浅谈RS232切换控制器在县级供电企业的应用

【摘 要】RS-232是设备与设备之间的通信应用串行接口，从电力载波机过渡到光纤传输，光纤通道为主通道，载波通道为备用通道。

【关键词】信息 通道 自动转换

一、引言

RS-232是PC机与设备之间的通信应用最广泛的一种串行接口，具有电气幅度高、抗干扰强、传输距离较远等特性，且接口及协议用户自定义，提供了一种极为简易的、低速的、点到点的单端串行通信方式。特别适用于县级供电企业，并涉及电力调度、配电通信、电力自动化系统、智能配电、供电监控、电力数据采集、变量开关控制等应用领域，RS-232得到了高效使用。随着科技进步、光纤通信的广泛应用，使变电站在原有电力载波通道的基础上又增加了光缆通信设备，而县级供电企业通过无人值守变电站的推行，能保证远动数据的连续性、可靠性、实时性，提高数据传输品质，对县级供电企业信息通道提出了更高的要求。

此设备正是适应RS-232数据在光纤主通道与电力载波备用通道之间的自动转换而进行设计。

二、系统

RS232切换控制器系统原理框图如下所示：

上图所示控制器原理框图，设备采用晶体管进行设计，辅以简易业务接口和信号控制接口电路，完成实现相关主要技术和应用功能。相关系统功能单元主要工作内容见相应框图简述。

系统特性及主要技术如下：

（一）接入容量。控制器切换矩阵处理容量十多路，采用硬件切换，自适应接入数据速率，没有信号失真，同时易扩容，辅以增加外部业务接口电路，可进一步扩充系统业务容量。

（二）传输时延小。系统接入、矩阵切换及传输控制全部采用硬件实现，没有高度复杂的路由算法分析处理，采用非是即否的方式，其通信执行时间也仅限于ms以内。总体业务接入与传输控制传播时延远小于50ms。

（三）通道切换灵活。系统使用自动倒换和手动倒换两种工作模式。

1.自动倒换。系统在自动倒换模式下，控制器可根据接收到的光端机及PCM的数据信号进行控制进行分析，自动切换在主用通道和备用通道上工作，所有通道的切换都可以设为统一切换模式或相互独立切换模式，以适应通信设备的运行方式，实现数据通道切换，保证业务畅通。

2.手动倒换。再该模式下，通过硬件控制指令，能实时的进行业务通道切换。

三、保护

（一）工作保护。控制器使用双电源冗余备份，接口业务采用热备份，配合自主关键路由切换技术，系统具有很好的保护能力，工作稳定可靠，实现电力数据链路实时畅通，可提高电力业务运营能力。

（二）接口保护

1.RS232接口。RS232数据是本系统实施接入控制、矩阵链接、转换传输等处理的主要业务对象，其电气性能、物理特征等接口指标关系到整体系统功能的实现，对系统可靠性具有重要影响。同时电力环境恶劣，设备应用状况复杂，因此数据端口必须进行防雷设计、抗干扰处理，以保证系统在电力环境的高可靠性工作。

RS232接口保护电路如下图所示：

B3D090L是三极陶瓷气体放电管，通流量为5KA，10ohm/2w的电阻起到退耦效果，后级防护使用半导体放电管BS0300NA，通过三级缓冲保护机制，ESD、瞬间高压、大通流量等得到吸收、泄放，极大增强了RS232端口防雷防护能力，提高了数据接入及后继处理的高可靠性，增强了设备对电力环境的适应性。

2.电源接口。设备使用双直流电源冗余备份工作方式，同时电源本身必须能很好的适应各种电力环境，保证工作稳定可靠。

项目电源端口防护方案如下图所示：

BM601是无续流陶瓷气体放电管，通流量是20KA，16uH空心电感起到退耦效果，07D820K的压敏电阻（MOV）可将残压嵌位在降低的水平，经过以上三级缓冲保护，瞬间高压、大通流量等得到泄放、吸收，电源得到了很好的保护。

四、意义

此课题成熟后，将积极向上级单位申请资金进行技术改造，如实施后将全面提高县级供电企业的电网调度自动化管理水平，在县级电力系统的应用前景将更加无限。

参考文献：

[1]栗宁，郑福生，杨洪译.电力线通信.北京：中国电力出版社，1999

[2]曹志刚，钱亚生.现代通信原理[M].清华大学出版社，1994