在DP主站完成配置并組建完成OLM等硬件設備與各個開關柜的DP總線網絡后，applicomIO板卡上的嵌入式DP協議處理器就可以根據配置好的子站參數生成從站輪詢表，嵌入式DP協議處理程序由該表循環讀寫1．5 kV直流開關柜設備，并根據開關柜響應的數據信息刷新板卡雙口RAM(DPRAM)上的內容，以便上層應用程序對信息數據的讀取。由于DP協議不對用戶數據進行評價，因此。板卡此時在DPRAM中的數據是透明的，不能在地鐵PSCADA系統中直接進行分析和利用，必須將其轉換成項目中使用的IEC 60870—5—104遠動規約信息格式的數據。主控中心才能進行識別和利用。同樣，來自主控中心的控制和設置命令也必須將IEC 60870—5—104遠動規約信息格式轉換成符合DP協議的透明傳輸數據，才能最終實現對間隔層設備的信息收集和控制。這個轉換過程也就是不同應用協議信息格式的數據轉換過程。

站級管理層軟件包括了3個進程，圖3是軟件JACKSON示意圖，進程1負責圖形界面顯示及與主控中心的通信管理：進程2負責與各通信管理單元(即圖1中的網絡通信層)的通信及信息采集：進程3負責將Profibus．DP從站的信息和來自主控中心的控制命令進行協議轉換，使用applicomIOQNX動態或者靜態API函數庫對板卡DPRAM上的數據進行讀寫。進程1與進程3通過QNX系統下提供的命名管道(name pipe)進行雙向數據交換。

圖3 站級管理層軟件JACKSON圖

2．4系統實時性分析

地鐵供電監控系統對實時性要求很高。系統通信方案能否滿足實時性要求決定了該方案能否得到應用。根據廣州地鐵3號線的實際通信參數及軟硬件環境對上述方案進行實時性分析。在本系統中，DP總線傳輸波特率為187．5 Kbit／s，即傳輸1個位的時間為5．333μs。在DP總線上，包含了1個主站，9個從站；輸入數據塊長度最大值為48 Byte，輸出數據塊長度最大值為28 Byte。1個DP報文循環所需要的時間如圖4所示，tbit婦為傳輸1個位需要的時間。

圖4 DP循環時間計算

即1個總線循環時間為10 998×5．333μs=58．65 ms。根據EN 50170 V2標準中的規定，現場計算時考慮10％～20％的余量，則實際1個信息循環傳輸時間為70．38 ms(最大值)。

供電監控系統信息延時包括信息產生、信息處理、信息傳輸和信息顯示等，其中信息處理和信息傳輸時間占70％。例如，當饋線柜上一個斷路器產生變位。其在DPU96上I／O濾波消耗時間為3ms，內部總線運行需1 ms。程序循環時間20 ms：總控單元程序處理(接收和顯示)時間300 ms。加上信息在DP總線上循環時間70．38 ms，1個變位信號從產生到傳輸至總控單元的時間小于500 ms：再經光纖以太網上送到主控室小于1 s。若是對斷路器或者隔離開關的遙控輸出，還應加上遙控執行回路校驗時間60。100 ms和機構動作時間，最大遙控輸出并執行成功(無故障情況)時間小于2 s。符合電力系統國家標準。

從以上分析得出，在PSCADA系統中采用DP總線能對現場設備信息作出實時響應，也能對斷路器或者隔離開關進行實時遙控，DP總線方案能夠滿足用戶對實時性的要求。

3結論

本方案針對廣州地鐵3號線設計，引進了加拿大OSSL公司的ONX實時操作系統，在軟硬件設計時利用了QNX實時操作系統的實時性和可靠性等特性，充分發揮了DP總線網的實時性優點。在DP總線網絡中使用了0LM模塊。組成光纖環網，加上良好的接地設計，使系統不受惡劣環境下通信線路上的電磁干擾影響，滿足系統可靠性要求。

光纖環網采用總線結構。通過通信鏈路的冗余，使得增加新的間隔層設備而不影響其他設備的正常工作。通過DP現場總線在PSCADA系統中的應用。極大增強了間隔層設備的信息集成能力，同時降低了系統的工程成本，提高了整個系統的可靠性和可維護性及擴展能力。

該方案順利通過了廣州地鐵3號線PSCADA系統首通段的調試并于2005年12月正式投入運行。運行效果表明，系統能夠滿足用戶對可靠性、實時性和可擴展性等的要求，有良好的推廣價值及應用前景。系統運行至今。穩定可靠，得到了用戶的一致好評。