6ES7211-0BA23-0XB0介绍说明

6ES7211-0BA23-0XB0介绍说明

1 引言

配电系统综合自动化是在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制及用电和配电管理的自动化，较终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统的在线的、准实时的闭环控制。

配电系统的测控终端单元（FTU）在实现配电网保护的同时具有更强大的测量功能，它是馈线保护与RTU的综合，是具有更高信息化程度的馈线保护，FTU实现配电系统的信息，配电网通信实现配电系统的信息汇总。通信是配电自动化的关键，也是配电自动化的核心[1]。配电运行、管理功能的综合优化的实现建立在配电系统通信的基础上。光纤通信可靠性高，抗干扰能力强，不受环境条件的影响，可作为语言、数据、图象的传输。但成本较高，灵活性差，当线路没有预先铺设的光纤时需要另行铺设，当线路结构变化时光纤通道也需变动。无线通信广泛地被应用于许多，但对于高楼林立的城市配网，这种无线通信的接收信号会受到波传输的影响（绕射能力差），因此往往出现在城市中应用效果不佳的现象。音频有线通信是一种较为经济实用的方式，对通信的布设及各通信端的连接无特殊要求，与光纤相比造价低，易于实施，但容易受环境的影响，尤其是与高压线路同杆共架时高压对通信线的干扰较大[2]。配电载波通信集功率通道和通信通道、能量流与信息流于一体，不受配网结构变化的影响，尤其是基于网络的配电载波支持自由拓扑，具有较大的灵活性，基本不需维护，施工方便快捷，成本较低，通信速率较高，非常适合于中国城网改造的具体情况，是很有前途的配电自动化通信方式。配电系统线路多分支，多变压器及柱上开关可能出现的断点以及线路故障使得配网载波面临许多新问题。其中主要的问题是DLC的可靠性。针对这一问题，华北电力大学四方研究所进行了较深入的研究，经过试验研究与理论分析，目前这些问题基本上得到了澄清和解决，认为网络化的配电载波（NDLC）是完全可以满足配电自动化的要求的。

2 电力线载波技术的发展

电力线载波通信（Power Line Carrier）是电力系统通信的一种主要方式，它始于二十世纪三十年代，至今仍为高压线路的主要通信方式之一。今天作为高压/**高压线路的主保护的高频保护以高压线路载波(Transmission Line Carrier)为基本通道，TLC能够在线路故障的情况下可靠工作，并且确保了高频保护在通道问题上的可靠性。九十年代，随着信息产业的发展，西方的科技人员正在努力把PLC应用于Internet，使它成为通信高速公路的主要组成部分之一。

在TLC技术逐步成熟的同时，配电载波（Distribution Line Carrier）技术也越来越广受青睐，DLC更易于与现代通信技术、测控技术、网络技术相配合。与TLC相比，DLC具有更加广阔喜人的应用前景，尤其是在九十年代末期DLC在技术上、原理上得大突破，成为新型的通信热点之一。九十年代末期，世界上几家半导体通讯公司先后推出基于电力线的通信网络，该技术正在快速发展，性能及技术正在向以太网逼近。这使得DLC在民用领域、工业控制领域的应用前景较其鼓舞人心。DLC的技术主要经历了基于锁相环的窄带DLC、基于电力扩频的DLC、基于DSP解码的窄带网络化配电载波（Network of Distribution Line Carrier—NDLC）三个发展阶段。

3 配电网载波通信的特点

配电自动化是以计算机网络技术和现代通信技术为基础，它对配电载波要求与传统的高压电力线载波技术有着本质区别。传统的高压线路载波技术以实现长距离的两点通信为目标，为此，在线路两端加设阻波器，在防止区内信号泄漏的同时也避免区外信号及噪声进入本区段。这种点对点的封闭式的通信不适合配电网保护及自动化的要求。配电载波通信的理想模式应当是开放式的计算机网络通信。它以配电网的智能控制装置为网络节点，利用配电线路固有的拓朴结构构成总线网进行通信，是一种基于计算机网络的数字载波技术。这一区别主要表现在配电自动化的载波通信在全网不加设阻波器。因为阻波器的存在将成为配电载波网络化的主要障碍。无阻波器后对通信增加了很多难点。如线路波阻抗不定；配电网分支、T接太多太乱；信号在整个中压电网上乱串；中压电网的干扰不受阻挡地进入通信通道。只要针对配网载波通信的特点分析其通道衰耗特性，并采取相应的特殊措施，提高载波通信的可靠性。网络化的配电载波是可以满足配电网保护及自动化的要求的。

4 提高NDLC可靠性的措施

4.1 NDLC的通道衰耗[3]

由于NDLC不采用阻波器，NDLC的信号可能出现的衰耗有以下几部分：两个通信节点的终端衰耗，变电站的介入衰耗，分支线路的分支衰耗，10kV/0.4kV配电变压器的泄漏衰耗，电力线的线路衰耗，通信桥路的桥路衰耗，不同传输介质的折射衰耗，线路故障时的故障附加衰耗，恶劣天气下的天气附加衰耗等。其中，变电站的介入衰耗是配电网载波的一种主要衰耗，一般可达10~20dB，变电站出线越多其介入衰耗越大；线路衰耗很小，甚至可以忽略，配电变压器的泄漏衰耗、分支线路的分支衰耗及折射衰耗与其数量有关，可以准确估计[3]。

4.2 线路开口的处理

配电网运行中，负荷开关、联络开关断开后将导致载波信号传输的高频通道出现开口。对这种情况的处理一般采用搭桥方式。图1（a）是模拟桥，它可以直接构成高频通道；图1（b）是数字桥，它是通过一个节点对接收到的信号进行有选择性的中继实现传输的，它的另一个优点是可以通过软件控制载波节点通信的范围，这一点对于通信系统对节点进行管理是非常必要的。

比较单相耦合方式和两相耦合方式，显然两相耦合方式的传输效于单相耦合方式，尤其是当线路发生单相接地后，两相耦合可以退化为单相耦合，不存在单相耦合中当故障点距离发信节点很近时通道衰耗较大的情况，因此两相耦合方式在充分考虑各种衰耗情况下，完全可能具有高度可靠性，非常适用于馈线自动化的故障隔离与恢复供电。然而对于配电网保护而言，故障隔离、恢复供电都是在线路出口的馈线保护切除故障的情况下进行的，可以得出一下几点结论：

(1)绝大多数情况下，故障附加衰耗是很小的。线路停电后，故障点的绝缘恢复，对于传输功率不足1W的NDLC信号没有什么影响。只有当短路点在线路停电后仍未恢复绝缘时故障附加衰耗才较大。

(2)变电站的介入衰耗是十分可观的。当线路故障后（大电流故障），线路与变电站断开，该项衰耗为零，这将有利于NDLC的可靠通信。

(3)信噪比是衡量通信的接收能力的重要指标。当线路噪声很大时，NDLC的工作必将受到影响，也就是说线路停电后，NDLC的接受能力会因无噪声的影响而有所提高。

(4)小电流接地故障，允许带故障运行2小时，这对于NDLC的影响很大。但是相相耦合方式可以确保在单相接地故障下NDLC工作的可靠性。

(5)当相地耦合方式下，单相接地故障据NDLC的某一节点距离不足载波信号波长的四分之一时，故障附加衰耗很大；当发生金属性故障，绝缘不能恢复时故障附加衰耗较大；当线路发生三相断线时，故障附加衰耗为无穷大。因此必须在通信网络上采取特殊措施提高NDLC的可靠性。

二、数控机床的维护

数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。

1. 制订数控系统日常维护的规章制度

根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否润滑良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。

2. 应尽量少开数控柜和强电柜的门

因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统**负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，较终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。

3. 定时清扫数控柜的散热通风系统

应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许**过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。

4. 经常监视数控系统用的电网电压

FANUC公司生产的数控系统，允许电网电压在额定值的85%～110%的范围内波动。如果**出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。

5. 定期更换存储器用电池

FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种：

(1)不需电池保持的磁泡存储器。

(2)需要用电池保持的CMOS RAM器件，为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容，内部设有可充电电池维持电路，在数控系统通电时，由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电，并对可充电电池进行充电；当数控系统切断电源时，则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息，在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次电池，以便确保系统能正常工作。另外，一定要注意，电池的更换应在数控系统供电状态下进行。

6. 数控系统长期不用时的维护

为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应满负荷使用，而不要长期闲置不用，由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需注意以下两点：

(1)要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，**电子器件性能稳定可靠，实践明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。

(2)数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏。