(高清版)GB∕T 37548-2019 變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)及接口要求

GB/T37548—2019I 2規(guī)范性引用文件 2 35變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)體系 45.1體系架構(gòu) 4 4 5.5信息交互 6.1總體架構(gòu) 66.2I0接口 66.3I1接口 66.4I2接口 67感知設(shè)備通信接口 67.1物理接口 67.2通信協(xié)議 7 附錄A(規(guī)范性附錄)變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu) 9ⅢGB/T37548—2019請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。1變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)及接口要求2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T6107—2000使用串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備之間的接口GB/T11014—1989平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性GB/T12057—1989使用串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備之間的通用37插針和9插針接口GB/T19244信息技術(shù)高性能串行總線GB/T19582(所有部分)基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范GB/T20540.2測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第2部分：物理層規(guī)范和服務(wù)定義GB/T20540.3測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第3部分：數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)定義GB/T20540.4測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線類型3:PROFIBUS規(guī)范第4部分：數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范GB/T26790(所有部分)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范GB/T29768信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議GB/T29910(所有部分)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范DL/T634.5104運(yùn)動設(shè)備及系統(tǒng)第5-104部分：傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問DL/T860(所有部分)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)SJ/T11349二維條碼網(wǎng)格矩陣碼SJ/T11350二維條碼緊密矩陣碼YD/T1272(所有部分)光纖活動連接器電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定(中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會〔2014〕第14號令)for8-way,shieldedfreeandfixedconnectorswithcomonmatingfeatures,IEC60603-7-2電子設(shè)備用連接器第7-2部分：最高頻率100MHz的數(shù)據(jù)傳輸用8通道活動式和固定式非屏蔽連接器的詳細(xì)規(guī)范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-2:Detailspecificafor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto2GB/T37548—2019IEC60603-7-4電子設(shè)備用連接器第7-4部分：最高頻率250MHz的數(shù)據(jù)傳輸用8通道活動式和固定式非屏蔽連接器的詳細(xì)規(guī)范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-4:Detailspecificationfor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithf250MHz)IEC60603-7-5電子設(shè)備用連接器第7-5部分：最高頻率250MHz的數(shù)據(jù)傳輸用8通道活動式和固定式屏蔽連接器的詳細(xì)規(guī)范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-5:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto250MHz)IEC60603-7-7電子設(shè)備用連接器第7-7部分：最高頻率600MHz的數(shù)據(jù)傳輸用8通道活動式和固定式屏蔽連接器的詳細(xì)規(guī)范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-7:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto600MHz)IEC62734工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信行規(guī)ISA100.1la(Industrialneworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—ISA100.1la)ISO11898-1道路車輛控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)第1部分：數(shù)據(jù)鏈路層和物理信號[Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part1:Datalinklayerandphysicalsignalling]ANSI/TIA/EIA-485-A平衡數(shù)字多點系統(tǒng)發(fā)生器和接收機(jī)的電特性(Electricalcharacteristicsofgeneratorsandreceiversforuseinbalanceddigitalmutipointsystems)IEEE802.11國際電機(jī)電子工程學(xué)會信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)和城域網(wǎng)通信和信息交換技術(shù)規(guī)范第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范[IEEEStandardforInformationtechnology—TelecommunicationsandinformationexchangebetweensystemsLocalandmetroprolicanareanet-works—Specificrequirements—Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications]CiA301CANopen應(yīng)用層和通信目錄(CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile)3.1理并做出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)。[GB/T33745—2017,定義2.1.1]3.23.3能夠被物聯(lián)網(wǎng)感知但不依賴于物聯(lián)網(wǎng)感知而存在的實體。[GB/T33745—2017,定義2.1.3]3[GB/T33745—2017,定義2.1.4]通過感知設(shè)備獲得對象的信息的過程。[GB/T33745—2017,定義2.1.9]變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)substationdeviceinternetofthings備互聯(lián)的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。傳感器)。監(jiān)測裝置能通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、無線等通信方式與綜合監(jiān)測單元或直接與站端監(jiān)測單元通信。在線監(jiān)測裝置等同于智能變電站中監(jiān)測IED與傳感器的組合。[DL/T1430—2015,定義3.2]終端提供無線接入與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。[DL/T1511—2016,定義2.1]GIS:氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GasInsulatedSwitchgear)HART:可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議(HighwayAddressableRemoteTransducer)IED:智能電子裝置(IntelligentElectronicDevice)IOT:物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)4PROFIBUS:過程現(xiàn)場總線(ProcessFieldBus)RFID:射頻識別(RadioFrequencyIdeVPN:虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VirtualPrivateNetwork)WLAN:無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetworks)5變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)體系5.1體系架構(gòu)變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)在邏輯功能上可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖1所示。應(yīng)急搶修應(yīng)急搶修應(yīng)用層運(yùn)檢績效評估綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)高速交換局域網(wǎng)無線接入網(wǎng)輔助設(shè)施監(jiān)控(消防/安全警衛(wèi)/照明環(huán)境監(jiān)視/視頻監(jiān)控/電源監(jiān)測)設(shè)備信息可視化運(yùn)檢過程管控遠(yuǎn)程會商狀態(tài)分析監(jiān)測預(yù)警故障研判移動巡檢(移動作業(yè)PDA終端/巡檢機(jī)器人/可穿戴巡檢裝備)在線監(jiān)測(在線監(jiān)測裝置)核心交換層有線接入網(wǎng)感知層站內(nèi)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層匯聚層接入層圖1變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)感知層是變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，支持或?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測、移動巡檢和輔助設(shè)施監(jiān)控等信息的采集、自動識別。對于被監(jiān)測設(shè)備通過RFID或二維碼建立身份標(biāo)識。二維碼編碼規(guī)則應(yīng)符合SJ/T11349、SJ/T11350的相關(guān)要求。變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)典型感知層設(shè)備如表1所示。表1變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)典型感知設(shè)備分類設(shè)備名稱描述在線監(jiān)測變壓器/電抗器在線監(jiān)測裝置用以自動采集、處理和發(fā)送變電站被監(jiān)測一次設(shè)備狀態(tài)信息的裝置(含傳感器)斷路器/GIS在線監(jiān)測裝置電容型設(shè)備/避雷器在線監(jiān)測裝置其他設(shè)備在線監(jiān)測裝置5GB/T37548—2019表1(續(xù))分類設(shè)備名稱描述移動巡檢巡檢機(jī)器人采集站內(nèi)移動作業(yè)信息，用于變電站巡檢、檢測、遠(yuǎn)程視頻會商等作業(yè)移動作業(yè)PDA終端可穿戴巡檢設(shè)備其他設(shè)備輔助設(shè)施監(jiān)控安防設(shè)備采集、處理站內(nèi)的環(huán)境、安全防范、火災(zāi)報警、輔助燈光控制等信息消防設(shè)備照明設(shè)備環(huán)境監(jiān)控設(shè)備電源監(jiān)測設(shè)備視頻監(jiān)控設(shè)備接入層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型可分無線接入和有線接入。無線接入可包括電力無線專網(wǎng)、無線虛擬專網(wǎng)、近程通信、射頻等。有線接入可包括現(xiàn)場總線接入、電力線接入、局域網(wǎng)接入等。無線信息通過安全隔離裝置進(jìn)入信息內(nèi)網(wǎng)。匯聚層位于接入層與核心交換層之間，實現(xiàn)接入層數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)與交換。接入層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進(jìn)行路由處理。典型匯聚層設(shè)備可包括多串口/網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)集中器及無線基站等。核心交換層為變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)提供高速、安全與具有服務(wù)質(zhì)量保障能力的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。用于支撐變電站內(nèi)和站外物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳送。核心交換層的網(wǎng)絡(luò)采用電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)。5.4應(yīng)用層應(yīng)用層由生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用層服務(wù)協(xié)議構(gòu)成。應(yīng)用層服務(wù)協(xié)議由語法、語義與時序組成。語法規(guī)定了智能服務(wù)過程中的數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式。語義規(guī)定了控制信息的含義，以及完成的動作與響應(yīng)。時序規(guī)定了事件實現(xiàn)的順序。5.5信息交互運(yùn)檢應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)按照第7章要求，采集站內(nèi)在線監(jiān)測、移動巡檢、輔助設(shè)施監(jiān)控等設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)信息。6GB/T37548—20196通信架構(gòu)6.1總體架構(gòu)變電站設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)宜采用工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)的架構(gòu)，滿足實時性和可靠性要求，必要時可采用雙網(wǎng)冗余方式。站內(nèi)盡量使用有線方式接入數(shù)據(jù)，在特殊情況下使用無線方式接入移動巡檢數(shù)據(jù)，無線數(shù)據(jù)通過安全接入設(shè)備進(jìn)入有線網(wǎng)絡(luò)。各層之間存在3個接口級別，分別是第1級接口I0、第2級接口I1和第3級接口I2,通信架構(gòu)見附錄A中圖A.1。6.2I0接口I0接口是感知設(shè)備在接入層通信的數(shù)據(jù)接口。如變電站輔控設(shè)備的燈光控制器與照明控制網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接口；在線監(jiān)測裝置與綜合監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)接口等。6.3I1接口I1接口是設(shè)備/系統(tǒng)在匯聚層通信的數(shù)據(jù)接口。如變電站輔控設(shè)備的照明控制網(wǎng)關(guān)與輔助設(shè)施監(jiān)控主機(jī)間的數(shù)據(jù)接口；在線監(jiān)測系統(tǒng)中綜合監(jiān)測單元與站端監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)接口等。I1接口也是變電站內(nèi)不同系統(tǒng)站控層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)接口。如變電站輔控系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口；變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口等。I1接口宜采用多媒體協(xié)議、具備條件的感知設(shè)備可采用I1接口直接與匯聚層設(shè)備通信。I2接口是設(shè)備/系統(tǒng)在核心交換層通信的數(shù)據(jù)接口，面向應(yīng)用層接入。如站端監(jiān)測單元、輔助設(shè)施監(jiān)控主機(jī)與應(yīng)用層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口等。I2接口宜采用多媒體協(xié)議、DL/T860協(xié)議、DL/T634.5104具備條件的感知設(shè)備可采用I2接口直接與核心交換層設(shè)備通信。7感知設(shè)備通信接口7.1物理接口7.1.1RJ45接口對于采用屏蔽雙絞線的通信系統(tǒng)，宜采用支持RJ45的物理接口。根據(jù)要求的不同，其機(jī)械特性和技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5或IEC60603-7-7的相關(guān)要求。MPO型光纖連接器作為通信物理接口，這五種光纖連接器的技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合YD/T1272(所有部分)的相關(guān)要求。其他類型的光纖連接器應(yīng)滿足各自的技術(shù)規(guī)范。RS232接口宜采用DB9插針連接器，其電氣特性應(yīng)符合GB/T6107—2000中第2章的要求，機(jī)械7特性應(yīng)符合GB/T12057—1989中第4章的相關(guān)要求。7.1.4RS485接口應(yīng)符合GB/T12057—1989中第4章的相關(guān)要求。7.1.5RS422接口RS422接口宜采用DB9插針連接器，其電氣特性應(yīng)符合GB/T11014—1989中第4章的要求，機(jī)械特性應(yīng)符合GB/T12057—1989中第4章的相關(guān)要求。CANopen是基于CAN總線的應(yīng)用層協(xié)議，可通過CAN或工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。支持CANopen協(xié)議支持Modus協(xié)議的感知設(shè)備可通過串行鏈路或TCP/IP實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的通信，其協(xié)議總體模型和功能碼規(guī)范應(yīng)符合GB/T19582.1的相關(guān)要求。規(guī)范應(yīng)符合GB/T19582.1和GB/T19582.2的相關(guān)要求。采用TCP/IP方式的感知設(shè)備，其協(xié)議規(guī)范應(yīng)符合GB/T19582.1和GB/T19582.3的相關(guān)要求。7.2.3PROFIBUS支持PROFIBUS的感知設(shè)備的物理接口宜采用RS485、光纖接口等，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T20540.2的相關(guān)要求。輸出信號應(yīng)滿足PROFIBUS總線協(xié)議，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T20540.3基于有線網(wǎng)絡(luò)的支持HART協(xié)議的感知設(shè)備應(yīng)配備對應(yīng)的物理接口，可采用RS232、RS485