Одна из вещей, которая, кажется, происходит снова и снова в нашей отрасли, - это появление новогопродуктОбласть, которая делает большой всплеск в инженерии, а затем томится в темном, сухом углу в течение многих лет. Эта технология звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой! Мы могли бы использовать его, чтобы революционизировать наши продукты. Затем технология засохла и томилась в течение нескольких лет, а некоторыеКомпаниипредлагая несколько новых версий. Но это никогда не дошло до большого времени. Через несколько лет он наконец стал очень жизнеспособным методом и использовался повсюду.
Это часто случается, потому что продукт на самом деле не соответствует ожиданиям, вызванным шумихом. Или может быть так много конкурирующих версий, что никто не уверен, как обратиться. Затем технология созревает и работает хорошо, и вы видите ее везде.
На мой взгляд, это так с линией электропередачикоммуникации ( ПЛК) Несколько лет назад ПЛК, казалось, был решением многих проблем с коммуникациями. Но затем он исчез, и теперь, похоже, он наконец сделал большой шаг вперед. Он используется в утилитеумная сеткаи приложения для чтения счетчиков, домашняя автоматизация и многие другие области, которые мы обсудим позже. Конечно, его самое большое преимущество заключается в том, что он не требует новой проводки. И ПЛК могут использоваться на довольно больших расстояниях.
Фактически, отправка данных по линиям электропередачи считалась аккуратной вещью давным -давно. Концепция отправки общениясигналыЗа той же парой проводов, используемых для распределения энергии, восходит к патенту 1924 года для «передачи перевозчиков по электрическим цепям». ПЛК для голосовой телефонии начались в начале 1900 -х годов и стали обычным явлением в Европе и Соединенных Штатах к концу 1920 -х годов.
Методы связи линии электропередачи в настоящее время классифицируются как широкополосная и узкая. Широкополосная связь используется для отправки высокоскоростных данных по всему дому, например, какEthernet, в то время как узкополосная работа работает в более неторопливом темпе и используется для чтения счетчиков коммунальных услуг,промышленноекомандование и управление, домашняя автоматизация и многие приложения для управления освещением.
Безусловно, ПЛК работают в суровых условиях. Не только раскошечныйвластьшнуры работают какантенны, но в промышленной среде или дома всегда есть несколько схем, где сигналы связи, возможно, придется передаваться на панель основной схемы, а затем найти путь к месту назначенияприемникПолем Каждая цепь с основной панели имеет несколько кранов, создавая очень сложную среду импеданса и шума для отправкиRfсигналы. Линии электропередачи часто являются чрезвычайно сложной и шумной коммуникационной средой, характеризующейся несколькими непредсказуемыми формами интенсивного помех.
Широкополосный PLC
Широкополосные системы особенно трудно справиться и генерировать помехи. AV Homeplug AV был введен в 2005 году и в настоящее время является основой широкополосных ПЛК, а адаптеры доступны с физическими темпами 200 Мбит / с, 500 Мбит / с, а теперь более 1 Гбит / б. Соединение Homeplug может составлять 200 Мбит / с, фактические скорости большинства соединений составляют от 30 млн. С. до 50 Мбит / с, что до сих пор достаточна для большинства время для случайныхвидеоВоспроизведение с маршрутизатора до телевизора, если он надежен и последователен. HomePlug проходит спецификацию IEEE 1901, что обеспечивает совместимость.
УзкополоснойПрограммируемыйКонтроллеры
Но сегодня мы хотим поговорить о узкой коммуникации Powerline.
Коммуникация на линии электропередачи на расстоянии (AC иВысокое напряжениеDC) является важной частью инфраструктуры сетки. Автоматизированные показания измерителей полезности теперь являются нормой в большинстве мест. Домашняя автоматизация освещения,HVACи приборы являются важной и растущей областью использования. Все эти области используют узкополосные ПЛК. ДизайнерыПромышленные системы управленияиспользуют эту технологию. Другие быстро появляющиеся приложения включают в себя управление уличными фонарями, торговыми автоматами, солнечными батареями и зарядкой электромобилей.
Коммуникационные технологииДля использования линий электропередачи развивалось. Первоначальные развертывания включают вариации основной модуляции клавиши сдвига частоты с частотой (FSK) и клавиши сдвига фазового сдвига (PSK). Эти технологии были ограничены в их способности надежно справляться со суровыми условиями Powerline, и, как следствие, ранние системы ПЛК столкнулись с проблемами.
В настоящее время существует два основных стандарта для узкой диапазоны: G3 и Prime. Как правило, стандарт G3 (или аналогичный IEEE P1901.2) больше фокусируется на надежности. Для промышленных приложений вы должны быть уверены, что данные поступят, возможно, не на самой высокой скорости, но это так. G3 предлагает 20,36 кбит/с, 34,76 кбит/с и 46 кбит/с (с кодированием) скорости передачи данных, коррекция ошибок вперед (FEC) и совместимость с 6lowpan/IPv6. G3 доступен в европейских полосах Cenelec -A или -B (G3 работает на полосах Cenelec -A или -B (20 кбит / с -40 kbps) в Европе и может использоваться по всей полосе FCC, обеспечивая ставки передачи данных. до 400 кбит / с в США.
OFDM решает эту проблему
G3 и Prime используют мультиплексирование ортогонального частотного деления (OFDM), методику для передачи больших объемов цифровых данных по шумным каналам. Он объединяет много более медленных носителей передачи данных для создания общей более высокой скорости передачи данных. Набор частот или каналов операторов автоматически выбирается, чтобы держаться подальше от помех. Многочисленные подписания передаются одновременно на разных (ортогональных) частотах. Каждый субсир данных модулируется с использованием PSK или QAM. Это, вместе с коррекцией ошибок, гарантирует, что данные могут быть получены без ошибок в очень шумных средах.
Спектр множественной постоянной амплитуды субсиржеров.
Хитрость в том, чтобы сделать OFDM практической системой передачи, заключается в том, чтобы подключить скорость модуляции поднесущего к субсираторам. Установив расстояние между субсирье на взаимную скорость символа, пики и нули идеально выровнены, так что на любой частоте поднесора поднесущие являются ортогональными, и между ними нет помех.
Узкий контроллер ПЛКICSДля промышленного контроля
РядчипПродавцы производят контроллеры, которые поддерживают стандарты Prime, G3 и IEEE 1901.2.электрическишумные среды. Эти технологии используют некоторые довольно тяжелые математические функции и требуют серьезной вычислительной мощности. Сегодня это не имеет большого значения, но убедитесь, что выбранная вами чип контроллера обладает мощностью для обработки вашей конкретной среды.
Пример узкополосного контроллера PLC IC являетсяМаксимумS zeno max79356, который использует два конвейера 32- битРиспроцессорыПолем Чип is g 3- plcпроверенныйи его программируемость гарантирует, что он может справиться с стандартными пересмотрами и национальными изменениями.
MAX79356 потребляет максимум всего 80,6 МВт мощности в режиме прослушивания, а IC включает в себя полныйаналоговыйвнешний интерфейс (Афе) с двигателем шифрования AES-CCM для высокой безопасности. Устройство доступно в пакете 48- PIN LQFP и работает над диапазоном температуры {2}} до 85 градусов.