光電傳感器在變電站通信控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：隨著變電站通信技術(shù)性能和穩(wěn)定性的不斷提高，光電傳感器在變電站通信控制系統(tǒng)中得到了廣泛的運(yùn)用。文章分析了光電傳感器的原理和技術(shù)特性，并論述了它給變電站通信控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)通信方面帶來的影響。

關(guān)鍵詞：光電傳感器；通信控制；變電站；通信系統(tǒng)

中圖分類號：TM451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）12-0062-02

一、光電傳感器概述

（一）光電傳感器的涵義

光電傳感器首先是一種傳感器，它借助各種光電感應(yīng)的特性來測試物體是否存在，該物體表面狀態(tài)有否發(fā)生變化等狀況。從原理上看，光電傳感器電效應(yīng)產(chǎn)生的一種傳感器。具有靈活多樣的表現(xiàn)形式，這是光電感應(yīng)具有的特性，在檢測或測量中，就可以憑借這種反應(yīng)速度極快的特性，得到準(zhǔn)確的結(jié)果。光電傳感器的基本原理可以表示為圖1：

從構(gòu)成原理上看，光電傳感器的組成部分包括接受光線的主要受光部和發(fā)光物體的投光部。不同的檢測物體和受光面，會遮掩或反射投射光線，并引起發(fā)光部的受光部的不定改變，這種變化被受光部的自主檢測測出后，就根據(jù)變化的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電氣信號，并輸出這個信號。光電傳感器一般使用的是紅外光和可視光。

（二）光電傳感器的性能特點(diǎn)

從性能上來分析，光電傳感器有以下特點(diǎn)：

1．檢測的距離較長。在光電傳感器能投入實(shí)際應(yīng)用以前，原來常用的超聲波和磁性等檢測手段在檢測時，如果要檢測距離在10m以上的物體時，就要采用其他檢測方法做輔助。在光電傳感器技術(shù)性能的穩(wěn)定性達(dá)到應(yīng)用要求并投入使用后，對于較長距離物體的檢測所受的限制就大大減少了。光電傳感器的折合優(yōu)越性能來源于其不受檢測物體所帶來的反射反應(yīng)和遮光反應(yīng)的影響，而其它接近傳感器就無法做的這一點(diǎn)，它們的應(yīng)用會受到檢測物體性質(zhì)的限制。光電傳感器能檢測固體、氣體、金屬以及其他所用不同性質(zhì)的物體。

2．相對檢查響應(yīng)的時間短。到目前為止，光速是人類發(fā)現(xiàn)的最快速度，因而光電傳感器本身就這個特性，再加上其中由集成線路和眾多電子零件構(gòu)成的集成電路，光電傳感器在工作時沒有任何的機(jī)械工作時間,對信號的響應(yīng)時間極短。

3．分辨率高。隨著光電傳感器設(shè)計技術(shù)的不斷提高，到目前為止，已經(jīng)能夠保證光電傳感器投光的光束一直穩(wěn)定的集中極小的光點(diǎn)上面。換而言之，光電傳感器已經(jīng)具有了性能特殊的受光系統(tǒng)，確保其識別率和分辨率既精確又強(qiáng)大。光電傳感器超強(qiáng)超細(xì)的分辨能力能保證對位置進(jìn)行超精確掌控檢測和對微小物體進(jìn)行最細(xì)微檢測。

4．能對物體進(jìn)行非直接接觸檢測。光電傳感器不用通過機(jī)械性的接觸就能完成對被檢測對象的完整檢測，由于沒有直接接觸，因此也不會對傳感器自身和被檢測物體帶來影響或損傷。據(jù)此我們也可以看出，光電傳感器有著比其他接觸式傳感器更長的使用壽命。

5．能夠判別不同的顏色。不同檢測物體對不同光的相對吸收率和相對反射率也有河大的差別，光電傳感器能夠在分析這些差異的基礎(chǔ)上，根據(jù)被檢測物體的顏色和不同被投光的光線波長短組合形成的差異測定被檢測物的性質(zhì)。利用光電傳感器的這一特性，僅僅通過顏色的差異就能識別被檢測物性質(zhì)。

二、光電傳感器在變電站通信控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于光電傳感器具有這些特性，因此在運(yùn)用到變電站通信控制系統(tǒng)后，會帶來許多影響，具體

如下：

（一）改變了變電站通信系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)的變電器通信系統(tǒng)中，主要是將模擬信號的傳輸?shù)酵ㄐ畔到y(tǒng)中的各個間隔層，這種信號的傳輸常常伴隨著負(fù)感器的負(fù)荷變大和復(fù)雜反復(fù)接線等問題。而在應(yīng)用了光電傳感器后，系統(tǒng)中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，這種信號能在整個通信系統(tǒng)中進(jìn)行一對一、多對多等高效的點(diǎn)傳播方式，能完全取代原有的二次電纜線，不但從真正意義上實(shí)現(xiàn)了信息資源的共享，還避免了復(fù)接線等復(fù)雜問題的出現(xiàn)。

光電傳感器在應(yīng)用到了變電站通信系統(tǒng)后，由于其優(yōu)越的特性，對變電站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了根本性的影響。光電傳感器應(yīng)用到變電站通信系統(tǒng)后，其通信方式產(chǎn)生了相應(yīng)的改變，同時，相應(yīng)的電子開關(guān)裝置、數(shù)字?jǐn)嗦菲鞑僮骺刂浦悄茈娮釉O(shè)備得到了大量的配套采用，變電站通信系統(tǒng)的功能得到了大幅提高，變電站通信系統(tǒng)從原來的兩層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成了三層結(jié)構(gòu)，即包含了變電站層、間隔層和過程層。隨著結(jié)構(gòu)的改變，變電站通信系統(tǒng)的功能性也隨之發(fā)生了變化。光電傳感器的接口設(shè)計大大改善了系統(tǒng)的方便程度，在面向其針對的對象時電傳感器的接口模塊化的簡單特質(zhì)促進(jìn)了系統(tǒng)中相關(guān)軟、硬件設(shè)計的最高標(biāo)準(zhǔn)化，確保系統(tǒng)能適應(yīng)各種傳輸介質(zhì)、各種樣式的通信協(xié)議和各種標(biāo)準(zhǔn)中，并平穩(wěn)運(yùn)行的。因此，與原來傳統(tǒng)的光電傳感系統(tǒng)相比，系統(tǒng)的開放新、可擴(kuò)展性、靈活性和自我適應(yīng)性等方面有了質(zhì)的變化。

（二）促進(jìn)了變電站信息系統(tǒng)的自動化運(yùn)作

當(dāng)前，我國各地電力系統(tǒng)的發(fā)展還不均衡，變電站信息系統(tǒng)及其的自動化運(yùn)作水平存在這更大的差異，以多種分散分成為標(biāo)志的先進(jìn)自動化系統(tǒng)和以集中化組屏為標(biāo)志的傳統(tǒng)老式自動化系統(tǒng)并存。這種變電站信息系統(tǒng)水平的不平衡化狀況亟需改變，光電傳感器后應(yīng)用到了變電站信息系統(tǒng)后，不但能適應(yīng)先進(jìn)的分散分成的自動化系統(tǒng)，還能兼容集中組屏的傳統(tǒng)老式自動化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了不同發(fā)展階段的自動化信息系統(tǒng)的有機(jī)整合。光電傳感器能承擔(dān)這些任務(wù)，主要是因?yàn)槠洳坏邆鋸?qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸功能，而且還擁有較強(qiáng)的智能電

子功能。

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和光電傳感器技術(shù)性能的持續(xù)提高，在不久的將來，我們就可以將變電站信息系統(tǒng)與光電傳感器結(jié)合起來，通過光電傳感器的數(shù)據(jù)通訊功能改造成為電磁式互感器及其光電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換，完整實(shí)現(xiàn)變電站通信系統(tǒng)中間隔層與過程層中各個點(diǎn)之間的一對一、一對多等方式的數(shù)據(jù)傳輸。隨著光電傳感器在變電站信息系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用及其優(yōu)越性能的全面發(fā)揮，不但能節(jié)省大量的人力、物力和財力，還能最大限度的節(jié)約能源。光電傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的變電站信息系統(tǒng)模式將成為我國電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)信息無縫化和信息系統(tǒng)化，真正達(dá)到變電站信息系統(tǒng)的自動化，實(shí)現(xiàn)資源共享的最優(yōu)化。

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作者簡介：耿楠（1966-），女，安徽渦陽人，安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：控制工程及應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）