În dezvoltarea și funcționarea în continuare a diferitelor tipuri de sisteme de automatizare, este nevoie de spațierea teritorială a surselor și receptoarelor de informații, acestea pot fi diferiți senzori de măsurare pe de o parte și un dispozitiv de preluare a datelor sau dispozitive de acționare pe de altă parte. De exemplu, în sistemele automate de monitorizare și contabilitate a resurselor energetice (AMRMS) pentru sectorul locuințelor și comunal, se pot localiza senzori și contoare de măsurare în apartament și un dispozitiv de achiziție a datelor pe aterizare. În sistemele automate de control al procesului (ACS), senzorii de măsurare pot fi distribuiți în jurul instalației, iar datele care provin de la acestea trebuie colectate într-o bază comună pentru prelucrare ulterioară. În sistemele de securitate, apare problema conectării senzorilor sistemului la panoul central de comandă al obiectului protejat.
În toate aceste aplicații, instalarea unui cablu suplimentar între dispozitive duce la o creștere a costului sistemului. Cu toate acestea, majoritatea instalațiilor de automatizare au pus deja firul rețelei electrice.
Telecontrolli oferă un modul numit Plinius - un modem pentru transmisia de date prin rețeaua de alimentare (cablare). Aspectul modemului este prezentat în Fig.
Fig. 1. Modulul Plinius pentru transmisia de date prin rețeaua de alimentare
Proprietățile principale ale modemului
- Transferul sincron / asincron al datelor prin rețeaua de alimentare.
- Comunicare semi-duplex cu cheie de comutare a frecvenței purtătoare, cu o rată a transferului de date de până la 2400 bps.
- Sintetizator digital al oscilației purtătoarelor de la un oscilator cuarț intern la 11.0592MHz.
- Frecvența purtătoare este de 132,45 kHz.
- Consum redus de energie și distorsiuni minime ale semnalului.
- Sensibilitate ridicată a receptorului.
- Schema de detectare a undelor purtătoare în rețea.
- Resetare programabilă de la un microcontroler extern.
- Formarea unei tensiuni de referință de 2,5V și o frecvență de 5,5296MHz pentru un circuit extern.
- Tensiune dublă de alimentare + 5V și + 12 / 24V.
Parametrii tehnici ai modemului
Datorită faptului că modulul Plinius operează într-un mod semi-duplex, datele pot fi transmise într-o singură direcție. Direcția de transmisie este determinată de către microcontrolerul master prin intermediul terminalului RTS (Solicitare trimitere) (a se vedea tabelul 1). Ca reacție între modul și controlerul de comandă, se utilizează un semnal CD (Carrier Detect), care indică prezența unei oscilații în rețea. Ambele semnale RTS și CD folosesc logică cu un nivel activ scăzut.
Tabelul 1. Identificarea modulului Plinius
conectarea la rețeaua de alimentare
Dispozitivul poate funcționa atât într-o rețea cu o tensiune de 220V, cât și într-o rețea electrică de 120V. Modulul Plinius utilizează manipularea frecvenței informațiilor purtătoare de biți. Frecvența implicită a operatorului este de 132,45 kHz, ceea ce corespunde domeniului de frecvență utilizat de Comitetul European pentru Standardizare Electrotehnică.
Modulele Plinius sunt disponibile în două versiuni - comerciale și industriale. Singura diferență este în tensiunea de alimentare a amplificatorului (vezi Fig. 2) - comercial + 12V, industrial + 24V. Puterea de ieșire este de 116 dBμV (8 mW) și respectiv 134 dBμV (31,5 mW). În plus, ambele modele necesită o sursă externă de alimentare la 5V (25mA).
Pentru utilizarea externă, modemul generează o tensiune de referință de 2,5 V, care poate fi utilizată pentru alimentarea unui microcontroler de control extern. Oscilatorul cu cuarț încorporat generează semnale de ceas cu frecvențe de 11.0592 MHz și 5.5296 MHz, care pot fi folosite pentru a activa un microcontroler de control extern.
Un semnal de sincronizare a datelor BRATE este generat, de asemenea, din oscilatorul cuarț intern. Datele pentru intrarea modemului (pinul TXD) și ieșirea acestuia (pinul RXD) sunt alimentate pe marginea în creștere a impulsurilor la ieșirea BRATE. Un număr de terminale modem (TEST1, TEST2, TEST3) sunt utilizate în condițiile fabricii pentru testarea în faza de fabricație și nu sunt utilizate în modul standard.
Ar trebui să acordați atenție anumitor caracteristici pe care dezvoltatorii le pot întâlni atunci când folosesc un modem. Mai întâi, înainte de a lua date de la ieșirea receptorului, este necesar să monitorizăm semnalul CD pentru prezența unei valuri purtătoare în rețea. Faptul este că ieșirea RXD poate conține semnale străine cauzate de interferențe în rețea. Prin urmare, pentru schimbul de date cu un microcontroler extern, atunci când se utilizează portul standard UART (transmițător asincron universal) al microcontrolerului, semnalul CD este folosit ca semnal de întrerupere (sursă). Când un nivel activ apare la ieșirea CD-ului, microcontrolerul pornește algoritmul de procesare a întreruperii, prin care se pot șterge steagurile receptorului UART și registrul de date, iar apoi se pornește programul de sondare. Semnalul CD este declanșat dacă există o undă purtătoare în rețeaua de alimentare în intervalul de frecvență de 90 ... 145 kHz pentru cel puțin 4 ms. Nivelul operatorului trebuie să fie egal sau mai mare de 10 mV (parametrul VCD, vezi tabelul 4).
O situație similară apare atunci când modemul este conectat direct la portul COM al computerului personal. Ie este necesar să se ruleze algoritmi pentru procesarea registrilor de port COM numai atunci când un semnal de nivel scăzut apare pe linia CD-ului, altfel tamponul portului de intrare COM va fi în mod constant umplut cu date "parazitare" cauzate de interferențe.
O altă caracteristică a modemului ar trebui să fie luată în considerare atunci când se transmit pachete de date lungi, a căror durată depășește 3 s. După ce semnalul RTS (solicitarea transferului de date) este transferat la nivelul activ scăzut, modemul trece automat la modul de recepție după 3 secunde. Puteți reveni la modul de transfer numai după ce ați pornit semnalul RTS la un nivel ridicat (durata de cel puțin 2 μs) și apoi înapoi la joasă. Astfel, pentru a transmite un pachet lung de date (care durează mai mult de 3 secunde), este necesar să-l împărțiți în mod programatic în mai multe parcele scurte, nu mai mult de 3 secunde.
Tabelul 2. Limitele de performanță
Avantajele canalului PLC înaintea canalului dedicat de comunicare este că nu este necesar să se pună cablul, se utilizează cablul de alimentare, deci costul lucrărilor de instalare este minim.
Modulul Plinius nu necesită o configurație complexă, deci nu necesită implicarea personalului înalt calificat în timpul lucrărilor de instalare.
Dimensiunile miniatură ale dispozitivului Plinius permit integrarea acestuia în contor, care este deja utilizat într-un număr de contoare Siemens pentru consumul de energie (www.siemens.com).
Această metodă de comunicare are limitări. Mai întâi, transmisia de date poate fi efectuată numai la cel mai apropiat dispozitiv de transformare, deoarece transmisia de date prin transformator este imposibilă. În al doilea rând, toate dispozitivele trebuie să fie conectate la o singură fază a rețelei.
Găsiți furnizorii pe care-i puteți face făcând clic pe link-ul Catalogului Firmelor Microelectronice
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: