在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)之前,是智能化變電站,智能化變電站之前是數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站強(qiáng)調(diào)的是將傳統(tǒng)的模擬量進(jìn)行數(shù)字化,以及設(shè)備間的互操作性,而智能化變電站則是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)等。但是以上的變革僅僅發(fā)生在變電站的傳統(tǒng)主設(shè)備上,如變壓器、斷路器、CT、PT、繼保、測(cè)控等。如果要真正實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),還有許多亟待數(shù)字化的設(shè)備,許多要收集的數(shù)據(jù)信息,涉及居民家庭、各種建筑、農(nóng)工商企業(yè)、公共基礎(chǔ)設(shè)施等。例如,居民家庭小數(shù)據(jù)包含各種家用電器、用戶電箱及各種型號(hào)開(kāi)關(guān),還有家庭用戶內(nèi)部的線路,以及一些表計(jì)等。這些單個(gè)數(shù)據(jù)量非常小,但是海量數(shù)據(jù)將會(huì)產(chǎn)生非常大的價(jià)值。但是就目前情況來(lái)看,信息收集的“最后一公里”還沒(méi)有得到很好的解決,面臨很多挑戰(zhàn),如:各設(shè)備支持的協(xié)議不統(tǒng)一,布線成本高,產(chǎn)品未智能化或產(chǎn)品智能化成本高等等。

為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn),幫助客戶實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)連接的統(tǒng)一化,并且降低設(shè)備及系統(tǒng)的成本,菲尼克斯電氣推出了適用于物聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”的SPE單對(duì)以太網(wǎng)連接技術(shù)。

我們知道傳統(tǒng)的以太網(wǎng)傳輸有左邊的利用2對(duì)4線分開(kāi)收發(fā)的百兆模式,一對(duì)負(fù)責(zé)發(fā),一對(duì)負(fù)責(zé)收這樣的單工模式。以及中間的4對(duì)8線,每一對(duì)都可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)收和發(fā)的全雙工模式,可以達(dá)到1G的通信。而SPE則采用1對(duì)2線全雙工的方式并且通過(guò)不同頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)不同速度的通信。
相應(yīng)的,如下圖所示,線纜將由4根或8根減少到只需要2根即可。



基于以上原理,SPE可以提供很多具有優(yōu)勢(shì)的特性,如:
| 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)1Gigabit/s |
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| 數(shù)據(jù)線可提供供電高達(dá)60瓦 (PoDL) |
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未來(lái)如果設(shè)備制造商采用SPE技術(shù)設(shè)計(jì)它的智能化設(shè)備,不管是嚴(yán)酷環(huán)境下的傳感器設(shè)備,還是家庭用的智能冰箱,這些設(shè)備都將從SPE技術(shù)中受益:
無(wú)源化設(shè)計(jì)
根據(jù)SPE設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,可以采用PoDL技術(shù)通過(guò)SPE網(wǎng)線給設(shè)備進(jìn)行供電,這樣就可以把智能設(shè)備放在任何地方而無(wú)需考慮電源接入的問(wèn)題。
高防護(hù)等級(jí)
放置在一次設(shè)備附近的傳感器設(shè)備可能面臨嚴(yán)酷的溫度和濕度環(huán)境,采用IP67防護(hù)等級(jí)的SPE的傳感器在設(shè)計(jì)時(shí),只需預(yù)留一個(gè)連接器的位置即可,從而大大節(jié)省設(shè)計(jì)成本,以及制造成本。
成本低
電源、信號(hào)和數(shù)據(jù)均復(fù)合在一個(gè)以太網(wǎng)連接器上進(jìn)行傳輸,將節(jié)省大量線材和連接器的成本。

當(dāng)所有的智能化設(shè)備都采用了SPE技術(shù),系統(tǒng)中將不再需要協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備、多種分布式的電源、信息集中設(shè)備、多余的電源及信號(hào)線纜,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)被大大簡(jiǎn)化,并且統(tǒng)一的協(xié)議,感知層設(shè)備的直接接入,都將為系統(tǒng)的統(tǒng)一化、智能化帶來(lái)益處。總結(jié)來(lái)說(shuō),采用SPE單對(duì)以太網(wǎng)連接技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)將具備以下優(yōu)勢(shì):
系統(tǒng)的兼容性及標(biāo)準(zhǔn)化。目前下層是現(xiàn)場(chǎng)控制層,支持各種不同協(xié)議,這些不同的總線協(xié)議,硬件和協(xié)議都不同,需要轉(zhuǎn)換,并且不能滿足時(shí)間敏感性及OPC統(tǒng)一架構(gòu)的要求,無(wú)法支持IT,OT的真正融合。而SPE可以進(jìn)行多種設(shè)備間的統(tǒng)一的以太網(wǎng)協(xié)議通信,支持廣泛的兼容和標(biāo)準(zhǔn)化。
互訪問(wèn)及互操作的一網(wǎng)到底成為可能。目前多數(shù)的感知層設(shè)備還是靠測(cè)控設(shè)備統(tǒng)一收集數(shù)據(jù)集中上送的模式,或者還未接入物聯(lián)網(wǎng),采用了SPE技術(shù)以后,客戶就可以在云端訪問(wèn)自家的空調(diào)看看現(xiàn)在的室溫決定是否在回家之前把空調(diào)打開(kāi),把室溫調(diào)節(jié)到適宜的溫度?;蛘哌\(yùn)維人員可以在云端隨時(shí)隨地查看變電站內(nèi)的溫度、濕度、電流,電壓,視頻監(jiān)控,門禁等等。
設(shè)計(jì)及安裝的簡(jiǎn)化。統(tǒng)一的協(xié)議及接口,無(wú)需多余電源及線纜的投入,都將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度,安裝調(diào)試的難度,時(shí)間成本,設(shè)備成本降到最低。

基于以上的優(yōu)勢(shì),菲尼克斯電氣相信SPE單對(duì)以太網(wǎng)連接技術(shù)將是未來(lái)世界的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、能源物聯(lián)網(wǎng)以及工業(yè)4.0的重要組成部分。