IEC 101/104 中为什么我们需要单点和双点信号

IEC 101/104 中为什么我们需要单点和双点信号

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_32779119/article/details/144580088

在电力系统自动化和工业控制领域，IEC 101/104协议是实现远程设备监控和数据采集的重要标准。其中，单点信号和双点信号是两种常用的状态监测方式。本文将深入探讨这两种信号类型的工作原理及其在实际应用中的优劣，帮助读者更好地理解其在过程控制系统中的重要作用。

单点信号（Single Point Signal）

最简单的方法是使用单个触点来指示开关位置：输入触点上有110V电压表示开关闭合，没有电压表示开关断开。

然而，这种方法存在安全隐患。例如，断线可能无法被检测到，或者长时间未闭合的触点可能因腐蚀而在机械闭合后无法导通，导致接收设备无法获知开关已闭合。

双点信号（Double Point Signal）

为解决上述问题，工程师们发明了双点信号。

在串行通信系统（如DNP3、IEC 60870-5-104或IEC 61850）中，单点和双点数据类型仍被使用。IEC 61850-7-3定义了这些类型，称为通用数据类（Common Data Classes，CDC）。在这些系统中使用双点状态的原因有所不同：使用两个比特来表示“断开”和“闭合”状态，使得状态消息更安全。单个位错误不会导致数值被错误解读，而是使该值无效。

案例 A：开关处于“断开”（opened）状态

• 输入信号
• 二进制输入1（binary input 1，IED）：高电平（HIGH）
• 二进制输入2（binary input 2，IED）：低电平（LOW）
• 状态指示：开关断开（opened）。
• 设备状态：触点正常。

案例 B：开关处于“闭合”（closed）状态

• 输入信号
• 二进制输入1（binary input 1，IED）：低电平（LOW）
• 二进制输入2（binary input 2，IED）：高电平（HIGH）
• 状态指示：开关闭合（closed）。
• 设备状态：触点正常。

案例 C：异常情况

• 输入信号
• 二进制输入1（binary input 1，IED）：低电平（LOW）
• 二进制输入2（binary input 2，IED）：低电平（LOW）
• 或
• 二进制输入1（binary input 1，IED）：高电平（HIGH）
• 二进制输入2（binary input 2，IED）：高电平（HIGH）
• 状态指示：如果两个输入均为“低电平”（LOW LOW），或“高电平”（HIGH HIGH），状态为“中间态”（intermediate）或“无效值”（invalid）。
• 设备状态：触点故障（Contact defect）。

腐蚀的触点可能无法正常传递信号，导致状态指示出现错误。二进制输入1和2：通过不同的高低电平组合，来区分设备是断开（opened）还是闭合（closed）。状态“无效”（invalid）：当两路输入信号均为低电平或高电平时，可能是设备触点损坏或传感器失效。

这种双点状态监测方法适用于提高设备状态判断的可靠性，特别是在需要安全性和冗余度较高的工业控制和电力系统中。