与传统的SCADA协议不同的是，它不仅是一个简单的协议，更涉及到通信网络性能要求、对象建模、系统和项目管理等多方面的规范要求。IEC61850采用面向对象的建模方法和抽象、分层映射的技术，通过规范系统和项目管理以及一致性测试等途径来保证其目标的实现，并且IEC61850不仅适用于变电站自动化系统内部网络通信，也适用于配电自动化、电能计量系统、发电厂自动化系统、风力发电以及其它工业领域。

图1：IEC61850与数字化变电站(SAS)之间的相互关系：

1.2 制造报文规范MMS

        制造报文规范(Manufacturing Message Specification,MMS)是网络上实时处理和监控系统信息交换的国际标准，由国际标准化组织和国际电工**工业自动化技术**TC184工业组负责制定和发展，它适合于在不同的设备、应用、发展商和领域内提供通用信息服务，例如：MMS提供的读(Read)服务允许网络上的设备、应用或计算机从另外一个设备、应用或计算机内读取所需的变量，而不管这个变量是在可编程逻辑控制器、机器人、远方终端设备或智能电子设备内。MMS已经广泛应用在制造、石油化工、电力工业和太空探索等领域。

        MMS由以下各部分组成：

1) 服务规范(Service Specification)

2) 协议规范(Protocol Specification)

3) 机器人伴同标准(Robot Companion Standard)

4) 数字控制器伴同标准(Numberical Controller Companion Standard)

5) 可编程逻辑控制器伴同标准(Programmable Logical Controller Companion Standard)

6) 过程控制系统伴同标准(Process Control System Companion Standard)

        上列各部分中，部分服务规范和*二部分协议规范是其核心，服务规范包含的定义

有：①虚拟制造设备(Virtual Manufacturing Device,VMD)；②网络上节点间的信息交换；③与VMD有关的属性和参数。协议规范定义的是通信规则，包括：①信息格式；②通过网络的信息顺序；③MMS层与ISO/OSI开放模型的其他层的交互，而3)-6)则是针对不同的应用领域的伴同标准。

         MMS提供了丰富的针对对等式实时通信网络的一系列任务，已经成为许多工业领域的控制设备的通信协议，例如CNC、可编程逻辑控制器、机器人、电力领域中的远方终端设备(RTU)、能源管理系统(EMS)、重合器、开关等IED设备。许多流行的计算机平台都支持基于MMS的互联，在软件支持上，更多的API、图形界面、网关、字处理、电子表格、关系型数据库都支持MMS，从通信连接上看，MMS在以太网、令牌总线、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易实现，如图2所示：

图2：MMS在IEC61850报文结构中的位置

1.3 IEC61850标准的体系结构

        变电站自动化系统由各种IED 组成，主要完成变电站内设备的控制、监视和保护功能，并实现系统配置、通信管理和软件管理等系统维护功能。IEC 61850 标准将变电站自动化系统在逻辑上划分为3 层(即变电站层、间隔层和过程层)，并将具体应用功能分解为许多常驻在不同IED 内、彼此间相互通信的单元，称为逻辑节点(logical node，LN)，然后以LN 为对象建立变电站内IED 的统一的数据和服务模型，旨在解决不同厂商提供的IED间的数据交换、信息共享等问题。

        遵循IEC 61850 标准的变电站自动化系统主要包括：①主站自动化系统软件(人机界面、数据库及系统管理等)；②间隔层装置(保护、测控单元等)；③过程层设备，包括电子式电流/电压互感器(electronic current/potential transducer，ECT/EPT)、智能断路器/隔离开关、合并单元等；④工程化工具(如配置工具等)，用于管理IEC 61850所定义的的通信模型，并满足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(一致性测试)的规范要求，如图3所示：

图3：IEC61850与数字化变电站接口与体系结构

1.4数据模型

        在了解数据模型之前，首先需要了解一些关于IEC61850 的重要概念

智能电子设备(IED)：实际的物理设备，如开关、断路器，综保等。

功能：变电站自动化系统执行的任务，如：母线保护、联锁、报警管理等。

逻辑设备(LD)：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据，物理设备可以包含一个或多个LD。

逻辑节点(LN)：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到

IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。

在IEC61850 中，一个IED 设备的外部性能通过Server 服务器类来表征，Server 服务器可以包含一个或多个逻辑设备，一个逻辑设备可以包含多个逻辑节点，在IEC61850 中一些逻辑节点是电力系统实设备的映射。一个IED 设备要实现特定功能必然需要这些逻辑节点来终实现操作、控制的功能。可以简单理解逻辑设备是IED 设备实现具体一个功能的抽象容器，在这个容器中包含了实现功能所需的相应的逻辑节点。

        下图4描述了从一个实际的项目中如何对实际的物理设备建模的完整过程：

图4:设备建模的完整过程

        就针对一个具体的IED设备模型而言，下图5描述了该物理设备中所包含的内容及其交互关系：

图5：数据模型所包含的内容及交互关系

        下图6为一个实际的IED物理设备所包含的相关内容，该图描述了该LED设备中其中一个逻辑设备”Tampa_Control”的逻辑节点”Q0XCBR1”断路器的”位置Pos”数据的相关状态 “stVal和ctlVal”。

图6：一个实际的IED设备所包含的内容

2 “IEC61850 Server Library”软件包概述

2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述

        “IEC61850 Server Library”软件包是西门子推出的基于S7-300/400作为服务器端的IEC61850规约的通信解决方案，通过该软件包，可以将S7-300/400 “虚拟”为一个IEC61850服务器端设备，之后S7-300/400 可以支持在IEC61850总线上的过程变量导出，下图7为“IEC61850 Server Library”软件包通信总览：

图7：“IEC61850 Server Library“软件包通信总览

“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征：

1) 功能完全的功能块库，支持德语及英语的在线帮助。

2) 每个IEC61850 客户端设备将通过一个ISO-On-TCP连接服务器。

3) 多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每个DataSet包含100个Data-Attributes)：

4) Data-Attribute支持如下数据类型，如图8所示：

图8：”IEC61850 Server Library”所支持的数据类型

5) 支持如下MMS服务类型，如下图9所示：

图9：”IEC61850 Server Library”所支持的MMS服务类型

6) 提供基于XML语言描述的SCL和.icd文件，供客户端访问

7) 通过标准PCS7或Step7工具进行编程

8) 支持S7-300/S7-400/S7 mec

9) 冗余设计(用于S7-400H)

10) 带通信诊断功能

11) 软件包仅支持通过CP343/443-1建立通信连接，不支持CPU的集成PN口创建连接

2.2 “IEC61850 Server Library”软件包工作原理

        下图10描述了“IEC61850 Server Library”软件包的工作原理：

图10：“IEC61850 Server Library”软件包的工作原理

        从图10可以看出，软件包中主要的核心为数据模型.ICD文件及Table DB数据块，两者之间必须一致，这个将包含在软件包中，其中.ICD文件提供给IEC61850客户端用于IEC61850通信的连接、变量的导出及读写等，Table DB数据块用于下载到S7-300/400中用于创建S7-300/400作为IEC61850服务器的数据模型，之后将其匹配到主功能块“SVR_IEC61850”中。

        在软件包的实际应用中还需要注意以下几点：

1) 允许多个IEC61850客户端访问同一个S7-300/400 IEC61850服务器，但是每个客户端需要创建多个ISO-on-TCP连接并多次调用之后将其匹配到功能块“SVR_IEC61850”,此时将功能块“SVR_IEC61850”均连接到同一个Table DB，这样能够保证客户端访问服务器的数据一致性。

2) 通过DataSet(数据集)可以批量读写Data-Attribute，软件包只支持静态DataSet功能，不支持动态的 DataSet创建，因此只允许IEC61850客户端的静态DataSet访问请求。

3) 所有的Data-Attribute及DataSet均可以在 Table DB中更改，这可以通过软件包 的SCL源文件编辑，当更改Table DB时，.ICD文件(软件包中的server_x_y.icd文件)也必须调整以保证更改后的Table DB与.ICD文件保持一致