低压电器发展:可通信技术前景无限
进入20世纪90年代中后期,由于电网自动化要求,电气操作人员希望能采用远程控制的方式来了解和控制电网的电气状态和参数,便于集成管理,同时可实现终端控制以及工厂办公自动化的发展,于是迫切需要智能型、可通信电器的不断发展和完善。
低压电器的可通信技术主要有普通串口通信技术、现场总线技术和以太网技术三种。普通串口通信是目前应用最为广泛的一种方式。优点是使用简单、廉价并且灵活性好,在许多通信费用不大的场合得到了广泛的应用。但信息的传送速度较慢,且底层缺乏可靠性保证和组网机制。现场总线是现场设备之间实现双向串行多节点数字通信,被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络和全分布式现场控制系统。和普通串口通信相比,现场总线技术在带宽、实时性等方面有突出的优点,其代表是由西门子为主的十几家德国公司、研究所共同推出的PROFIBUS现场总线技术。而以太网技术突出的优点是极高的带宽(10Mbps及 100Mbps等更高速率)和较好的兼容性。由于以太网是局域网的标准接口,光纤、ATM等广域网在末端也提供以太网接口,所以不仅可通过以太网直接和后台计算机相连,也可通过不断进步的广域网技术拓展通信的距离。以太网技术应用的主要瓶颈是价格和软件复杂性。
20世纪末期,世界范围内各大公司基于CPU技术的不断进步和发展,纷纷推出新一代的智能型可通信的低压断路器,比较著名的有施耐德的M、MT开关,西门子3WL/3VL断路器,ABB F、Emax等系列低压断路器。从公布的技术资料看,西门子公司推出的新一代断路器SENTRON WL/VL的确较以前的产品有很大提高。特别是网络连接方面,具有PROFIBUS-DP、CubicleBUS、Ethernet、RS-232C等多种总线接口(CubicleBUS为断路器内部数据总线)。西门子通过模块化结构和内部数据总线使SENTRON可以方便灵活地配置和减少内部接线。施耐德公司的Masterpct系列断路器支持ModBUS和BatiBUS。同时也提供了用于连接PROFIBUS和Ethernet的外置网关模块。
我国的低压断路器的可通信技术这几年也有了长足的发展,以上海电器科学研究所为主的研究机构正致力于现场总线技术的发展和应用,并且有了成果。常熟开关制造有限公司成功地运用ModBUS、PROFIBUS、DEVICENET等总线技术实现了低压CW1万能式断路器、CM1Z智能型可通信塑壳断路器的可通信,并且在实际的工程应用中得到了广泛的好评。
目前一些主要断路器厂商虽然都没有在自己的产品中支持以太网技术,但都提供给用户连接以太网的解决方案,目前大多采用协议转接的方法对以太网进行支持。西门子公司主推PROFIBUS现场总线,断路器产品通过通信模块连接至 PROFIBUS总线,然后通过PROFIBUS网络的主站(PLC、或电脑)连接至以太网。断路器附件BDA(断路器数据适配器)则起到远程/就地调校工作,不使用在现场监控的通信场合。施耐德公司通过EGX或者CM4000+ECC实现ModBUS协议与TCP/IP协议的转换。
我国自行研制的第三代万能式断路器DW45系列中,常熟开关制造有限公司所生产的CW1智能型万能式断路器是典型产品。这一系列产品以智能型控制器为核心,具有三段保护功能,并可通过RS485进行通讯,实现“遥测、遥控、遥调、通讯”等四通功能。
工业以太网进军工业自动化的状况与20世纪90年代初PC机进军工业自动化的状况极为类似。由于以太网是当今世界上最流行也最成熟的统一的总线网络技术,在高速数据传输方面更具优势,具有价格低、速度高、易于组网、用户费用更为便宜等优点,代表了电气控制的发展要求,所以将会越来越多的运用到各种类型的低压断路器通信技术中。
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