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　　西门子今天在北京举办“西门子能源管理集团化工行业峰会”，重点展示了西门子针对化工行业客户在能源管理领域提供的领先的业务组合，并与业界专家和客户共同探讨如何助力化工行业提升能源可靠性和效率。

　　“西门子拥有覆盖面最广的能源管理业务组合，致力于实现电网互联、全集成能源管理和高度灵活的电力供应。中国化工行业市场规模稳定增长，市场发展潜力巨大。我们希望与化工行业的客户紧密合作，针对他们在能源管理领域所面临的痛点，帮助他们应对在电力供应的可靠性、能效及环保方面面临的挑战，”西门子（中国）有限公司执行副总裁、西门子大中华区能源管理集团总经理麦明锐（Markus Mildner）表示。

　　化工行业的电力供应面临的首要挑战是供电的可靠性。作为重资产行业，化工行业在生产过程中必须确保大量大型机电设备连续不间断的运转，持续、稳定的电力供应成为连续生产的先决条件。此外，随着市场环境和产业政策的变化，化工行业面临的整体能效挑战正在不断加大。一方面，能源成本、劳动力成本不断上升；另一方面，政府对高能耗、高污染生产方式的监管和遏制力度不断加大。更高的能源效率成为解决这一问题的关键。最后，十三五期间政府及社会对于环保生产的要求越来越高，化工行业必须寻求更加清洁的能源，分布式发电成为大势所趋。因此，可靠、高效和环保的电力供应及能源管理是化工企业保证稳定生产、降低运营成本、实现可持续发展的重要保障之一。

　　针对化工行业的具体需求，西门子能源管理集团凭借其业界领先的涵盖高中低压的输配电技术，以及高度自动化和智能化的能源及数字电网解决方案和服务，致力于为化工行业提供高效、可靠和绿色的能源管理解决方案。

　　2017年2月，西门子与京博石化签订战略合作框架协议，助力京博石化工厂的数字化和智能化转型。京博石化为中国化工企业500强公司，在业务快速增长的同时，也面临着面向“中国制造2025”的产业升级。此次西门子能源管理集团六家工厂第一次共同签订框架合同，将为京博石化提供35千伏及10千伏变压器、中压柜、400伏低压柜、监控后台保护等产品，为京博炼厂打造完整、智能的能源供应及管理方案，标志着西门子与化工行业客户的新型战略合作伙伴关系转型又迈出坚实一步。

　　“西门子能源管理集团行业峰会”是继“西门子能源管理集团中国百城巡展”之后推出的又一大市场战略举措，旨在通过举办系列行业峰会，向客户提供行业优选解决方案，加强与行业客户的交流与合作，从而进一步拓展能源管理的行业应用。此次化工行业峰会是系列行业峰会的第一站，未来将针对轨道交通、数据中心等行业举办峰会，让万千中国客户领略西门子能源管理解决方案在行业应用方面的无限潜能。

　　1.1标准概述

　　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:

　　图3:IEC61850与数字化变电站接口与体系结构

　　1.4数据模型

　　在了解数据模型之前，首先需要了解一些关于IEC61850 的重要概念

　　智能电子设备(IED):实际的物理设备，如开关、断路器，综保等。

　　功能:变电站自动化系统执行的任务，如:母线保护、联锁、报警管理等。

　　逻辑设备(LD):一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据，物理设备可以包含一个或多个LD。

　　逻辑节点(LN):用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到

　　IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。

　　在IEC61850 中，一个IED 设备的外部性能通过Server 服务器类来表征，Server 服务器可以包含一个或多个逻辑设备，一个逻辑设备可以包含多个逻辑节点，在IEC61850 中一些逻辑节点是电力系统实设备的映射。一个IED 设备要实现特定功能必然需要这些逻辑节点来最终实现操作、控制的功能。可以简单理解逻辑设备是IED 设备实现具体一个功能的抽象容器，在这个容器中包含了实现功能所需的相应的逻辑节点。

　　下图4描述了从一个实际的项目中如何对实际的物理设备建模的完整过程:

　　图4:设备建模的完整过程

　　就针对一个具体的IED设备模型而言，下图5描述了该物理设备中所包含的内容及其交互关系:

　　图5:数据模型所包含的内容及交互关系

　　下图6为一个实际的IED物理设备所包含的相关内容，该图描述了该LED设备中其中一个逻辑设备”Tampa_Control”的逻辑节点”Q0XCBR1”断路器的”位置Pos”数据的相关状态 “stVal和ctlVal”。

　　图6:一个实际的IED设备所包含的内容

　　2 “IEC61850 Server Library”软件包概述

　　2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述

　　“IEC61850 Server Library”软件包是西门子推出的基于S7-300/400作为服务器端的IEC61850规约的通信解决方案，通过该软件包，可以将S7-300/400 “虚拟”为一个IEC61850服务器端设备，之后S7-300/400 可以支持在IEC61850总线上的过程变量导出，下图7为“IEC61850 Server Library”软件包通信总览:

　　图7:“IEC61850 Server Library“软件包通信总览

　　“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征:

　　1) 功能完全的功能块库，支持德语及英语的在线帮助。

　　2) 每个IEC61850 客户端设备将通过一个ISO-On-TCP连接服务器。

　　3) 最多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每个DataSet包含100个Data-Attributes):

　　4) Data-Attribute支持如下数据类型，如图8所示:

　　图8:”IEC61850 Server Library”所支持的数据类型