GB/T37548—2019I 2規范性引用文件 2 35變電站設備物聯網體系 45.1體系架構 4 4 5.5信息交互 6.1總體架構 66.2I0接口 66.3I1接口 66.4I2接口 67感知設備通信接口 67.1物理接口 67.2通信協議 7 附錄A(規范性附錄)變電站設備物聯網通信架構 9ⅢGB/T37548—2019請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。1變電站設備物聯網通信架構及接口要求2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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使用串行二進制數據交換的數據終端設備和數據電路終接設備之間的接口GB/T11014—1989平衡電壓數字接口電路的電氣特性GB/T12057—1989使用串行二進制數據交換的數據終端設備和數據電路終接設備之間的通用37插針和9插針接口GB/T19244信息技術高性能串行總線GB/T19582(所有部分)基于Modbus協議的工業自動化網絡規范GB/T20540.2測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第2部分：物理層規范和服務定義GB/T20540.3測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第3部分：數據鏈路層服務定義GB/T20540.4測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線類型3:PROFIBUS規范第4部分：數據鏈路層協議規范GB/T26790(所有部分)工業無線網絡WIA規范GB/T29768信息技術射頻識別800/900MHz空中接口協議GB/T29910(所有部分)工業通信網絡現場總線規范類型20:HART規范DL/T634.5104運動設備及系統第5-104部分：傳輸規約采用標準傳輸協議集的IEC60870-5-101網絡訪問DL/T860(所有部分)變電站通信網絡和系統SJ/T11349二維條碼網格矩陣碼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控系統安全防護規定(中華人民共和國國家發展和改革委員會〔2014〕第14號令)for8-way,shieldedfreeandfixedconnectorswithcomonmatingfeatures,IEC60603-7-2電子設備用連接器第7-2部分：最高頻率100MHz的數據傳輸用8通道活動式和固定式非屏蔽連接器的詳細規范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-2:Detailspecificafor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto2GB/T37548—2019IEC60603-7-4電子設備用連接器第7-4部分：最高頻率250MHz的數據傳輸用8通道活動式和固定式非屏蔽連接器的詳細規范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-4:Detailspecificationfor8-way,unshieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithf250MHz)IEC60603-7-5電子設備用連接器第7-5部分：最高頻率250MHz的數據傳輸用8通道活動式和固定式屏蔽連接器的詳細規范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-5:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto250MHz)IEC60603-7-7電子設備用連接器第7-7部分：最高頻率600MHz的數據傳輸用8通道活動式和固定式屏蔽連接器的詳細規范(Connectorsforelectronicequipment—Part7-7:Detailspecificationfor8-way,shieldedfreeandfixedconnectors,fordatatransmissionswithfrequenciesupto600MHz)IEC62734工業網絡無線通信網絡和通信行規ISA100.1la(Industrialneworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—ISA100.1la)ISO11898-1道路車輛控制器局域網絡(CAN)第1部分：數據鏈路層和物理信號[Roadvehicles—Controllerareanetwork(CAN)—Part1:Datalinklayerandphysicalsignalling]ANSI/TIA/EIA-485-A平衡數字多點系統發生器和接收機的電特性(Electricalcharacteristicsofgeneratorsandreceiversforuseinbalanceddigitalmutipointsystems)IEEE802.11國際電機電子工程學會信息技術標準局域網和城域網通信和信息交換技術規范第11部分：無線局域網媒體訪問控制和物理層規范[IEEEStandardforInformationtechnology—TelecommunicationsandinformationexchangebetweensystemsLocalandmetroprolicanareanet-works—Specificrequirements—Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications]CiA301CANopen應用層和通信目錄(CANopenapplicationlayerandcommunicationprofile)3.1理并做出反應的智能服務系統。[GB/T33745—2017,定義2.1.1]3.23.3能夠被物聯網感知但不依賴于物聯網感知而存在的實體。[GB/T33745—2017,定義2.1.3]3[GB/T33745—2017,定義2.1.4]通過感知設備獲得對象的信息的過程。[GB/T33745—2017,定義2.1.9]變電站設備物聯網substationdeviceinternetofthings備互聯的智能信息服務系統。傳感器)。監測裝置能通過現場總線、以太網、無線等通信方式與綜合監測單元或直接與站端監測單元通信。在線監測裝置等同于智能變電站中監測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據傳輸服務。[DL/T1511—2016,定義2.1]GIS:氣體絕緣金屬封閉開關設備(GasInsulatedSwitchgear)HART:可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議(HighwayAddressableRemoteTransducer)IED:智能電子裝置(IntelligentElectronicDevice)IOT:物聯網(Internetofthings)4PROFIBUS:過程現場總線(ProcessFieldBus)RFID:射頻識別(RadioFrequencyIdeVPN:虛擬專用網絡(VirtualPrivateNetwork)WLAN:無線局域網(WirelessLocalAreaNetworks)5變電站設備物聯網體系5.1體系架構變電站設備物聯網在邏輯功能上可以劃分為感知層、網絡層和應用層。變電站設備物聯網體系架構如圖1所示。應急搶修應急搶修應用層運檢績效評估綜合數據網高速交換局域網無線接入網輔助設施監控(消防/安全警衛/照明環境監視/視頻監控/電源監測)設備信息可視化運檢過程管控遠程會商狀態分析監測預警故障研判移動巡檢(移動作業PDA終端/巡檢機器人/可穿戴巡檢裝備)在線監測(在線監測裝置)核心交換層有線接入網感知層站內設備網絡層匯聚層接入層圖1變電站設備物聯網體系架構感知層是變電站設備物聯網的基礎，支持或實現在線監測、移動巡檢和輔助設施監控等信息的采集、自動識別。對于被監測設備通過RFID或二維碼建立身份標識。二維碼編碼規則應符合SJ/T11349、SJ/T11350的相關要求。變電站設備物聯網典型感知層設備如表1所示。表1變電站設備物聯網典型感知設備分類設備名稱描述在線監測變壓器/電抗器在線監測裝置用以自動采集、處理和發送變電站被監測一次設備狀態信息的裝置(含傳感器)斷路器/GIS在線監測裝置電容型設備/避雷器在線監測裝置其他設備在線監測裝置5GB/T37548—2019表1(續)分類設備名稱描述移動巡檢巡檢機器人采集站內移動作業信息，用于變電站巡檢、檢測、遠程視頻會商等作業移動作業PDA終端可穿戴巡檢設備其他設備輔助設施監控安防設備采集、處理站內的環境、安全防范、火災報警、輔助燈光控制等信息消防設備照明設備環境監控設備電源監測設備視頻監控設備接入層網絡技術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、無線虛擬專網、近程通信、射頻等。有線接入可包括現場總線接入、電力線接入、局域網接入等。無線信息通過安全隔離裝置進入信息內網。匯聚層位于接入層與核心交換層之間，實現接入層數據分組傳輸的匯聚、轉發與交換。接入層數據轉發到核心交換層或在本地進行路由處理。典型匯聚層設備可包括多串口/網絡轉換器、通信協議轉換器、數據集中器及無線基站等。核心交換層為變電站設備物聯網提供高速、安全與具有服務質量保障能力的數據傳輸環境。用于支撐變電站內和站外物聯網信息的雙向傳送。核心交換層的網絡采用電力綜合數據網。5.4應用層應用層由生產管理應用系統和應用層服務協議構成。應用層服務協議由語法、語義與時序組成。語法規定了智能服務過程中的數據與控制信息的結構與格式。語義規定了控制信息的含義，以及完成的動作與響應。時序規定了事件實現的順序。5.5信息交互運檢應用系統應按照第7章要求，采集站內在線監測、移動巡檢、輔助設施監控等設備物聯網信息。6GB/T37548—20196通信架構6.1總體架構變電站設備物聯網通信網絡宜采用工作可靠、結構簡單、易于維護的架構，滿足實時性和可靠性要求，必要時可采用雙網冗余方式。站內盡量使用有線方式接入數據，在特殊情況下使用無線方式接入移動巡檢數據，無線數據通過安全接入設備進入有線網絡。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,通信架構見附錄A中圖A.1。6.2I0接口I0接口是感知設備在接入層通信的數據接口。如變電站輔控設備的燈光控制器與照明控制網關的數據接口；在線監測裝置與綜合監測單元的數據接口等。6.3I1接口I1接口是設備/系統在匯聚層通信的數據接口。如變電站輔控設備的照明控制網關與輔助設施監控主機間的數據接口；在線監測系統中綜合監測單元與站端監測單元的數據接口等。I1接口也是變電站內不同系統站控層設備之間的數據接口。如變電站輔控系統與變電站監控系統的數據接口；變電設備在線監測系統與變電站監控系統的數據接口等。I1接口宜采用多媒體協議、具備條件的感知設備可采用I1接口直接與匯聚層設備通信。I2接口是設備/系統在核心交換層通信的數據接口，面向應用層接入。如站端監測單元、輔助設施監控主機與應用層系統的數據接口等。I2接口宜采用多媒體協議、DL/T860協議、DL/T634.5104具備條件的感知設備可采用I2接口直接與核心交換層設備通信。7感知設備通信接口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，宜采用支持RJ45的物理接口。根據要求的不同，其機械特性和技術規范應符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5或IEC60603-7-7的相關要求。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規范應符合YD/T1272(所有部分)的相關要求。其他類型的光纖連接器應滿足各自的技術規范。RS232接口宜采用DB9插針連接器，其電氣特性應符合GB/T6107—2000中第2章的要求，機械7特性應符合GB/T12057—1989中第4章的相關要求。7.1.4RS485接口應符合GB/T12057—1989中第4章的相關要求。7.1.5RS422接口RS422接口宜采用DB9插針連接器，其電氣特性應符合GB/T11014—1989中第4章的要求，機械特性應符合GB/T12057—1989中第4章的相關要求。CANopen是基于CAN總線的應用層協議，可通過CAN或工業以太網實現。支持CANopen協議支持Modus協議的感知設備可通過串行鏈路或TCP/IP實現與外部系統的通信，其協議總體模型和功能碼規范應符合GB/T19582.1的相關要求。規范應符合GB/T19582.1和GB/T19582.2的相關要求。采用TCP/IP方式的感知設備，其協議規范應符合GB/T19582.1和GB/T19582.3的相關要求。7.2.3PROFIBUS支持PROFIBUS的感知設備的物理接口宜采用RS485、光纖接口等，其技術規范應符合GB/T20540.2的相關要求。輸出信號應滿足PROFIBUS總線協議，其技術規范應符合GB/T20540.3基于有線網絡的支持HART協議的感知設備應配備對應的物理接口，可采用RS232、RS485