En af de ting, der ser ud til at ske igen og igen i vores branche, er fremkomsten af en nyproduktOmråde, der skaber en stor plask inden for teknik, og derefter forsvinder i et mørkt, tørt hjørne i årevis. Denne teknologi lyder for godt til at være sand! Vi kunne bruge det til at revolutionere vores produkter. Så visne teknologien og spredte sig i et par år, med noglevirksomhederTilbyder nogle nye versioner. Men det kom aldrig rigtig til den store tid. Efter et par år blev det endelig en meget levedygtig metode og blev brugt overalt.
Dette sker meget, fordi produktet ikke rigtig lever op til de forventninger, der genereres af hypen. Eller der kan være så mange konkurrerende versioner, at ingen er helt sikker på, hvilken vej man skal dreje. Derefter modnes teknologien godt, og du ser den overalt.
Efter min mening er dette tilfældet med kraftledningenKommunikation ( PLC). For et par år siden syntes PLC at være løsningen på mange kommunikationsproblemer. Men så forsvandt det, og nu ser det ud til, at det endelig har taget et stort skridt fremad. Det bruges i nytteværdienSmart Gridog målerlæsningsapplikationer, hjemmeautomation og mange andre områder, vi diskuterer senere. Selvfølgelig er dens største fordel, at det ikke kræver nye ledninger. Og PLC'er kan bruges over forholdsvis lange afstande.
Faktisk blev afsendelse af data over kraftledninger betragtet som en pæn ting for længe siden. Begrebet afsendelse af kommunikationsignalerOver det samme par ledninger, der blev brugt til strømfordeling, går tilbage til et patent fra 1924 for "transporttransmission over elektriske kredsløb". PLC'er til stemmetelefoni begyndte i de tidlige 1900'ere og blev almindelig i Europa og USA i slutningen af 1920'erne.
Kommunikationsmetoder for kraftliniekommunikation er nu kategoriseret som bredbånd og smalbånd. Bredbånd bruges til at sende højhastighedsdata rundt i hjemmet, såsomEthernet, mens smalbånd fungerer i et mere afslappet tempo og bruges til brug af brugsmåler,industrielKommando og kontrol, hjemmeautomatisering og mange belysningskontrolapplikationer.
For at være sikker opererer PLCS i hårde miljøer. Ikke kun uudvikletmagtledninger fungerer somAntenner, men der er altid flere kredsløb i et industrielt miljø eller derhjemme, hvor kommunikationssignaler muligvis skal overføres til hovedkredsløbspanelet og derefter finde vej til destinationenmodtager. Hvert kredsløb fra hovedpanelet har flere vandhaner, hvilket skaber en meget kompleks impedans og støjmiljø til at sendeRFsignaler. Kraftlinjer er ofte et ekstremt vanskeligt og støjende kommunikationsmedium, der er kendetegnet ved flere uforudsigelige former for intens interferens.
Bredbånd plc
Bredbåndssystemer er især vanskelige at tackle og generere interferens. HomePlug AV blev introduceret i 2005 og er nu en grundpille i bredbånd PLC'er, med adaptere tilgængelige til fysiske satser på 200 Mbps, 500 Mbps, og nu mere end 1 GBPS. om det teoretiske maksimum for En homeplugforbindelse kan være 200 Mbps, de faktiske hastigheder for de fleste forbindelser er omkring 30 Mbps til 50Mbps-som stadig er tilstrækkelig tilstrækkelig Tiden for tilfældigvideoAfspilning fra routeren til tv'et, så længe det er pålideligt og konsistent. Homeplug passerer IEEE 1901 -specifikationen, hvilket sikrer interoperabilitet.
SmalbåndProgrammerbarControllere
Men i dag vil vi tale om smalbåndsstyrke -kommunikation.
Kommunikation over langdistance kraftledninger (AC ogHøjspændingDC) er en vigtig del af gitterinfrastrukturen. Automatiserede Utility Meter -aflæsninger er nu normen de fleste steder. Hjemmeautomation til belysning,HVACOg apparater er et vigtigt og voksende brugsområde. Alle disse områder bruger smalbånd PLC'er. Designere afIndustrielle kontrolsystemerbruger denne teknologi. Andre hurtigt nye applikationer inkluderer kontrol af gadelys, salgsautomater, solcellepaneler og opladning af elektrisk køretøj.
Kommunikationsteknologiertil brug af kraftledninger har udviklet sig. Indledende implementeringer inkluderer variationer af grundlæggende enkeltbærerfrekvens Shift Keying (FSK) og Phase Shift Keying (PSK) -modulation. Disse teknologier var begrænset i deres evne til pålideligt at tackle hårde kraftlinjemiljøer, og som et resultat stødte tidlige PLC -systemer på problemer.
Der er i øjeblikket to hovedstandarder for smalbånd: G3 og Prime. Typisk fokuserer G3 (eller lignende IEEE P1901.2) standard mere på robusthed. For industrielle applikationer skal du være sikker på, at dataene ankommer, måske ikke med den højeste hastighed, men det gør det. G3 tilbyder 20,36 kbps, 34,76 kbps og 46 kbps (med kodning) datahastigheder, fremadrettet fejlkorrektion (FEC) og kompatibilitet med 6Lowpan/IPv6. G3 fås i de europæiske Cenelec -A- eller -B -bånd (G3 fungerer på Cenelec -A- eller -B -bånd (20 kbps -40 KBPS) i Europa og kan bruges på tværs af hele FCC -båndet, hvilket giver datatrater op til 400 kbps i USA.
OFDM løser dette problem
G3 og Prime anvender ortogonal frekvensafdeling multiplexing (OFDM), en teknik til transmission af store mængder digitale data over støjende kanaler. Det kombinerer mange langsommere datahastighedsselskaber for at skabe en samlet højere datahastighed. Et sæt bærerfrekvenser eller kanaler vælges automatisk for at holde sig væk fra interferens. Flere undersignaler overføres samtidig ved forskellige (ortogonale) frekvenser. Hver datasubcarrier moduleres ved hjælp af PSK eller QAM. Dette sammen med fejlkorrektion sikrer, at data kan modtages uden fejl i meget støjende miljøer.
Spektrum af flere konstante amplitude af DM -understyrere.
Tricket til at fremstille OFDM Et praktisk transmissionssystem er at forbinde subcarrier -modulationshastigheden til understyrkerne. Ved at indstille subcarrier -afstand til gensidig af symbolhastigheden er toppe og nuller perfekt på linje, så underbærerfrekvensen ved enhver subcarrier -frekvens er understyrkerne ortogonale, og der er ingen interferens mellem dem.
Smalbånd PLC -controllerIcstil industrielle kontroller
Et antalchipSælgere producerer controllere, der understøtter Prime, G3 og IEEE 1901.2 standarder.ofdm og fejlkorrektionsteknologier gør smalbånd PLC'er velegnet til industrielle kontrolsystemer i typiskelektriskStøjende miljøer. Disse teknologier bruger nogle ret tunge matematikfunktioner og kræver en vis alvorlig computerkraft. I dag er dette ikke en big deal, men sørg for, at den controllerchip, du vælger, har hestekræfter til at håndtere dit særlige miljø.
Et eksempel på en smalbånd PLC-controller IC erMaxim's Zeno MAX79356, der bruger to rørledninger 32- bitRiscProcessorer. Chippen er g 3- plccertificeret, og dens programmerbarhed sikrer, at det kan håndtere standardrevisioner og nationale ændringer.
MAX79356 forbruger maksimalt kun 80,6 MW strøm i lytningstilstand, og IC inkluderer en kompletAnalogfrontend (Afe) med en AES-CCM-krypteringsmotor til høj sikkerhed. Enheden fås i en 48- pin LQFP -pakke og fungerer over -40 grad til 85 graders temperaturområde.