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IEC 101/104 中为什么我们需要单点和双点信号

article 2024/12/24 14:00:21

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互联网与中间件：

工业与物联网：

在过程控制系统中，单点信号和双点信号用于监测设备状态，例如变电站中断路器的开关位置。

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。

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。

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。

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。

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。