變電站綜合自動化系統是利用計算機技術、電子技術、通信技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。變電站綜合自動化系統內各設備通過控創Passau60實現不同規約、不同接口的轉換、相互交換信息，數據共享，完成變電站運行監視和控制任務。
圖1：基于Passau60通信管理機的變電站綜合自動化方案示意圖
控創Passau60通信管理機是在綜合自動化系統的一種通信及數據存貯裝置，它具備多種類型的標準通信接口來實現保護、智能電子設備等裝置與調度端之間的信息聯系。用于多種繼電保護裝置及其它裝置與保護主站、當地監控系統之間的通信轉接及規約轉換。對下通過串行接口與發變組保護裝置進行通信，搜集各類保護信息，對上通過網絡口或串口，經規約轉換后送往當地監控或DCS等。也可用于變電站與調度系統之間的通信轉接及規約轉換。
圖1中給出了綜合自動化方案的示意圖，圖中通信管理機所處的承上啟下的位置是十分關鍵的，所以相關設備的選擇需要十分慎重。在眾多的工控機中，Passau60的脫穎而出絕不是偶然的，下面將從功能、性能等各個方面深入剖析一下為什么Passau60能夠實現在復雜電磁環境中長時間、高可靠、連續不間斷工作，從而得到電力行業的普遍認可。
1 功能
Passau60最高支持Inter Core 2 Duo的CPU和2G DDR2內存，可以滿足大負荷的通信、控制、數據存儲等任務。同時Passau60具有6以太網、6串口（RS232/422/485），能夠實現多種工作方式的通信。Passau60的網絡接口可以實現雙網口使用同一IP地址的熱備冗余模式，非常容易實現電力自動化系統對網絡冗余互連的要求。
為保證數據存儲的可靠性，Passau60支持雙SATA硬盤，可簡單地通過RAID1模式做成冗余數據存儲，使重要的數據做到萬無一失。
2 性能
2.1 散熱系統
普通IPC一般采用風扇進行主動散熱，這樣做成本雖然較低，但不可避免地引入以下的不可靠因素：
風扇使用壽命有限
目前性能較好的風扇，其使用壽命不過50000小時。對于風扇這種關鍵部件，一旦出現故障，輕則導致CPU因過熱而保護關機，嚴重的會使IPC內部某些部件因溫度過高而出現不可恢復的故障。
灰塵
既然采用主動散熱，機箱與外界的空氣流通是必須要保證的。為減少進入機箱的灰塵，普通IPC采用的通常辦法是在進氣通道口加濾網。這會帶來兩點問題，一個是即使加濾網，也不可能杜絕灰塵的進入。而灰塵是計算機的重要殺手之一，可導致接觸不良、散熱不良等多種問題，嚴重的可能引起電路板短路。另一個問題是濾網的維護。如果濾網長時間不更換，灰塵會堵塞網孔，將導致設備散熱不良。在一些灰塵較大的地方，濾網需要頻繁更換或清潔，而這些工作并不是任何情況下都容易完成的。
潮濕
很顯然，采用主動散熱的設備幾乎無法避免外部潮濕空氣的進入。而潮濕空氣，特別是沿海等地區含有鹽分的空氣，對設備穩定運行所產生的負面影響是不言而喻的。
振動
即使安放在環境很好的機房中，振動也是不可避免的，因為風扇本身就是一個不可忽視的振動源。受風扇振動影響最大的就是機械硬盤，硬盤因為風扇振動而導致失效的例子并不少見，這也就是為什么很多在必須使用主動散熱(功耗過高)的高檔服務器中，風扇與機箱之間都是采用軟性材料連接。
正是為了避免以上情況的出現，提高可靠性，Passau60選擇了被動散熱的方式，將CPU、芯片組、電源等高熱部件產生的熱量通過熱管傳導到機箱側壁上進行散熱。同時Passau60采用的是Intel專用的高性能/功耗比的L系列低功耗CPU，這種CPU在保持性能的基礎上大幅降低了功耗，其TDP甚至只有筆記本用CPU的1/2。而且采用被動散熱的方式還可以很容易地做到全密閉機箱，從而大大提高了設備抵抗灰塵和腐蝕性空氣（潮濕、鹽霧）等影響的能力。
2.2 EMC防護
眾所周知，變電站中電磁環境是比較復雜的，這些電磁干擾主要來自高壓設備操作、低壓交直流回路內電氣設備的操作、雷電引起的浪涌電壓、電氣設備周圍的靜電場、電磁波輻射和輸電線路或設備短路故障所引起的瞬變過程等。這些干擾可能通過空間輻射和線路傳導的途徑進入IPC，從而引起系統出現工作不穩定、誤動作、死機等現象，嚴重的可能會損壞IPC內部的電子器件。即使IPC本身的成本不高，但某些故障所產生的后果往往是難以接受的。
Passau60在設計上完全考慮到了電力行業中復雜的電磁環境，通過各種措施對系統進行防護，現介紹如下：
地的處理
Passau60系統包含三個不同的“地”，即機殼地、信號地和數字地。機殼地也就是系統的保護地，通過電源的地線與大地連接，是干擾信號的主要泄放通道。
串口信號的地與保護地是絕緣的，這樣是考慮到通信對端的信號地有可能與大地絕緣。但串口的所有信號與保護地之間安裝了ESD和浪涌保護器件，一旦出現異常的干擾信號，會立即被導入大地，從而避免對后端器件造成影響。
Passau60的數字地與保護地、信號地之間都有高壓隔離器件，即使外部電磁環境非常惡劣，內部數字電路仍可不受影響地正常工作。
阻擋與疏導并用
在處理好三個“地”的關系后，Passau60就可采用“阻擋”與“疏導”并用的方法將電磁干擾完全消除。
“阻擋”的辦法也是從抗輻射和抗干擾兩個思路出發，使用了機箱屏蔽、電源隔離、信號隔離的方法。Passau60的機箱使用的是1.5mm的鋼板，無論是對大功率工頻磁場還是高頻電磁波均有很好的屏蔽作用，這樣就阻斷了輻射干擾的路徑。同時Passau60在電源接口、網絡接口和串口均采用了高壓隔離的器件，即使外部產生了高壓干擾，也不會傳導到內部的數字電路，這樣就切斷了傳導干擾的傳輸。另外電源接口還設計了濾波器，可以為內部的AC/DC適配器提供純凈的工頻電源，同時也能避免開關電源產生的干擾傳導到外部供電線路中。
當然如果只采用阻擋的辦法不夠的，這其實是系統的最后一道防線。Passau60在設計上主要依靠“疏導”的策略，在電源、和串口都設計了高等級的浪涌防護器件，同時所有的接口均有高等級的ESD防護器件。而電源、串口和網絡接口與內部電路是隔離的，它們的泄放通道也是保護地，這樣無論是對電磁信號的“阻擋”還是“疏導”均不會對內部電路造成任何影響。
結論
Passau60在方方面面采用的這些措施和手段不可避免地增加了一些成本，但其在性能和穩定性方面的提升則是巨大的。而正是因為Passau60采用了全面的可靠性設計，才順利通過了國家電力科學院電力工業電力設備及儀表質量檢驗測試中心的嚴格認證，達到了EMC和環境等各項測試的高等級標準，成為電力系統相關工控機設備的最佳選擇之一。綜上所述，Passau60完全可以承擔變電站綜合自動化系統中關鍵的通信、控制及數據存儲任務。
參考文獻
1 吳棟萁 陳勝定 “浙江電網變電站IPC 工控機運行工況的分析及處理”
2 牛建偉 張愛軍 吳若鈴 “綜合自動化變電站工程電磁干擾與防護設計”
3楊軍 “變電站綜合自動化應注意的幾個問題”
