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(hào)：TM451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(cè)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(cè)或測(cè)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(cè)物體和受光面，會(huì)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(cè)測(cè)出后，就根據(jù)變化的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電氣信號(hào)，并輸出這個(gè)信號(hào)。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(cè)的距離較長(zhǎng)。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(cè)手段在檢測(cè)時(shí)，如果要檢測(cè)距離在10m以上的物體時(shí)，就要采用其他檢測(cè)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(duì)于較長(zhǎng)距離物體的檢測(cè)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(cè)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(huì)受到檢測(cè)物體性質(zhì)的限制。光電傳感器能檢測(cè)固體、氣體、金屬以及其他所用不同性質(zhì)的物體。

2．相對(duì)檢查響應(yīng)的時(shí)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(gè)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(shí)沒有任何的機(jī)械工作時(shí)間,對(duì)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間極短。

3．分辨率高。隨著光電傳感器設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)位置進(jìn)行超精確掌控檢測(cè)和對(duì)微小物體進(jìn)行最細(xì)微檢測(cè)。

4．能對(duì)物體進(jìn)行非直接接觸檢測(cè)。光電傳感器不用通過機(jī)械性的接觸就能完成對(duì)被檢測(cè)對(duì)象的完整檢測(cè)，由于沒有直接接觸，因此也不會(huì)對(duì)傳感器自身和被檢測(cè)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(zhǎng)的使用壽命。

5．能夠判別不同的顏色。不同檢測(cè)物體對(duì)不同光的相對(duì)吸收率和相對(duì)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(cè)物體的顏色和不同被投光的光線波長(zhǎng)短組合形成的差異測(cè)定被檢測(cè)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(shí)別被檢測(cè)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(huì)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(hào)的傳輸?shù)酵ㄐ畔到y(tǒng)中的各個(gè)間隔層，這種信號(hào)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(hào)，這種信號(hào)能在整個(gè)通信系統(tǒng)中進(jìn)行一對(duì)一、多對(duì)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(duì)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(shí)，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(jì)大大改善了系統(tǒng)的方便程度，在面向其針對(duì)的對(duì)象時(shí)電傳感器的接口模塊化的簡(jiǎn)單特質(zhì)促進(jìn)了系統(tǒng)中相關(guān)軟、硬件設(shè)計(jì)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(dòng)化運(yùn)作

當(dāng)前，我國(guó)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)和以集中化組屏為標(biāo)志的傳統(tǒng)老式自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，還能兼容集中組屏的傳統(tǒng)老式自動(dòng)化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了不同發(fā)展階段的自動(dòng)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(jì)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(gè)點(diǎn)之間的一對(duì)一、一對(duì)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(cái)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(guó)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(dòng)化，實(shí)現(xiàn)資源共享的最優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)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)）