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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是至今为止最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委员会工业自动化技术委员会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，第一部分服务规范和第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：
CPU
6ES7 211-0AA23-0B0 CPU221 DC/DC/DC,6输入/4输出
6ES7 211-0BA23-0B0 CPU221 继电器输出,6输入/4输出
6ES7 212-1AB23-0B8 CPU222 DC/DC/DC,8输入/6输出
6ES7 212-1BB23-0B8 CPU222 继电器输出,8输入/6输出
6ES7 214-1AD23-0B8 CPU224 DC/DC/DC,14输入/10输出
6ES7 214-1BD23-0B8 CPU224 继电器输出,14输入/10输出
6ES7 214-2AD23-0B8 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(PNP)
6ES7 214-2AS23-0B8 CPU224XPsi DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(NPN)
6ES7 214-2BD23-0B8 CPU224XP 继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7 216-2AD23-0B8 CPU226 DC/DC/DC,24输入/16输出
6ES7 216-2BD23-0B8 CPU226 继电器输出,24输入/16输出
扩展模块
6ES7 221-1BH22-0A8 EM221 16入 24VDC，开关量
6ES7 221-1BF22-0A8 EM221 8入 24VDC，开关量
6ES7 221-1EF22-0A0 EM221 8入 120/230VAC，开关量
6ES7 222-1BF22-0A8 EM222 8出 24VDC，开关量
6ES7 222-1EF22-0A0 EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 开关量
6ES7 222-1HF22-0A8 EM222 8出 继电器
6ES7 222-1BD22-0A0 EM222 4出 24VDC 固态－MOSFET
6ES7 222-1HD22-0A0 EM222 4出 继电器 干触点
6ES7 223-1BF22-0A8 EM223 4入/4出 24VDC，开关量
6ES7 223-1HF22-0A8 EM223 4入 24VDC/4出 继电器
6ES7 223-1BH22-0A8 EM223 8入/8出 24VDC，开关量
6ES7 223-1PH22-0A8 EM223 8入 24VDC/8出 继电器
6ES7 223-1BL22-0A8 EM223 16入/16出 24VDC，开关量
6ES7 223-1PL22-0A8 EM223 16入 24VDC/16出 继电器
6ES7 223-1BM22-0A8 EM223 32入/32出 24VDC，开关量
6ES7 223-1PM22-0A8 EM223 32入 24VDC/32出 继电器
6ES7 231-0HC22-0A8 EM231 4入*12位精度，模拟量
6ES7 231-0HF22-0A0 EM231 8入*12位精度，模拟量
6ES7 231-7PB22-0A8 EM231 2入*热电阻，模拟量
6ES7 231-7PC22-0A0 EM231 4入*热电阻，模拟量
6ES7 231-7PD22-0A8 EM231 4入*热电偶，模拟量
6ES7 231-7PF22-0A0 EM231 8入*热电偶，模拟量
6ES7 232-0HB22-0A8 EM232 2出*12位精度，模拟量
6ES7 232-0HD22-0A0 EM232 4出*12位精度，模拟量
6ES7 235-0KD22-0A8 EM235 4入/1出*12位精度，模拟量
6ES7 277-0AA22-0A0 EM277 PROFIBUS-DP接口模块
6ES7 253-1AA22-0A0 EM253 位控模块
6ES7 241-1AA22-0A0 EM241 调制解调器模块
6GK7 243-1EX01-0E0 CP243-1 工业以太网模块
6GK7 243-1GX00-0E0 CP243-1IT 工业以太网模块
附件
| SIPLUS SM 326F 数字量输入模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| SIPLUS SM 326F | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 24 点输入， 24 V DC | 6AG1 326-1BK00-2AB0 |
| SIPLUS SM 326F 数字量输出模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| SIPLUS SM 326F | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 10 点输出， 24 V DC， 2 A | 6AG1 326-2BF01-2AB0 |
| 4、EX型扩展模块（防暴型） | |||
| EX 数字量输入模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| EX 数字量输入 （用于有潜在爆炸危险的化工厂的I/O 模块） | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 4 点输入，电气隔离， NAMUR | 6ES7 321-7RD00-0AB0 |
| EX 数字量输出模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| EX 数字量输出 （用于有潜在爆炸危险的化工厂的I/O 模块） | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 4 点输出，电气隔离， 24 V DC， 10 mA | 6ES7 322-5SD00-0AB0 |
| 4 点输出，电气隔离， 15 V DC， 20 mA | 6ES7 322-5RD00-0AB0 | ||
| Ex 模拟量输入模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| Ex 模拟量输入 （用于有潜在爆炸危险的化工厂的I/O 模块） | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 4 点输入，电气隔离， 0/4 - 20 mA， 15 位 | 6ES7 331-7RD00-0AB0 |
| 8/4 点输入，电气隔离， 用于热电偶和 Pt100， Pt200， Ni100 | 6ES7 331-7SF00-0AB0 | ||
| Ex 模拟量输出模块 | |||
| 系列号 | 产品图片 | 描述 | 选型型号 |
| Ex 模拟量输出 （用于有潜在爆炸危险的化工厂的I/O 模块） | （每个模块包括标签条一个，总线连接器一个。但不包括前连接器，需要另购） | 4 点输出，电气隔离 | 6ES7 332-5RD00-0AB0 S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。 这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。 随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。 扩展选件 如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上最多可以有 32 个模块，每个扩展装置上最多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（最长 10m）。
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