低壓電器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
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低壓電器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
低壓電器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
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· 研究 分析 · 低壓電器(2011No．7)
低 壓 電器 的 網(wǎng)絡(luò) 化 技 術(shù)
趙建利 ， 劉教民’， 王震洲
(1．河北工業(yè)大學 電氣工程學院，天津 300130；
2．河北科技大學 信息工程學院，河北 石家莊 050018)
摘 要：從吖通信的智能低壓電器、低壓電器網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、多總線融合技術(shù)和
基于智能低壓電器通信網(wǎng)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)叫方面介紹了低壓電器網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)研究
的內(nèi)容和國內(nèi)外研究 ，分析了為適應智能電網(wǎng)對低壓供配電網(wǎng)的要求 、低壓電器網(wǎng)絡(luò)化
趙建 利 (1980一)，
技術(shù)在各層次上面臨的主要問題及解決思路。 女，博士研究牛，研
關(guān)鍵詞：智能低壓電器；網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) ；低壓配電監(jiān)控系統(tǒng) ；智能電網(wǎng) 究方向為智能電器
中圖分類號：TN 7l1．1 文獻標志碼：B 文章編號：1001-5531(2011)07-0001-06 與機電一體化。
Network Technology for Low Voltage Electrical Apparatus
ZHA0 Jianli ， L1U Jiaomin ， WANG Zhenzhou
(1．School of Electrical Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China；
2．School of Information Engineering，Hebei University of Science and
Technology，Shijiazhuang 0500 1 8，China)
Abstract：The contents and recent progresses worldwide of the network technology for low voltage electrical
apparatus were introduced，including the intelligent low voltage electrical apparatus with comnmnication model，the
networked control system of low voltage electrical apparatus，fieldbus fusion，and the intelligent low voltage distri—
butiou monitoring system．The key issues and solutions of the development of network technology for low voltage e—
lectrical apparatus to satisfy the requirements of smart grid were analyzed．
Key words：intelligent low voltage electrical apparatus；networked control system；low voltage distri-
bution monitoring system；smart grid
以及其互動、自愈、優(yōu)化 、集成、兼容等特征為新一
0 引 言
代智能低壓電器及其網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)帶來了新的發(fā)展
低壓電器是配電系統(tǒng)中重要的保護和控制類 契機。本文從可通信的智能低壓電器、低壓電器
元件，智能型低壓電器在傳統(tǒng)低壓電器基礎(chǔ)上增 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、多總線融合技術(shù)和基于智能低
加了智能控制功能和簡單通信接口，能夠向工控 壓電器通信網(wǎng)絡(luò)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)四方面系統(tǒng)
機傳遞現(xiàn)場數(shù)據(jù)。由此，從最初僅包含簡單的通 介紹了低壓電器網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的研究內(nèi)容、國內(nèi)外
信接口到建立起來的基于低壓電器通信網(wǎng)絡(luò)智能 研究進展、面臨的主要問題及解決思路。
低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)，低壓電器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)經(jīng)歷
l 可通信的智能低壓 電器
了重大變革。隨著計算機通信技術(shù)在電氣控制系
統(tǒng)中的應用及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化的進一步發(fā)展，迫 新一代智能低壓電器都有內(nèi)置或外圍通信接
切需要對現(xiàn)場智能低壓電器的信息管理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 口與工業(yè)現(xiàn)場總線相連接，能實現(xiàn)遠程控制。生
化，包括基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)問設(shè)備的互操作 、各種控制 產(chǎn)企業(yè)還為用戶提供整套的通信系統(tǒng)集成解決方
和運行信息的遠程管理…。智能電網(wǎng) 的提出， 案。由于帶通信功能的低壓電器容易實現(xiàn)自動化
劉教民(1958一)，男，教授，博士，研究方向為智能電器與機電一體化。
壬震洲(1978一)，男，講師，博士，研究方向為電器網(wǎng)絡(luò)化。低壓電器(2011No．7) ·研究與分析 ·
控制與管理系統(tǒng)的集成，故模塊化的體系結(jié)構(gòu)可
滿足不同應用場合的需要，且支持多種總線協(xié)議；
在難以安裝通信電纜或網(wǎng)絡(luò)拓展不便的場合，還
可采用無線通信。
3WL系列萬能式斷路器 內(nèi)部具有通信總
線 Cubiclebus，用于連接斷路器內(nèi)部及外部附加
的 智 能 化 部 件，通 過 通 信 協(xié) 議 模 塊
Com15Profibus，斷路器可直接連接到 Profibus或
Modbus。利用一些必要的附件機構(gòu)，通過微型開
關(guān)在通信協(xié)議模塊上采集和傳輸斷路器的位置，
Sentronwl可實現(xiàn)遙控分／合閘及參數(shù)修改等功 圖2 Compact NSX系列塑殼斷路器通信系統(tǒng)解決方案
能。新3WT系列萬能式斷路器 的通信功能是
信。模塊 EPOIO—FBP是用于連接保護脫扣器與
通過與 ET200及多功能儀表 PAC3200相配合實
Fieldbus plug系統(tǒng)的一個總線插接件，可使 Emax
現(xiàn)。PAC3200提供一系列的通信選件，使用集成
斷路器連接到 Profibus、DeviceNet或 AS—I總線網(wǎng)
的以太網(wǎng)接口，或選用 Modbus RTU或 Profibus的
絡(luò)中；通過 SD．Pocket脫扣器還可實現(xiàn)無線通信。
擴展模塊集成到上層監(jiān)控系統(tǒng)中，ET200負責狀
20世紀 90年代，以 DW45、M系列為代表的
態(tài)量的采集 、傳輸和控制命令的下達和傳輸。
國內(nèi)電器行業(yè)各廠家分別推出了帶通信功能的智
Compact NSX系列塑殼式斷路器 包含斷路
能電器。HSW1系列斷路器 就具有串行通信接
器狀態(tài)控制模塊，可向上位機發(fā)送斷路器狀態(tài)、帶
口RS-485，與其他可通信元件和計算機主站組成
通信的電動操作機構(gòu)的控制指令等信息，實現(xiàn)遙
的局域網(wǎng)系統(tǒng)雙向的串行數(shù)據(jù)傳遞方式嚴格遵從
測、遙控功能；其 Modbus通信模塊，能實現(xiàn)斷路
主從方式，產(chǎn)品可提供多種通信協(xié)議方式：Profi—
器與上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸，如圖 1所示。利用
bus．DP和 Modbus等，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
RJ-45通用接線技術(shù)，連接所有的 FDM121、Modb-
US通信模塊等附件，“即插即用”的便捷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
技術(shù)，使得搭建復雜通信網(wǎng)絡(luò)更加容易，整套的通
信系統(tǒng)解決方案如圖2所示。
圖3 HSWI系列萬能式斷路器通信局域網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
CW2萬能式斷路器 是基于 RS-485通信接
NSX
口和 Modbus RTU 協(xié)議，通 過 其 自行開 發(fā) 的
CN1 DP—MP、CN1 DP—MD、CN1 DP—MC、CN1 EG／10
適配器，分別實現(xiàn) Modbus與 Profibus、DeviceNet、
CAN及 TCP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，能使斷路器在各種現(xiàn)場
總線上實現(xiàn)“四遙”功能，斷路器通信系統(tǒng)連接示
圖 1 Compact NSX BSCM模塊接線方式
意圖如圖4所示。FDM3短消息通知模塊用于監(jiān)
大部分產(chǎn) 品支持 Modbus RTU通信協(xié)議， 視設(shè)備運行狀態(tài)，當設(shè)備發(fā)生預先設(shè)置的事件時，
Emax電子脫扣器 系列包含通信模塊 PR120／ 發(fā)送短消息到一部或多部手機，提示用戶及時處理。
D—M，可使斷路器方便地集成在 Modbus網(wǎng)絡(luò) 中，
2 低壓電器 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)
模塊 BT030可連接到脫扣器測試連接口上，以實
現(xiàn)保護脫扣器與筆記本電腦之間通過藍牙進行通 智能電網(wǎng)最主要的目標就是要保證供電的連
， 一
一· 研究與分析 - 低壓電器(2011No．7)
與具有 Profibus—DP控制能力的自動化級進行傳
基 …算機
輸，省去 r不必要的常規(guī)數(shù)據(jù)電纜布線，其體系結(jié)
構(gòu)如圖6所示。
低 壓 電器 的 網(wǎng)絡(luò) 化 技 術(shù)
趙建利 ， 劉教民’， 王震洲
(1．河北工業(yè)大學 電氣工程學院，天津 300130；
2．河北科技大學 信息工程學院，河北 石家莊 050018)
摘 要：從吖通信的智能低壓電器、低壓電器網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、多總線融合技術(shù)和
基于智能低壓電器通信網(wǎng)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)叫方面介紹了低壓電器網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)研究
的內(nèi)容和國內(nèi)外研究 ，分析了為適應智能電網(wǎng)對低壓供配電網(wǎng)的要求 、低壓電器網(wǎng)絡(luò)化
趙建 利 (1980一)，
技術(shù)在各層次上面臨的主要問題及解決思路。 女，博士研究牛，研
關(guān)鍵詞：智能低壓電器；網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) ；低壓配電監(jiān)控系統(tǒng) ；智能電網(wǎng) 究方向為智能電器
中圖分類號：TN 7l1．1 文獻標志碼：B 文章編號：1001-5531(2011)07-0001-06 與機電一體化。
Network Technology for Low Voltage Electrical Apparatus
ZHA0 Jianli ， L1U Jiaomin ， WANG Zhenzhou
(1．School of Electrical Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China；
2．School of Information Engineering，Hebei University of Science and
Technology，Shijiazhuang 0500 1 8，China)
Abstract：The contents and recent progresses worldwide of the network technology for low voltage electrical
apparatus were introduced，including the intelligent low voltage electrical apparatus with comnmnication model，the
networked control system of low voltage electrical apparatus，fieldbus fusion，and the intelligent low voltage distri—
butiou monitoring system．The key issues and solutions of the development of network technology for low voltage e—
lectrical apparatus to satisfy the requirements of smart grid were analyzed．
Key words：intelligent low voltage electrical apparatus；networked control system；low voltage distri-
bution monitoring system；smart grid
以及其互動、自愈、優(yōu)化 、集成、兼容等特征為新一
0 引 言
代智能低壓電器及其網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)帶來了新的發(fā)展
低壓電器是配電系統(tǒng)中重要的保護和控制類 契機。本文從可通信的智能低壓電器、低壓電器
元件，智能型低壓電器在傳統(tǒng)低壓電器基礎(chǔ)上增 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、多總線融合技術(shù)和基于智能低
加了智能控制功能和簡單通信接口，能夠向工控 壓電器通信網(wǎng)絡(luò)的低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)四方面系統(tǒng)
機傳遞現(xiàn)場數(shù)據(jù)。由此，從最初僅包含簡單的通 介紹了低壓電器網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的研究內(nèi)容、國內(nèi)外
信接口到建立起來的基于低壓電器通信網(wǎng)絡(luò)智能 研究進展、面臨的主要問題及解決思路。
低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)，低壓電器的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)經(jīng)歷
l 可通信的智能低壓 電器
了重大變革。隨著計算機通信技術(shù)在電氣控制系
統(tǒng)中的應用及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化的進一步發(fā)展，迫 新一代智能低壓電器都有內(nèi)置或外圍通信接
切需要對現(xiàn)場智能低壓電器的信息管理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 口與工業(yè)現(xiàn)場總線相連接，能實現(xiàn)遠程控制。生
化，包括基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)問設(shè)備的互操作 、各種控制 產(chǎn)企業(yè)還為用戶提供整套的通信系統(tǒng)集成解決方
和運行信息的遠程管理…。智能電網(wǎng) 的提出， 案。由于帶通信功能的低壓電器容易實現(xiàn)自動化
劉教民(1958一)，男，教授，博士，研究方向為智能電器與機電一體化。
壬震洲(1978一)，男，講師，博士，研究方向為電器網(wǎng)絡(luò)化。低壓電器(2011No．7) ·研究與分析 ·
控制與管理系統(tǒng)的集成，故模塊化的體系結(jié)構(gòu)可
滿足不同應用場合的需要，且支持多種總線協(xié)議；
在難以安裝通信電纜或網(wǎng)絡(luò)拓展不便的場合，還
可采用無線通信。
3WL系列萬能式斷路器 內(nèi)部具有通信總
線 Cubiclebus，用于連接斷路器內(nèi)部及外部附加
的 智 能 化 部 件，通 過 通 信 協(xié) 議 模 塊
Com15Profibus，斷路器可直接連接到 Profibus或
Modbus。利用一些必要的附件機構(gòu)，通過微型開
關(guān)在通信協(xié)議模塊上采集和傳輸斷路器的位置，
Sentronwl可實現(xiàn)遙控分／合閘及參數(shù)修改等功 圖2 Compact NSX系列塑殼斷路器通信系統(tǒng)解決方案
能。新3WT系列萬能式斷路器 的通信功能是
信。模塊 EPOIO—FBP是用于連接保護脫扣器與
通過與 ET200及多功能儀表 PAC3200相配合實
Fieldbus plug系統(tǒng)的一個總線插接件，可使 Emax
現(xiàn)。PAC3200提供一系列的通信選件，使用集成
斷路器連接到 Profibus、DeviceNet或 AS—I總線網(wǎng)
的以太網(wǎng)接口，或選用 Modbus RTU或 Profibus的
絡(luò)中；通過 SD．Pocket脫扣器還可實現(xiàn)無線通信。
擴展模塊集成到上層監(jiān)控系統(tǒng)中，ET200負責狀
20世紀 90年代，以 DW45、M系列為代表的
態(tài)量的采集 、傳輸和控制命令的下達和傳輸。
國內(nèi)電器行業(yè)各廠家分別推出了帶通信功能的智
Compact NSX系列塑殼式斷路器 包含斷路
能電器。HSW1系列斷路器 就具有串行通信接
器狀態(tài)控制模塊，可向上位機發(fā)送斷路器狀態(tài)、帶
口RS-485，與其他可通信元件和計算機主站組成
通信的電動操作機構(gòu)的控制指令等信息，實現(xiàn)遙
的局域網(wǎng)系統(tǒng)雙向的串行數(shù)據(jù)傳遞方式嚴格遵從
測、遙控功能；其 Modbus通信模塊，能實現(xiàn)斷路
主從方式，產(chǎn)品可提供多種通信協(xié)議方式：Profi—
器與上位機之間的數(shù)據(jù)傳輸，如圖 1所示。利用
bus．DP和 Modbus等，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
RJ-45通用接線技術(shù)，連接所有的 FDM121、Modb-
US通信模塊等附件，“即插即用”的便捷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
技術(shù)，使得搭建復雜通信網(wǎng)絡(luò)更加容易，整套的通
信系統(tǒng)解決方案如圖2所示。
圖3 HSWI系列萬能式斷路器通信局域網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
CW2萬能式斷路器 是基于 RS-485通信接
NSX
口和 Modbus RTU 協(xié)議，通 過 其 自行開 發(fā) 的
CN1 DP—MP、CN1 DP—MD、CN1 DP—MC、CN1 EG／10
適配器，分別實現(xiàn) Modbus與 Profibus、DeviceNet、
CAN及 TCP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，能使斷路器在各種現(xiàn)場
總線上實現(xiàn)“四遙”功能，斷路器通信系統(tǒng)連接示
圖 1 Compact NSX BSCM模塊接線方式
意圖如圖4所示。FDM3短消息通知模塊用于監(jiān)
大部分產(chǎn) 品支持 Modbus RTU通信協(xié)議， 視設(shè)備運行狀態(tài)，當設(shè)備發(fā)生預先設(shè)置的事件時，
Emax電子脫扣器 系列包含通信模塊 PR120／ 發(fā)送短消息到一部或多部手機，提示用戶及時處理。
D—M，可使斷路器方便地集成在 Modbus網(wǎng)絡(luò) 中，
2 低壓電器 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)
模塊 BT030可連接到脫扣器測試連接口上，以實
現(xiàn)保護脫扣器與筆記本電腦之間通過藍牙進行通 智能電網(wǎng)最主要的目標就是要保證供電的連
， 一
一· 研究與分析 - 低壓電器(2011No．7)
與具有 Profibus—DP控制能力的自動化級進行傳
基 …算機
輸，省去 r不必要的常規(guī)數(shù)據(jù)電纜布線，其體系結(jié)
構(gòu)如圖6所示。
