谈开关行业中智能模块的选用原则

随着电力电子技术的快速发展，开关行业也渐渐走向智能化。如何正确选配智能模块， 是开关行业每个设计人员和用户所面临的共同问题。下面我想谈几点体会和原则。　　　　1　正确识别应用对象　　正确识别应用对象，这一步至关重要。因为要监控的开关柜数量越多，要监控的开关柜参数越多，要实现的监控功能越多，所需的智能模块构成就越复杂，造价也就越高，所以我们必须做出合理取舍，不能贪大求全，同时也要考虑今后扩充的需要。以10kV变电所为例， 对于馈线开关柜，根据其应用场合，我们可以使其具备以下功能：　　1) 二段定时限过流保护；　　2) 零序过流保护；　　3) 三相一次重合闸；　　4) 过负荷保护；　　5) 故障录波；　　6) 正常断路器遥控分合；　　7) 开关柜隔离开关位置等信息的遥信；　　8) 电压电流等模拟量的遥测。　　　　2　正确选择智能模块网络的拓扑结构　　由于智能模块监控的对象散布于各个开关柜上，我们需要确定各个智能模块构成的网络拓扑结构。以10kV变电所为例，我们可以采用图1 所示的分布式的网络拓扑结构。　　 　　分布式的网络拓扑结构优点是采用分布式算法，可靠性高；缺点是算法复杂。而集中式的网络拓扑结构优点是算法较简单，但由于总体控制逻辑依赖于总控智能模块，可靠性相对低一些，同时随着智能模块的增多，总控智能模块的工作负荷加大。　　　　3　合理选用通信方式　　多个智能模块要组成网络，相互之间必然要进行通信以交换信息。随着通信技术的发展，目前可供选用的通信方式很多，如配电线载波、低压配电线载波、工频控制、脉动控制、电话专线、拨号电话、CA TV通道、现场总线、RS- 485、多模光缆、单模光缆、无线扩频、VHF电台、U HF电台、多址微波、调幅广播、调频广播、卫星等。从目前的技术水平和发展现状来看，仅仅选用一种通信方式是不够的，因为针对通信可靠性、建设费用、传输速率、双向通信、易操作维护等方面，以上这些可选的通信方式各有所长，为了达到最佳的综合效益， 我们经常要把它们结合起来使用。　　这里，我们要关注一下现场总线和RS- 485。现场总线是近二十多年发展起来的新技术，用于连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输，多分支结构的通信网络。它具有以下特点：　　1) 全数字式的双向数据传输；　　2) 开放式系统；　　3) 拓扑结构灵活， 可组成总线、环形和星型等结构；　　4) 具有一定的报文处理能力；　　5) 一对传输线上可以共线联接多台设备；　　6) 采用现场总线的所有厂商都统一的组态方法。　　典型的现场总线有CANBUS， PROFIBUS 等。在一些对实时性要求不高的场合，也可采用RS- 485。RS- 485 是一种改进的串行接口标准，其接口环节简单且不含CPU，采用双线传输信号。　　　　4　选用常用的通信规约　　目前，可用的通信规约很多，有标准的，也有厂家自定义的。鉴于通信规约的重要性，建议采用标准的成熟的通信规约。因为不少通信规约虽然在协议内容上，一下子发现不了错误，但由于应用太少，在具体应用中往往存在一些潜在问题，影响到系统可靠性。目前普遍应用于开关行业的通信规约有应答式规约(如MODBUS)、循坏式规约(如部颁CDT ) 和对等方式规约(如DN P3. 0) 等。应答式规约的优点是：以共线的方式共用一个通道，数据块长度可变，通道适应性强；缺点是：响应速度慢，对通道的要求较高，一般仅允许有一个主站。循环式规约的优点是：对通道要求不高，响应速度快，允许存在多个主站；缺点是：必须采用双工通道，只能采用点对点方式连接，主机工作负荷大。对等方式规约的优点是：一种分布式网络协议，可靠性高，与硬件结构无关，支持点对点，一点多址，多点多址和对等的通信方式；缺点是：规约功能庞大，一般要根据实际情况取其子集，影响设备互连性。　　　　5　正确选用后台计算机系统　　后台计算机系统由硬件和软件组成，硬件一般建议采用工控机，并且采用双机互为备份方式。软件方面建议：　　1 ) 采用W INDOW S 98，W INDOW S 2000，W INDOW S XP 操作系统，需注意尽管该三个操作系统使用广泛，使用界面良好，应用软件丰富，但由于不是实时操作系统，若对后台计算机系统有实时响应方面的要求时，需另外购买实时模块对操作系统进行扩充；　　2 ) 数据库可采用商用的数据库软件，如M ICROSOFT SQL SERV ER 2000；　　3) 对于应用软件，需投入很大精力给于关注。因为操作系统、数据库一般都有成熟的商用软件，而应用软件往往是针对某个工程特别开发的。限于国内软件开发水平的现状，若选用国产软件时须注重对该软件企业以往业绩和使用效果的考察，同时在软件交付使用时尽可能进行详细的测试。　　　　6　不求最新，但求可靠　　现代计算机和通信技术的发展日新月异，新产品不断涌现，面对让人眼花缭乱的产品时，我们要切记，应该追求可靠成熟的产品，而不是最新的产品。只有经得起时间的考验，并被广大用户和厂商所接受的产品才是好产品，才是我们应该选择的产品。因为“新”同时也意味着可能存在的风险和缺陷。

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