【应用】Firecomms OptoLock®系列收发器为用于IIOT的配电用塑料光纤提供解决方案

时间： 2019-11-23 来源：Firecomms

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工业物联网（IIoT）是一种超越在当今工厂，机器和流程中运行的传统机器对机器（M2M）模型的通信方式。工业物联网所塑造的是一个传感器互联的世界，这些传感器设备收集有关机器性能的数据，然后使用该数据提供更高的效率和更低的成本。那么如何将这种传感器互联网络安全可靠地应用到大功率配电网络中呢？

工业物联网（IIoT）正在彻底改变配电行业。配电网络提供不间断电源的能力现在取决于连接电网各部分的复杂传感器系统。实时监控和反馈提供了一种21世纪的功能，在这种功能中，电力故障可以被检测并追溯根源，并以最少的客户停机时间迅速修复。

停电管理系统旨在通过更快地定位停电情况并为电网管理者提供更好的指导响应的信息来减少停电时间。跨网格部署的成千上万个IIoT传感器提供了一个实时信息网络，用于准确评估中断对客户的影响，如何确定响应的优先级，如何有效分配人员，然后更好地确定回馈电源的选项。

显然，数字技术正在增强现代电网。然而，将使用低功耗数字电子技术的数据通信网络与高功耗配电网络连接起来，将面临巨大的技术挑战。

通常，基于铜缆（CAT5、6或7）的以太网不必担心其接地电流较大。但是，高压配电变电站必须特别注意接地，隔离和安全问题。这种类型的故障会严重损坏工厂设备并危及人员安全。

那么，当低压传感器及其5 V电子设备位于电压在10 kV至35 kV的大功率设备或工厂内部或附近时，我们如何解决它们的联网问题呢？无线连接通常被认为是一种简单的解决方案，但在大型金属基础设施(如变压器及其附属设备)附近使用无线连接时，它有明显的缺点。无线网络也存在安全问题，因为核电站外的人很容易通过发送恶意屏蔽信号或侵入连接并将其作为接入更广泛的配电网络的接入点来干扰无线技术。因此，许多政府已经禁止在关键的电力基础设施中使用无线技术。

塑料光纤(POF)可以让工程师们用一种已经在电力电子行业使用多年的成熟技术来解决所有这些问题。30多年来，POF一直被用作配电核心的电源开关中的隔离。惠普公司在20世纪70年代末和80年代初发明的低数据速率收发器已经被用于控制晶闸管、隔离栅双极晶体管(IGBT)以及最近的碳化硅(SiC)开关。例如，在高压直流(HVDC)安装中，每年都要使用成千上万个这样的部件。这里使用的POF已被证明可以提供高达50kv的电压隔离。

安装在高功率变压器上的传感器通过塑料光纤连接到本地网络

该技术还被证明可以提供配电设备在现场所需的20年以上的使用寿命。

今天，低速的RedLink®POF收发器加入了高速版本，支持快速以太网和EtherCAT链路。用同样的光纤以25千赫的速度切换IGBT，以太网信号就可以在高压直流电站周围传输，或者连接变电站中所有的数据采集电子设备和传感器。顾名思义，POF是由塑料制成的，可以承受高达50千伏的电压隔离，并防止可能的接地电流和短路。

高速POF收发器的设计包括最新的集成硅技术，该技术将光电二极管与传感电子器件结合在一起。差分光电二极管用于提供更高的噪声抑制和消除效果。

POF不仅为配电厂内部的网络提供了技术上可靠的解决方案，而且还为将电源系统连接到更广域的数据通信网络提供了理想的解决方案，而又不会造成任何损害。POF链路提供的隔离允许与现有局域网的安全接口，是升级现有现场设备(如城市中的变压器配电点)的理想解决方案。利用POF，现有的变电站可以通过一种新的传感器技术进行升级，然后安全地连接到局域网。

与基于POF的以太网一样，可以使用同一根光纤来分发RS-232/RS-485。这对于将分布在整个变电站中的PLC连接到将PLC集成到更大的电网中的网络基础结构非常有用。

使用POF链接也可以轻松实现RS-232或RS-485的隔离。OptoLock®可以选择裸光纤终端，也可以选择传统的简单塑料光纤插头。可根据安装要求将PLC连接在菊花链或星形网络中。

配电网通过塑料光纤与本地局域网连接

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全部评论（20）

小李飞刀 Lv8. 研究员 2019-12-25

学习
用户55699575 Lv4. 资深工程师 2019-12-23

学习下
AmosYang Lv7. 资深专家 2019-12-21

不错。
用户83123110 Lv4. 资深工程师 2019-12-16

学习
用户78349663 Lv6. 高级专家 2019-12-15

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konglinghuan Lv5. 技术专家 2019-12-15

学习
红茶 Lv4. 资深工程师 2019-12-15

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虹姐 Lv5. 技术专家 2019-12-15

学习了
小小哥布林 Lv7. 资深专家 2019-12-08

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用户56731903 Lv9. 科学家 2019-12-08

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