Uma das coisas que parece acontecer repetidamente em nossa indústria é o surgimento de um novoprodutoárea que faz um grande respingo na engenharia e depois define em um canto escuro e seco por anos. Essa tecnologia parece boa demais para ser verdade! Poderíamos usá -lo para revolucionar nossos produtos. Então a tecnologia murcha e definhou por alguns anos, com algunsempresasoferecendo algumas novas versões. Mas nunca chegou ao grande momento. Depois de alguns anos, finalmente se tornou um método muito viável e foi usado em todos os lugares.
Isso acontece muito porque o produto realmente não atende às expectativas geradas pelo hype. Ou, pode haver tantas versões concorrentes que ninguém tem certeza de que maneira de girar. Então a tecnologia amadurece e funciona bem, e você a vê em todos os lugares.
Na minha opinião, este é o caso da linha de energiacomunicações ( Plc). Alguns anos atrás, o PLC parecia ser a solução para muitos problemas de comunicação. Mas então desapareceu, e agora parece ter finalmente dado um grande passo à frente. Está sendo usado em utilidadegrade inteligentee aplicações de leitura do medidor, automação residencial e muitas outras áreas discutiremos mais adiante. Obviamente, sua maior vantagem é que ele não requer nova fiação. E os PLCs podem ser usados em distâncias bastante longas.
De fato, o envio de dados sobre linhas de energia foi considerado uma coisa interessante há muito tempo. O conceito de enviar comunicaçãosinaisSobre o mesmo par de fios usados para distribuição de energia, remonta a uma patente de 1924 para "transmissão de transportadora sobre circuitos elétricos". Os PLCs para telefonia de voz começaram no início dos anos 1900 e se tornaram comuns na Europa e nos Estados Unidos no final da década de 1920.
Os métodos de comunicação da linha de energia agora são categorizados como banda larga e banda estreita. A banda larga é usada para enviar dados de alta velocidade pela casa, comoEthernet, enquanto a banda estreita trabalha em um ritmo mais tranquilo e é usada para leitura do medidor de utilidade,industrialComando e controle, automação residencial e muitos aplicativos de controle de iluminação.
Certamente, os PLCs operam em ambientes severos. Não apenas desviarpoderCords funcionam comoantenas, mas sempre existem vários circuitos em um ambiente industrial ou em casa, onde os sinais de comunicação podem ter que ser transmitidos para o painel de circuito principal e depois encontrar o caminho para o destinoreceptor. Cada circuito do painel principal possui várias torneiras, criando uma impedância muito complexa e ambiente de ruído para enviarRFsinais. As linhas de energia geralmente são um meio de comunicação extremamente difícil e barulhento, caracterizado por várias formas imprevisíveis de intensa interferência.
Plc de banda larga
Os sistemas de banda larga são particularmente difíceis de lidar e gerar interferência. O HomePlug AV foi introduzido em 2005 e agora é um dos pilares do PLC de banda larga, com adaptadores disponíveis a taxas físicas de 200 Mbps, 500 Mbps e agora mais de 1 GBPs. Uma conexão HomePlug pode ser de 200 Mbps, as velocidades reais da maioria das conexões são de cerca de 30 Mbps a 50 Mbps-o que ainda é suficiente do tempo para aleatóriovídeoreprodução do roteador para a TV, desde que seja confiável e consistente. Homeplug passa a especificação IEEE 1901, que garante a interoperabilidade.
Banda estreitaProgramávelControladores
Hoje, porém, queremos falar sobre as comunicações da linha de energia de banda estreita.
Comunicação sobre linhas de energia de longa distância (AC ealta tensãoDC) é uma parte importante da infraestrutura da grade. As leituras automatizadas do medidor de utilitário agora são a norma na maioria dos lugares. Automação residencial para iluminação,Hvace aparelhos é uma área de uso importante e crescente. Todas essas áreas usam PLCs de banda estreita. Designers deSistemas de controle industrialestão utilizando essa tecnologia. Outras aplicações emergentes rapidamente incluem o controle de luzes da rua, máquinas de venda automática, painéis solares e carregamento de veículos elétricos.
Tecnologias de comunicaçãoPara o uso de linhas de energia evoluiu. As implantações iniciais incluem variações da manifestação básica de mudança de frequência única (FSK) e modulação de chaves de mudança de fase (PSK). Essas tecnologias eram limitadas em sua capacidade de lidar com segurança com ambientes severos de linha de energia e, como resultado, os primeiros sistemas de PLC encontraram problemas.
Atualmente, existem dois principais padrões para a banda estreita: G3 e Prime. Normalmente, o padrão G3 (ou IEEE P1901.2) se concentra mais na robustez. Para aplicações industriais, você deve ter certeza de que os dados chegarão, talvez não na velocidade mais alta, mas acontecem. O G3 oferece 20,36kbps, 34,76kbps e 46kbps (com as taxas de dados de codificação), correção de erro a termo (FEC) e compatibilidade com 6LowPan/IPv6. O G3 está disponível nas bandas europeias CENEC -A ou -B (G3 opera nas bandas Cenelec -A ou -b (20kbps -40 Kbps) na Europa e pode ser usado em toda a banda da FCC, fornecendo taxas de dados a 400kbps nos EUA.
OFDM resolve este problema
G3 e Prime utilizam multiplexação de divisão de frequência ortogonal (OFDM), uma técnica para transmitir grandes quantidades de dados digitais em canais barulhentos. Ele combina muitas operadoras de taxa de dados mais lentas para criar uma taxa geral de dados geral. Um conjunto de frequências ou canais de transportadora é selecionado automaticamente para ficar longe da interferência. Vários sub-sinais são transmitidos simultaneamente em diferentes frequências (ortogonais). Cada submareria de dados é modulada usando PSK ou QAM. Isso, juntamente com a correção de erros, garante que os dados possam ser recebidos sem erros em ambientes muito barulhentos.
Espectro de subportriers de amplitude constante múltipla OFDM.
O truque para fazer do OFDM um sistema de transmissão prático é conectar a taxa de modulação da subportadora aos subportivos. Ao definir o espaçamento da subportadora para o recíproco da taxa de símbolos, os picos e os zeros estão perfeitamente alinhados para que, em qualquer frequência da subportadora, os subportivos sejam ortogonais e não haja interferência entre eles.
Controlador PLC de banda estreitaICSpara controles industriais
Um número dechipOs fornecedores produzem controladores que suportam os padrões Prime, G3 e IEEE 1901.2.eletricamenteambientes barulhentos. Essas tecnologias usam algumas funções matemáticas bastante pesadas e requerem algum poder de computação grave. Hoje, isso não é grande coisa, mas certifique -se de que o chip do controlador escolhido tenha a potência para lidar com seu ambiente específico.
Um exemplo de um controlador PLC de banda estreita IC éMáximaZeno max79356, que usa dois pipelineados 32- bitRiscprocessadores. O chip é g 3- plccertificado, e sua programação garante que ele possa lidar com revisões padrão e mudanças nacionais.
O MAX79356 consome um máximo de apenas 80,6 MW de energia no modo de escuta, e o IC inclui um completoanalógicofront-end (AFE) com um mecanismo de criptografia AES-CCM para alta segurança. O dispositivo está disponível em um pacote 48- pino LQFP e opera sobre o grau -40 a 85 graus de temperatura.