USB轉(zhuǎn)串口方式在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的創(chuàng)新應(yīng)用

朱長(zhǎng)東+鄒冰+官習(xí)炳+華靜

摘要：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有很多是采用串口方式進(jìn)行通訊，串口一旦損害就將造成設(shè)備的通訊中斷，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化變電站失去監(jiān)視。根據(jù)以往的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，利用一個(gè)小的裝換裝置就解決了串口維護(hù)的大問題，縮短了通訊中斷的時(shí)間并降低了維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化；串口通訊；USB

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及維護(hù)水平的高低對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，而在該系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)串口承擔(dān)著與各種智能設(shè)備的通訊、與后臺(tái)監(jiān)控機(jī)以及調(diào)度端通訊等多種任務(wù)，在串口通訊中斷的情況下如何能快速恢復(fù)通訊保證綜自系統(tǒng)的正常運(yùn)行就非常重要。

一、運(yùn)行維護(hù)中的問題

從上面的分析可以看出計(jì)算機(jī)串口在監(jiān)控系統(tǒng)中起著非常重要的作用，但是經(jīng)過這幾年的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)串口由于其工作電壓低，并且都是與其它智能設(shè)備相連，外部的強(qiáng)電如果竄入就會(huì)燒毀串口，有時(shí)也可能因?yàn)閭鬏斁嚯x遠(yuǎn)串口工作電源不穩(wěn)而影響傳輸質(zhì)量，特別是現(xiàn)在大量使用的FDK系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)間過長(zhǎng)，隨著后臺(tái)監(jiān)控機(jī)因老化嚴(yán)重，給維護(hù)帶來很大工作量，因此六個(gè)采用FDK監(jiān)控系統(tǒng)的110kV變電站近年實(shí)行了逐步更換監(jiān)控機(jī)的計(jì)劃，在更換的過程中我們發(fā)現(xiàn)：計(jì)算機(jī)一般只有一個(gè)串口，如果主板自帶一個(gè)擴(kuò)展串口也只有兩個(gè)，不能滿足數(shù)據(jù)采集的需要。以前使用的擴(kuò)展串口卡是ISA插槽的，而目前的計(jì)算機(jī)主流主板都采用了更為先進(jìn)的PCI擴(kuò)展插槽沒有ISA插槽了，如果再配置一塊MOXA/PCI擴(kuò)展卡則存在著以下諸多問題：

（一）一塊MOXA/PCI擴(kuò)展卡購(gòu)買需要一千元多元，而現(xiàn)在一臺(tái)電腦主機(jī)也才四千元，相比而言擴(kuò)展卡費(fèi)用太高，太貴。

（二）如果我們依舊使用原有的ISA插槽的擴(kuò)展卡，則必須使用帶ISA插槽的主板也就是非主流主板，肯定會(huì)為今后的維護(hù)帶來麻煩，也是不可取的。

（三）由于串口擴(kuò)展卡是計(jì)算機(jī)專用板卡，一般只有工業(yè)上才會(huì)使用，所以宜昌賣電腦配件的商店都沒有現(xiàn)貨，只有從武漢或其它地方調(diào)貨，但一般時(shí)間都很長(zhǎng)，曾經(jīng)有一次花了一個(gè)多月才到，致使監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)與保護(hù)裝置的通訊也中斷了一個(gè)月，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（四）串口擴(kuò)展卡的驅(qū)動(dòng)及說明書使用的都是英文，安裝過程中又有許多選項(xiàng)，只要有一項(xiàng)選錯(cuò)就會(huì)使擴(kuò)展卡不能正常工作，如果是沒有接觸過的人來安裝就會(huì)很麻煩。

（五）現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)都有許多數(shù)據(jù)線與外部連接，如果要更換擴(kuò)展卡的話就要拆除所有數(shù)據(jù)線打開機(jī)箱才能更換，非常不方便，而且這些數(shù)據(jù)線如果恢復(fù)時(shí)有錯(cuò)或接觸不良造成通訊不上后果就更嚴(yán)重。

二、尋找解決方案并實(shí)施

針對(duì)這種情況，我們對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件配置進(jìn)行了仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)主機(jī)一般都配有較多USB口，而且這些USB口的使用率也很低，如果我們能夠充分利用這些USB口把它轉(zhuǎn)換成串口則可以輕松解決上述問題：

（一）一根USB轉(zhuǎn)串口線只需要幾十元，費(fèi)用要比專用的擴(kuò)展卡便宜了許多，而且又使計(jì)算機(jī)硬件資源得到了充分的利用。

（二）USB轉(zhuǎn)串口的驅(qū)動(dòng)都是中文說明，驅(qū)動(dòng)安裝起來簡(jiǎn)單方便。

（三）安裝USB轉(zhuǎn)串口線時(shí)也不需要拆除計(jì)算機(jī)，只需要把USB線往計(jì)算機(jī)USB端口上一插就行，免除了拆除計(jì)算機(jī)的麻煩。

（四）USB轉(zhuǎn)串口線現(xiàn)在使用的比較普遍，賣電腦配件的商店都有出售，如果再有損壞更換起來也可以保證快速性，保障系統(tǒng)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。

（五）USB轉(zhuǎn)串口的通訊傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)可以達(dá)到1Mbps，而現(xiàn)在系統(tǒng)使用的串口的通訊傳傳輸速率最高才是9600bps，因此USB轉(zhuǎn)串口可以充分的滿足現(xiàn)有系統(tǒng)的傳輸要求。

這種新方式的可行性在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，首先這種新方式的是大公橋變電站，在完成新機(jī)器的系統(tǒng)重裝后，配合全站預(yù)試工作，經(jīng)過調(diào)試系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，效果很令人滿意。隨后，寶塔河、伍家崗、茶庵子相繼完成了更換工作。

南瑞的RCS9600系統(tǒng)中只需兩個(gè)串口，因此我們選用了主板另帶一個(gè)擴(kuò)展串口的機(jī)型，可以滿足運(yùn)行需要，但是在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)因機(jī)器性能差別或通訊距離較遠(yuǎn)造成的串口發(fā)送電平不夠而導(dǎo)致通訊異常的問題，因?yàn)闆]有備用串口又不能因?yàn)橐粋€(gè)串口問題就更換監(jiān)控機(jī)而導(dǎo)致問題無法解決，所以這次利用USB轉(zhuǎn)串口的經(jīng)驗(yàn)也成功解決了這個(gè)難題。

四方、許繼公司的數(shù)據(jù)采集裝置與后臺(tái)監(jiān)控機(jī)之間采用了網(wǎng)絡(luò)通訊方式，但是在南瑞、四方、許繼三個(gè)公司的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中還是采用了工控機(jī)ISA擴(kuò)展串口來實(shí)現(xiàn)與GPS對(duì)時(shí)及與調(diào)度之間的通訊，前幾個(gè)站換下來的ISA擴(kuò)展串口卡沒有損壞完全可以作為這些系統(tǒng)的備件，一旦有損壞情況發(fā)生可以減少購(gòu)買備件這個(gè)花費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)的環(huán)節(jié)，能使遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行。

三、結(jié)束語(yǔ)

這次成功的創(chuàng)新，既降低了后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的配置費(fèi)用，降低了維護(hù)費(fèi)用，對(duì)綜自站來說USB口成為系統(tǒng)所需串口的很好的備件，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)若有更換需要也不用另外購(gòu)買串口卡，特別是還大大提高了異常處理的效率，為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)支持，真可謂一舉三得。

參考文獻(xiàn)：

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