国内智能电器的发展现状与趋势.docVIP

PAGE 5 国内智能电器的发展现状与趋势 周志敏 山东莱芜钢铁集团公司动力部 莱芜 271104 摘要：文中结合国内外智能电器的近期发展现状，论述了智能电器的网络化和信息化；阐述了国内智能脱扣器的发展与技术特性，并对影响智能电器的发展的关键技术进行了探讨。 关键词：智能电器 模块化 可通讯化 信息化 1智能电器 微处理机和计算机技术引入电器设备，一方面使电器设备具有智能化的功能，另一方面使开关电器，包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代，随着计算机信息网络的发展，配电系统和电动机控制中心已形成了智能化监控、保护与信息网络系统。 智能化断路器与电动机控制器是开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。微处理器引入断路器，首先使断路器的保护功能大大增强。诸如：它的三段保护特性中的短延时可设置成I2t特性，以便与后一级保护更好地匹配；接地保护可实现选择性，对断续的电弧接地故障可带记忆功能。 目前自动化控制中使用大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等，这些装置都会使配电系统产生高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值，因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。而带微处理器的智能化断路器的中央处理单元能准确反映负载电流真实的有效值（RMS值），它的采样和保持电路能消除输入信号中的高次谐波，因而能避免高次谐波造成的误动作。 智能化过载继电器与传统的双金属热继电器相比，具有一系列的优点，它能保护多种起动条件的电动机，具有很高的动作可靠性；它不但可保护电动机过载与断相，并可保护接地、三相不平衡、反相或低电流等。在智能化电动机保护继电器基础上进一步开发的智能电动机控制器，兼有监控、保护和通讯的功能。 由智能电器单元与中央控制计算机组成的网络系统与传统的配电系统与电动机控制中心相比有以下优点：实现中央计算机集中控制，提高了配电系统自动化程度；使配电、控制系统的调度和维护达到新的水平；由于采用数字化的新型监控元件，使配电系统和控制中心向上提供信息量大幅度增加；监控元件和传统的指示和指令电器相比较，接线简单、便于安装，提高了工作的可靠性；可以实现数据共享，减少信息重复和信息通道。 2.可通讯电器与信息电器 网络通讯的发展，日益要求用户和设备之间的开放性和兼容，因而制定一个统一的通行协议是亟待解决的一个关键问题。目前由智能化电器与中央计算机通过接口构成的自动化通讯网络正从集中式控制向分布式控制发展。现场总线技术的出现，不但为构造分布式计算机控制系统提供条件，并且它即插即用，扩充性好，维护方便，因而目前这种技术成为国内外关注的焦点。  现场总线是连接智能化现场设备和控制室之间全数字化、开放的双向的局部通信网络。现场总线种类很多，比较有影响的有：CAN、Lonworks和Profibus等。它们各有特点和优势，在不同领域有不同的应用价值。但也正是现场总线技术多种多样和通讯标准，给这种技术的发展带来不利的影响。目前国际电工委员会和现场总线基金会正致力于现场总线标准的统一，我国有些单位也在做这方面工作，我们把基于现场总线技术，具有通信功能的电器称为可通讯电器。 目前现场总线技术正向上下两端延伸，其上端和企业网络的主干Ethernet、Intranet和Internet等通讯，其下端延伸到工业控制现场区域。这方面有西门子公司的AS接口和罗克威尔公司的Devicenet两种总线系统，这两种总线应用于低层区域，是一种低成本的通信连接，它把工业控制用的传感器和执行器，包括：限位开关、光电传感器、电动机起动器、按钮指示灯、多功能继电器等简单的控制元件作为从设备连接到网络，与作为主设备的控制计算机或可编程逻辑控制器（PLC）进行通信，传统的继电器、接触器控制系统的触点转换信息变成二进制数字信息通过串行接口和寻址进行通信，这使传统的控制元件也有了革命性的变革，例如西门子AS总线系统中应用的Logo多功能继电器实际上是一个小型的PLC，它能起延时、闩锁、记数器和脉冲继电器等功能。 使智能电器进一步实现信息化，是使智能电器在现场级实现Internet/Intranet功能，其技术核心是实现TCP/IP协议。把TCP/IP协议嵌入到智能电器的ROM中，使得信号的收发都以TCP/IP方式进行，进一步发展智能电器的信息化功能。利用Internet/Intranet功能，对现场的智能电器进行远程在线控制、编程和组态等，这使智能化电器进入了信息电器的新时代。 3.智能脱扣器 脱扣器的定义是随其功能不断变化的。在早期，脱扣器可定义为在大于额定电流值的过电流（故障电流）流通时使操作机构脱扣跳闸，从而达到使断路器自动分闸的机构。而随着过电压、欠电压脱