通过“标准”控制系统实现基础设施网络自动化

为实现最佳的负荷管理，供电网络中会添加电能表和功率开关等传统组件，以便额外进行电流及电压监控，这样做也进而增加了所需数据点的数量。现在，可编程控制系统可同时承担自动化任务及远动任务，并按照国际远动协议IEC60870或IEC61850与控制中心进行通讯。该模块化“标准”控制系统支持IEC通讯，拥有极高的性价比，并简化了基础设施网络的自动化。

在供电网络中采用新组件有多方面原因。一方面，相关主管部门要求发电与电力运营分离。另一方面，风力发电、光伏发电、综合式热电厂以及电热耦合等分布式发电方式又在电网控制、电费结算以及负荷管理等方面提出了新的要求。以往，PLC控制系统仅用于分布式单元的自动化，现在，还应将系统状态传递给控制层，并将控制指令转换成开关命令。适于这些远动控制任务的通讯协议有MODBUS、DNP3以及按照IEC60870、IEC61850及其附属标准的协议。这些协议在技术层面及国际认可度上都有所不同。针对中高压领域配电系统的保护与控制，2004年发布了IEC61850作为全球通用标准。与其他通信协议面向信号的工作方式不同，此种通讯协议中，功能单元均基于面向对象技术建模。这样做的结果就是，必须针对新的任务范围进行特定的扩展分类。由此对用于监测与控制的三种扩展分类进行了如下定义：IEC61400-25用于风力发电，IEC61850-7-410用于水力发电，IEC61850-7-420用于分布式能源，如光伏发电。

支持IEC通信的“标准”控制系统

为了给用户与控制中心之间通讯提供标准化且便于使用的接口，WAGO在WAGO-I/O-SYSTEM模块化控制系统中集成了IEC60870-5-101/-104以及IEC61850远动协议。IEC60870-5-101/-104协议基于面向信号技术，即：控制中心与模块化控制器之间可以按带或不带时间戳的形式交换信息、测量值、位模、电能表数值及命令等。而IEC61850是以对象类型GGIO为基础对象。该标准的核心优势在于有典型化对象的存在，例如，需要对电网变压器、风电系统的风轮或光伏系统进行自动化构建时。如果查看IEC-61850标准的所有扩展分类，在GGIO之外还有约220种其它特定的对象类型。因为控制器的制造商并不知道用户将使用何种IEC对象类型，因此，自动化解决方案必须能够操作所有特殊对象，如用于集成变压器的YPTR对象。WAGO解决方案为用户提供与控制系统相连接的标准接口，而不是对象类型的内部逻辑。毕竟最终知晓相关应用技术和执行逻辑的还是用户自己。自动化任务的编程可通过CoDeSys实现，该软件由3S-smartSoftwareSolutions研发，并可存储在可编程现场总线控制器或紧凑型工业PC(I/O-IPC)中。CoDeSys是开放式编程系统，符合IEC61131-3国际标准，且可为用户提供5种编程语言。这样，用户就可以尽可能简单的实现远动控制器(750-872)和I/O-IPC(758-870和758-875)与控制系统的通信，CoDeSys中集成了适于两种标准(IEC60870和61850)的配置工具。通过该工具，只需对IEC通讯进行配置，而无需进行编程。

可扩展的控制系统，适于严苛的应用环境

尽管有特殊应用，模块化控制系统依然提供了大量的系统属性，而这些系统特性也可在智能电网项目中发挥优势作用。用户选择控制器时首先依据的是其功率要求和通讯接口。这样，从用于监控任务的MHZ级到奔腾GHz级的CPU主频率可以满足复杂的调控任务要求。

在通信方面，有适于PROFIBUS,MODBUS及KNX的通讯接口可供选用，这样，控制系统即可作为远动技术与工业或楼宇自动化之间的网关使用。根据应用地点的不同，也必须要注意系统的机械及气候要求。弹簧连接技术为抗振动的连接技术，可应用于风力发电及轨道交通领域。WAGO在所有产品中都采用了弹簧连接技术，包括拥有众多可编程控制器、适配器以及输入输出模块的WAGO-I/O-SYSTEM。这些产品组件中，有许多适用环境温度范围可达-20至+60℃。且电子组件的印刷电路板表面均镀有漆层，因此可用于户外箱盒中，例如用于井道监控，电动交通工具的充电站以及充满盐雾气候的海滨区域。WAGO产品获得的GL等大量船级社认证，可以保证产品适用于船舶制造、港口机械及海上作业平台。该模块化控制系统的另一优点在于提供了种类丰富的I/O模块供选择。包括可在电气柜中节约空间的紧凑型16通道数字量模块，用于对变电站进行电力监控的3相功率测量模块等特殊功能模块，以及可用于天然气配送站点中的本安型模块等。凭借如此丰富的产品种类，使用一个控制系统即可实现绝大多数自动化任务。而自动化系统的可编程特性也允许通过CoDeSys创建可视化应用，并可直接上载到控制系统的Web服务器中。终端客户可以由此获得一个针对解决方案的便捷的诊断平台，且可通过任意浏览器随时访问。支持IEC通讯的模块化控制系统作为多位一体的解决方案，降低了在电气柜中的空间需求及复杂性，同时也减少了自动化解决方案所需的耗费。

总结

远动控制器和I/OIPC除了支持传统的自动化控制任务之外，还支持标准化国际远动协议IEC60870-5-101/-104及IEC61850。通过CoDeSys配置软件，应用工程师就可以在熟悉的PLC研发环境中全心致力于自动化解决方案的研发。与智能电网的连接可通过远动协议成功实现。因为一个系统即可承担远动站点的自动控制任务，因此降低了每个站点的空间需求、复杂性以及耗费。