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为智能电表选择适合的PLC调制解调器方案

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浏览:次 2017-05-31 15:55:29

为智能电表选择适合的PLC调制解调器方案 为智能电表选择适合的PLC调制解调器方案 最近几年来,在绿色节能意识的推动下,以智能电表为核心的智能电网成为欧美日中等诸多国家竞相发展的1个重点领域。如欧盟委员会强迫要求2022年前所有欧盟成员国的电表都替换为智能仪表。美国也计划在每一个家庭都安装智能仪表。中国也在2009年5月开始提出构建坚强智能电网的构想,准备投资高达4万亿元,计划经历当前的试点和2011年开始的全面建设等阶段后,到2020年基本实现构想。在此推动下,电网技术面临着1场重要的**,而不只是简单的技术演进。 在智能电网中,智能电表发挥关键的作用,可使用户与电力系统之间实现互动。如1方面帮助电力机构精确了解用户的用电规律,为高峰用电或低谷用电设定差异化的电价;另外一方面,用户也能够公道调剂自己的用电计划,从而优化电费支出。从功能模块来看,智能电表除电源和计量模块外,还触及到数据存储功能 最近几年来,在绿色节能意识的推动下,以智能电表为核心的智能电网成为欧美日中等诸多国家竞相发展的1个重点领域。如欧盟委员会强迫要求2022年前所有100吨4立柱液晶数显万能实验机欧盟成员国的电表都替换为智能仪表。美国也计划在每一个家庭都安装智能仪表。中国也在2009年5月开始提出构建坚强智能电网的构想,准备投资高达4万亿元,计划经历当前的试点和2011年开始的全面建设等阶段后,到2020年基本实现构想。在此推动下,电网技术面临着1场重要的**,而不只是简单的技术演皮箱振荡实验机进。

在智能电网中,智能电表发挥关键的作用,可使用户与电力系统之间实现互动。如1方面帮助电力机构精确了解用户的用电规律,为高峰用电或低谷用电设定差异化的电价;另外一方面,用户也能够公道调剂自己的用电计划,从而优化电费支出。从功能模块来看,智能电表除电源和计量模块外,还触及到数据存储功能,需高低温湿热交变实验机采取安全可靠的存储器;另外,双向实时通讯是智能电网的重要特点,故通讯模块相当重要,需要选择合适的通讯方式及相应的最好解决方案。

表1:传统电网与新的智能电网之间的简单对照
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实际上,智能电网是1个庞大系统,触及电力、通讯及利用等多个层次,和局域网(LAN)和广域网(WAN)等不同网络类型。其中,LAN连插头线突拉实验机接家庭或建筑物内的不同类型的智能电表到数据集中器(concentrator)。就这1段的网络连接而言,通常它们对通讯速率的要求不高,最主要的斟酌因素是下降本钱,常见的通讯方式有没有线射频网络,或有线的电力线载波(PLC)或电力线宽带(BPL)等。具体采取何种通讯方式,需要考箱包滚筒实验机虑各国电网实际状态等因素,同时先行先试国家的做法也会提供鉴戒意义。

例如,在材料改变实验机欧洲能源市场有重要影响力的法国电力(Electricité de France, EDF)压力实验机于2009年中启动了当前世界上最大的智能电表项目Linky,计划到2017年在法国部署3,500万个智能电表。这个项目为智能电表到数据集中器之间的通讯选择了PLC技术,然后再利用通用分组无线业务(GPRS)技术将数据传送到碎石冲击实验机该企业的数据中心。斟酌到中国的智能电网仍在试点阶段,法国ERDF的选择对中国等其他国家也具有鉴戒意义。

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图1:法国EDF旗下企业法国配电企业(ERDF)的Linky项目简略示意图

PLC调制技术的选择

虽然PLC技术提供了1种低本钱的选择,但电力线的初衷其实不是用于通讯,故在利用PLC通讯时也面临1些挑战。特别是设计人员需要密切注意会出现的信号衰减和噪声问题,反之也要求复杂的收发器技术。

为了抑制由噪声致使的信号衰减,下降误码率,并改良频率效力,有必要利用合适的信号调制技术。实际上,电力机构在部署智能电表抄表系统时,有多种不同的调制方式,但主要的有3种,分别是正交频分复用(OFDM)、相移键控(PSK)和扩频型频移键控(S-FSK)。

OFDM的理论带宽较高,但gb/t164911996电子万能实验机实际上在低压网络中的噪声条件下会损失很大1部份的带宽,而且OFDM的利用本钱较高,工作时还消氙灯耐候实验机耗可观的电能。PSK调制技术的利用本钱很低,但不是特别可靠,性能会遭到相位噪声影响,而且没法充分覆盖较长距离。相比较而言,虽然S-FSK的数据率比OFDM低,但更胜任智能电表利用。这类调制技术能实现可靠的通讯,同时利用本钱更低,消耗的电能也更少。因此,就当前的智能电网PLC利用而言,复杂度低、商用潜力更大及有可靠现场利用记录的S-FSK调制技术无疑是更合适的选择。

实际上,法国ERDF的Linky项目规范中,物理层参考规范是IEC61334⑸⑴/EN50065,其中规定的调制技术就是S-FSK,通讯频率为标记频率(mark frequency, Fm) 63.3kHz和空频(space frequency, Fs) 74kHz,传输速率2.4Kbps,并与50Hz电气网络频率物理同步。

安森美半导体PLC调制解调器电脑伺服式双柱拉力强度实验机的利用优势

安森美半导体在开发PLC调制解调器方面具有较长的历史。速率1.2 kb的AMIS⑶0585为早前推出,最初开发时就符合IEC 61334标准(SFSK规范),迄今已历经8橡胶软管曲折实验机年的现场利用检验。新近推出的AMIS⑷9587是1款高集成度、符合标准的低功率PLC方案,支撑PLC现场部署要求的4种不同模式,如NO_CONFIG、MA快速顶锻实验机STER(集中电池冲挤实验机器)、SLAVE(电表)和SPY(给测试人员的原始数据),非常合适智能电表和智能街灯和智能插座等利用。与AMIS⑶0585相比,AMIS⑷9587支撑2.4 kb的更高半双工可调理通讯速率速率,符合诸如ERDF规范这样的市场新要求,目前已取得法国原装备制造商(OEM)的先期使用,在中国也已取得数家领先电表客户的选用。两款器件引脚对引脚兼容,为客户提供了更大的设计便利。

AMIS⑷9587符合IEC61334⑸⑴标准电池跌落实验机,为客户提供众多利用优势。例如,这器件基于ARM7TDMI处理器内核,同时包括物理接口收发器(PHY)和媒体访问控制器">控制器(MAC)层,使其以单芯片方案结合了摹拟调制解调器前端和数字后处理功能,而大多数竞争方案需要复杂的嵌入式App来履行与AMIS⑷9587相同的功能。设计人员使用AMIS⑷9587调制解调器,可以简化设计,能在不到1个季度的时间内开发出全套互操作PLC方案,还下降开发及利用本钱。实际上,基于AMIS⑷9587的调制解调器方案中仅使用2颗IC(另外一颗为NCS5650 2 A PLC线路驱动器),外加16颗电阻、17颗电容、2个2极管、1个晶体和1个脉冲变压器,总元件数量仅为39个,提供低物料单(BOM)本钱。

另外,AMIS⑷9587采取S-FSK调制技术,结合高分辨率的滤波算法,配以自动可信值/中继器(repeater)功能,提供基于长距离电力线的高可靠性数据通讯。通讯误差比其它可选及现有方案更低。这器件藉板载低抖动锁相环(PLL)与交换主电源(mains)信号同步。由于包括16位分辨率的摹拟前端,使器件具有极优的噪声免疫性和极高的接收灵敏度。

AMIS⑷9587的易用性也200吨混凝土压力实验机很突出金属线材改变实验机。由于内嵌协议处理功能,使设计人员无需触及PHY和MAC协议传输细节问题,节省多达50%的App开发耗费,从而加快上市时间,下降总本钱。这器件藉串行接口直接连接至用户主微控制器(MCU)。

AMIS⑷9587同时兼容于单相和多相电表,满足客户不同需求。另外,其能耗也比基于数字信号处理器(DSP)的方案更低,非常合适智能电表至集中器的PLC通讯利用。为了帮助设计人员加快开发进程,安森美半导体还提供评估套件AMIS49587EVK,方便用户开发。这套件内含2个PLC调制解调器,用于在客户端与服务器端之间配置通讯;还包括开源图形用户界面,用于配置端到端通讯。

安森美半导体为智能电表利用提供完全方案

与普通电表相比,智能电表无疑是更加复杂的系统。而安森美半导体为智能电表利用提供完全的解决方案,除上述用于通讯利用的PLC调制解调器和线路驱动器方案外,还提供用于电源管理、丈量和存储等关键功能的解决方案。如在电源管理模块,可以利用安森美半导体的NCP1014、NCP气动实验机1015等AC-DC薄膜拉伸实验机转换器,LM2596、纺织材料拉力实验机NCP3063和CS51411等DC/DC转换器,MC78L05、MC7805、CAT6217和CAT6219等低压降(LDO)稳压器,和NTMFS4823等中压及高压FET。另外,在智能电表利用中,也可采取安森美半导体系列EEPROM、SDRM等存储器,和ESD/TV5kn电子万能实验机S、SIM卡接口、逻辑、USB保护、监控、I/O扩大、时钟和温度传紧缩强度实验机感器">传感器等。

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图2:安森美半导体利用于智能电表的解决方案

本文小结

在方兴未艾的智能电网利用中,智能电表发挥关键作用。设计人员需要为智能电表与数据集中器之间的通讯选择合适的通讯方式,而PLC已成为业界先导企业及先期实验项目的选择,颇具示范及鉴戒意义。设计人员需要为PLC通讯选择调制解调器方案。安森美半导体用于PLC的调制解调器产品符合标准及客户规范,并提供众多利用优势,如简化设计、下降本钱、下降耗电、提供可靠通讯及加快上市进程等。安森美半导体更加智能电表利用提供包括电源/电源管理及保护、通讯、丈量和存储等关键功能的完全解决方案,方便客户的选择,帮助他们下降采购本钱及加快产品上市。
箱包振荡冲击实验机 为智能电表选择适合的PLC调制解调器方案
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