Принцип работы, блок-схема устройства
Поскольку силовые линии спроектированы исключительно для поставки электроэнергии, то при выборе технологии связи в электросетях необходимо учитывать наличие в линиях спектральных искажений, модуляции импеданса, узкополосной и гармонической интерференций, генерируемых оборудованием работающим в сети.
Изменение уровня собственных помех электрической сети и переменное значение входного сопротивления происходит синхронно с изменением мгновенного значения напряжения в электросети с частотой 100Гц.
Наиболее благоприятные условия для передачи и приёма сигналов создаются на отрезках времени прилегающих к моменту перехода мгновенного значения напряжения сети через нулевое значение. Поэтому структура сигнала выбрана с использованием этих особенностей канала.
Для первичной синхронизации устройства используется привязка к фазе питающего напряжения определяющая временной интервал обмена длительностью 5мс.
Несущая частота модулируется двумя псевдо-ортогональными последовательностями, расширяющими спектр до 8кГц, с использованием OQPSK-модуляции, что позволяет передавать 9 бит информации за один цикл передачи.
Основными элементами ШМ-16 являются: модуль управления, буфер обмена, коррелятор, модулятор, датчик сети, демодулятор и устройство согласования. Блок-схема устройства показана на рисунке 1.
Модуль управления представляет собой совокупность аппаратно-программных средств и предназначен для контроля и управления работой устройства.
Буфер обмена предназначен для хранения принимаемой и передаваемой информации. Размер буфера 256 байт.
Коррелятор осуществляет поиск исходного сигнала.
Модулятор предназначен для модуляции несущей частоты для последующей передачи ее в проводной канал.
Демодулятор осуществляет преобразование входного аналогового сигнала в дискретные отсчеты фазы несущей частоты принимаемого сигнала.
Устройство согласования включает в себя гальваническую развязку коммутатора от сети 220В, а также входные и выходные усилители.
Датчик сети предназначен для формирования цифрового синхронизирующего сигнала для работы модулятора и демодулятора.
Организация канала передачи информации
В канале передачи информации (далее по тексту – сеть) ШМ-16 используются как в качестве ведущих, так и ведомых устройств.
Ведущий – это ШМ-16, начинающий свой цикл работы с передачи информации в сеть.
Ведомый – это ШМ-16, начинающий свой цикл работы с приема информации из сети. В одной сети может быть подключено до 1500 ведомых ШМ-16.
Так, например, в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), ведущие ШМ-16 подключаются к оборудованию верхнего или среднего уровней системы (персональные компьютеры с соответствующим программным обеспечением, устройства сбора и передачи данных). Ведомые ШМ-16 подключаются к оборудованию нижнего уровня, т.е. к счетчикам учета электроэнергии.
При использовании ШМ-16 для организации проводных каналов связи по электросети 0,4кВ, необходимо учитывать следующее:
1
.
Для организации сети по одной фазе,
ведущий и ведомые ШМ-16, подключаются в
соответствии с рисунком 2.
При организации сети по трем фазам одновременно, три ШМ-16 играют роль ведущих (каждый на своей фазе, рис. 3). Объединение ведущих коммуникаторов в
единую сеть осуществляется по линии связи интерфейса RS485. Ведомые ШМ-16 подключаются в соответствии с пунктом 1 данного раздела.
При отсутствии в линии «фаза-ноль» напряжения 220В передача информации с использованием ШМ-16-БП возможна только при наличии питающего напряжения +12В от внешнего источника питания (аккумулятора).
