通讯控制范文（精选11篇）

通讯控制 第1篇

关键词：通讯工程,质量控制,问题

引言

我国当前正处在全面改革的深化阶段, 在诸多领域的发展都在积极的转变, 其中的通讯工程建设是我国的基础建设项目, 对其质量控制得以加强就有着实质性作用。社会的不断发展进步使得通讯工程以及自动化产品也日新月异, 在这一过程中对通讯工程的质量控制就比较重要, 加强对通讯工程的质量控制对企业的发展有着重要意义。

一、通讯工程质量控制特征及主要问题分析

1. 通讯工程质量控制的主要特征。

通讯工程质量控制有着鲜明的特征, 主要是体现在具体的施工方面, 对通讯工程施工过程中, 技术特征是重复性低以及流动性大和有着较高的难度、并较为复杂化。难度高主要是和普通的施工相比较而言, 工程实施过程中受到的外界制约因素相对较多。流动性大的特征主要是由于通讯工程自身的不可移动性所决定, 而复杂性强特征则是通讯工程涉及到的专业较多以及范围也较广, 在具体的施工中就要能够在合作关系上加以协调[1]。最后就是重复性低的特征, 这一工程所需产品的种类以及数据量都为单件品施工环节是一次性完成, 所以重复性就较低。

2. 通讯工程质量控制中的主要问题分析。

从现阶段的发展情况来看, 通讯工程质量控制过程中还有着诸多问题有待解决, 其中的环境因素对通讯工程的质量控制有着一定影响, 通讯工程建设项目的时间跨度相对较大, 并且在覆盖面积方面也相对广泛, 所以受到天气和地理条件环境影响的因素就不可避免。另外就是在工程施工的材料方面对通讯工程质量控制的影响, 合格的施工建设材料是对整体工程的保障, 当前的建筑材料质量问题要能得到重视, 尤其是线路器材的使用要将外界影响因素加以避免。

通讯工程质量控制的问题还体现在监理方面, 这对实际的建设有着领导以及组织作用, 并对最终的工程质量也有着重要影响。从当前这一发展情况来看存在着业务水平差以及领导能力不高等问题。另外在通讯工程施工人员方面也存在着问题, 主要是施工人员的管理水平差以及彼此的沟通不充分等[2]。再有在工程施工的方案上也没有完善, 缺乏专业知识, 这些方面都会对通讯工程质量控制造成影响。

二、通讯工程质量控制的优化策略实施

1. 对通讯工程质量的控制要能够从多方面加以实施, 首先就要在责任制方面进行明确化, 基于通讯工程整体性就要在工程责任制层面加以明确, 并有效结合分项保分部等相关工程准则来和工程相牵制的关系及责任目标细化。并结合实际施工人员的水平把细化的责任得到落实, 将通讯工程质量控制的目标得以落实。

2. 通讯工程质量控制要能体现出过程中, 对其质量的控制要将事前、事中、事后的控制得以加强。

从通讯工程质量的事前控制方面主要是结合实际在设计方案上科学化进行, 对通讯工程建设中可能需要的施工机器都要准备好, 同时也要在施工的操作流程规范上能明确, 为具体的施工做好准备。对其事中的控制就需要能够严格的按照设计方案进行, 按照施工图纸, 对工序的质量加强控制, 通过法定程序对质量问题展开复查工作, 从而提升工程整体质量。对工程的事后控制主要是在竣工验收资料方面要重视, 合格之后才能验收签字。并做出质量评价。

3. 对通讯工程质量的控制在先进科技技术设备应用方面也要能够广泛应用, 这对工程施工的效率以及质量保障都有着积极作用。例如在新型的混凝土技术以及节能技术的的应用上, 可以将实际施工水平得以提高, 对各个施工阶段的资源配置也能得以优化, 将通讯工程质量控制的现代化和专业化程度进一步提升。

4. 通讯工程质量的控制强化还需对施工人员自身的专业素质及技术水平加以提升, 并对其它的协作单位间的联系得以加强。通讯工程建设团队其中就涵盖着技术人员以及工程人员和设计人员等, 在组织上相对比较复杂, 并且在流动性方面也相对较大, 这就需要对通讯工程的施工人员的培训进行加强[2]。在通讯工程基础建设中还有水电安装等, 这就需要对这些单位间的沟通充分进行, 对施工人员合理的安排和分项施工, 这样才能够保障通讯工程质量的有效控制。

三、结语

总而言之, 通讯工程质量控制过程中要考虑诸多的影响因素, 并对这些影响因素逐一的排除, 这样才能为质量控制打下坚实基础。通讯工程质量控制是系统化的工程, 所以要从多方面进行考虑, 对其质量控制要能将过程化体现出来, 如此才能真正保障其质量有效控制。

参考文献

[1]胡朝晖.浅析通信工程建设项目的安全管理[J].企业技术开发, 2011 (24) .

通讯分场控制未遂和异常措施 第2篇

根据公司安监处的要求，结合当前安全生产状况，为了有效的预防事故的发生，我们根据各个班组的工作特点，制定下列防止人身伤害未遂和设备异常措施，各班组要结合《通讯分场控制轻伤和障碍措施》认真执行，确保不发生人身伤害事故和设备事故：

外线班：

一、防止高空坠落：[本文出自文秘

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1、预防高处作业时发生坠落，要认真执行安全工作规程，杜绝违章作业。

2、进入现场工作必须戴好安全帽，系好安全带，作业点没有挂安全带条件的，应设置挂安全带的安全挂绳，安全拉干等，以防止人员高处坠落；4米以上的作业，必须设一道水平安全网。

3、攀登作业时，梯子必须坚固，梯子与地面不夹角为60-70度，梯子脚要有防滑措施，梯子顶端要捆扎牢固。

4、要定期对高处作业人员进行体检，凡患有高血压、心脏病、癫痫病的人员禁止从事高处作业。

5、高处作业人员身体身体状况和精神状态必须满足“安规“有关规定，一般身体不适体力不佳、睡眠不足，作业前饮酒、精神不振、精力不集中等不适合高处作业。高处作业时不得打闹、追逐、说笑等做无关事情。

6、户外作业特殊天气如：雷、雨、大风、雪、雹、雾、冰冻等，在作业前应增设必要的安全措施，预防高处坠落事故。

7、高处作业环境必须良好，防止刮、拌、碰、撞、带而导致高空坠落事故。

8、高处作业地点，应防止人身触及带电导线。对高处作业电源必须严格管理，防止漏电伤人后发生高处坠落事故。

9、作业场所应照明充足。

二、防止触电事故的发生

1、对停电设备作业前应先验电，确认无电后方可开始工作

2、认真核对作业地点，设备标牌，开关拉合方向，作业环境。

3、近电工作应采用防护绝缘板进行隔离，确认安全后方可工作。

4、认真执行监护人制度。

三、预防机械伤害：

1、使用手锤必须认真检查锤头不得松动，锤柄无裂纹和油渍，使用手锤不得戴手套，挥动方向不得站人。

检修班

一、防止触电事故的发生

1、要严格执行工作票制度，认真开展作业前危险点分析，手持式、携带式、移动式电气设备要定期进行试验，不合格的严禁使用。

2、对停电设备作业前应先验电，确认无电后方可开始工作。

3、认真核对作业地点，设备标牌，开关拉合方向，作业环境。

4、近电工作应采用防护绝缘板进行隔离，确认安全后方可工作。

5、认真执行监护人制度。

二、防止高空坠落：

1、进入现场工作必须戴好安全帽，系好安全带，作业点没有挂安全带条件的，应设置挂安全带的安全挂绳，安全拉干等，以防止人员高处坠落；4米以上的作业，必须设一道水平安全网。

2、攀登作业时，梯子必须坚固，梯子与地面不夹角为60-70度，梯子脚要有防滑措施，梯子顶端要捆扎牢固。

3、要定期对高处作业人员进行体检，凡患有高血压、心脏病、癫痫病的人员禁止从事高处作业。

三、预防机械伤害：

1、使用手锤必须认真检查锤头不得松动，锤柄无裂纹和油渍，使用手锤不得戴手套，挥动方向不得站人。

2、检修大设备时拆卸和搬运时，作业人员应配合好，防止碰伤、砸伤。

微载波班、交换机班

一、防止触电事故的发生

1、要严格执行工作票制度，认真开展作业前危险点分析，手持式、携带式、移动式电气设备要定期进行试验，不合格的严禁使用。

2、对停电设备作业前应先验电，确认无电后方可开始工作。

3、认真核对作业地点，设备标牌，开关拉合方向，作业环境。

4、近电工作采用防护绝缘板进行隔离，确认安全后方可工作。

5、认真执行监护人制度。

二、防止高空坠落：

1、进入现场工作必须戴好安全帽，系好安全带，作业点没有挂安全带条件的，应设置挂安全带的安全挂绳，安全拉干等，以防止人员高处坠落；4米以上的作业，必须设一道水平安全网。

2、攀登作业时，梯子必须坚固，梯子与地面不夹角为60-70度，梯子脚要有防滑措施，梯子顶端要捆扎牢固。

3、要定期对高处作业人员进行体检，凡患有高血压、心脏病、癫痫病的人员禁止从事高处作业。

电力设备无线通讯流量控制机制研究 第3篇

【关键词】无线通讯；流量控制；技术

一、前言

随着电力设备的广泛应用，越来越多电力设备使用GPRS或CDMA等模式的无线网络将数据传输到主站系统，无线通讯提高了设备数据准确率，同时也存在因流量产生的费用问题和通讯中断问题。目前无线运营商对使用无线网络通讯的电力设备主要使用流量包月方式收费，当电力设备由于软件设计、硬件故障、网络环境等原因频繁连接网络或发送大量数据到主站系统时，可能超出包月流量限制，这时额外的流量产生额外的费用，也可能因为流量超标造成通讯中断问题。

二、流量超标原因

1.设备软件设计存在BUG：因软件算法设计失误，造成在特殊情况下，设备主动发送大量数据到主站系统，增加数据交换量，时间久了就会超过规定的流量。

2.设备硬件故障的原因：设备存在硬件故障，造成终端的无线模块长期处于频繁登陆无线网络状态，增加数据流量。故障现象如：开关电源供电不足，无线模块刚连接无线网络获得IP，就重新启动等。

3.设备的参数设置错误：错误配置的无线网络连接参数，如APN、主站IP、主站端口号、设备在主站所建立的档案等，造成装置无线连接上主站而长期处于繁登陆无线网络状态，增加数据流量。

4.无线网络环境异常：无线网络容量不足或网络信号差，造成装置因通讯失败而重新连接主站系统。

5.主站系统异常：因主站系统没有连接无线网络造成设备长期处于频繁登陆无线网络状态，增加数据流量。

三、无线通讯流量控制机制

1.修改TCP/IP协议Keep-Alive参数

在TCP中有一个Keep-Alive的机制可以检测死连接，原理是TCP/IP会在空闲了一定时间后发送数据给对方：

1）如果主机可达，对方就会响应ACK应答，就认为是存活的。

2）如果可达，但应用程序退出，对方就发RST应答，发送TCP撤消连接。

3）如果可达，但应用程序崩溃，对方就发FIN消息。

4）如果对方主机不响应ACK，RST，继续发送直到超时，就撤消连接。

TCP/IP协议默认的Keep-Alive时间参数就是2小时。为减少因Keep-Alive机制产生的流量，可以将电力设备的Keep-Alive参数调整到6小时。

2.增加PPP拨号延时机制

电力设备一般使用PPP拨号连接无线网络，为减少不断拨号产生的流量，增加PPP拨号延时机制，当首次PPP拨号失败后，立即重试三次，然后每增加一次PPP拨号，两次PPP拨号之间时间间隔按比例增加。

3.过滤设备主动上报数据

根据电力设备与主站通信规约，限制一般事件主动上报次数，报警数据上报三次失败就认为已经上报过，不再补报。日常数据补报，只报上次没有上报成功的数据，防止数据重复上报。

4.登陆、心跳延时修改

PPP连接成功后，设备与主站通信规约在登陆、心跳报文失败之后，立即重试三次，然后再启用延时机制。默认登陆延时10分钟，心跳延时30分钟。

5.连接主站延时修改

PPP连接成功后，与主站连接失败，立即重试三次，然后再启用延时机制。默认连接延时30分钟。

6.增加流量统计和流量上限限制功能

统计设备每天的总流量，并保存成文件；在此基础上，设置一个上限值，当装置流量超过该上限值，立即掉线，下一天再进行连接。

7.修改设备软件远程升级

实现设备软件模块设计，需要做的是将装置程序的一些底层包和规约编译成动态库，并实现模块的自动加载，减少因通过远程升级程序消耗的流量；使用更加优化的压缩算法，减小需要升级文件的大小。

8.加强无线模块质量检查

电力设备通过无线模块连接无线网络，为避免因硬件故障造成的流量超标，首先要确保无线模块的质量，对于出厂检测信号强度低（如加长天线后信号强度<-80db）、误码率高（如误码率>1%）的模块，不能使用；另外要确保无线模块与设备的组装质量，重点检查模块的焊接质量和周边芯片的焊接质量，经常掉线的模块，不能使用；

四、流量控制机制应用情况及效益分析

广西供电局在应用电力负荷控制设备时，广西供电局主站安装防火墙，屏蔽没有列入信任列表的IP，由于部分设备使用的SIM卡没有添加到防火墙信任列表，导致这些设备能上线移动网络，但与主站不能连接成功，因为不断连接主站造成流量超标，单台终端月流量超500M以上，产生大量额外费用。在设备上应用流量控制机制后，设备每月流量都低于包月流量，为供电局减少大量费用损失。

广东供电局在应用配变监测设备时，设备运行后主站并未开机，导致设备无法登陆主站。原有机制下设备会不断重复尝试连接主站，在连接的过程（获取IP地址等信息和建立SOCKET连接的过程）产生了大量的数据流量。在设备上应用流量控制机制后，设备每月流量都得到良好控制，也减少对无线网络资源的占用，创造很大的经济效益和社会效益。。

五、结束语

通过应用无线通讯流量控制，供电局可以避免因流量超标造成的额外经济损失，也增强设备生产商的产品性能，同时减少浪费宝贵的无线网络资源；然而因为控制机制的复杂性，必须加强对机制实现方式的研究，既要实现流量的控制，也要保证重要数据的准确传输。

装卸桥无线通讯控制系统改造 第4篇

1 改造方案

将从站的PLC从固定电力室迁移到主站的移动电力室内, 用大约1.5m的屏蔽电缆进行通讯联络, 并利用一套独立无线控制设备模拟原控制电路, 取代原有的148m通讯电缆, 彻底解决通讯电缆在移动中经常断裂的故障。无线通讯模块原理见图1。

图1中I12.0I12.7为原固定电力室PLC输入信号的控制线, 因PLC已迁移至移动电力室, 所以利用无线设备B机将原有输入开关量通讯到A机, 再由A机输出接到PLC原有输入模块的相应位置。输出部分与输入部分原理相同, 发射与接收相反。每一套无线控制设备都分为A、B二机, A、B机之间能相互发送与接收。

2 电气控制原理

改造前后的电气控制原理见图2。

当系统上电时, 无线通讯设备A机 (移动电力室的司机操作台) 内部发射继电器KA1得到DC24V电源驱动命令并发出信号, 与其一一对应的无线通讯设备B机 (固定电力室) 接收继电器K1得电, 其接点闭合, 模拟了SB停止按钮在线路中的作用。当按下SB启动按钮时, A机发射继电器KA2得电并发射信号, B机接收继电器K2得电, 其触点闭合, KM接触器得电自锁, 电动机正常工作。同理, 当按下SB停止按钮时, B机接收继电器K1断电, 切断控制电路, 电动机停止。通过对SB启、停按钮的改造, 省去了原有1*2-1到2*2-1;2*2-3到1*2-3;2*2-5到1*2-5三根控制电缆。

注: (1) 为固定电力室; (2) 为移动电力室司机操作台;线号中1*2为固定电力室端子;2*2为移动电力室司机操作台端子。

3 安装调试中出现的问题

1) 当系统上电时, 所有的停止按钮或急停按钮对应的发射和接收继电器都长时间得电, 对无线通讯设备内部继电器造成较大损害。

解决措施:将原有SB停止按钮或急停按钮所用的常闭点改接为常开点, 利用无线通讯设备, 加装中间继电器来实现对原控制回路的模拟。具体办法 (见图3) 当系统上电时, SB停止按钮处于常开状态, 无线设备没有工作, 无线设备B机内部继电器K1断开, KW中间继电器辅助常闭点保持原有状态。停机时, 按下SB停止按钮, 无线设备A机内部继电器KA1得电并发送信号, 无线设备B机内部继电器K1得电, 其触点控制KW中间继电器得电, KW常闭点变常开, 切断控制电源, 设备停止运转。

2) 改造后两地控制线路无法正常启动问题

安装调试过程中, 两地控制的回路无法正常工作。经检查, 发现是在无线系统改造过程中, 将原有的控制拖缆拆掉的同时也将固定电力室端子排上的跨线拆下, 导致机旁按钮盒电缆与控制回路断开。经电气维修人员校对后, 将机旁控制电缆按图纸重新接入固定电力室相应端子后, 控制回路正常。

3) PLC输出模块电源问题

系统上电运行时, 从站PLC输出模块没有工作。维修人员检查发现, PLC输出模块没有接入-24V电源。这是由于PLC输出模块为继电器式, 需要外加工作电源, 否则无法工作。按图1中虚线方式接入-24V电源后, 工作正常。

4 改造后注意事项

要保证接收机和发射机接线端子的接线良好及室外天线安装的位置和角度, 避免因线路虚接及天线接收信号不好导致A机与B机通讯联络出现中断故障。另外, 由于北方冬季气温寒冷, 对无线通讯控制箱内的电子元器件要采取保温措施, 首先保证控制室室内的环境温度, 其次采用加热设施和保温设施对设备进行局部保温, 以便设备能够正常工作。

5 改造效果

项目改造完成后, 一次性通过了试车运行, 至今运行正常。

1) 用无线通讯设备取代了原有控制电缆线, 在维护保养方面减少了设备故障率和减轻员工劳动强度, 并且从成本上节省了大量资金。

通讯控制 第5篇

浅议变频器与PLC的无协议通讯控制教学 作者：王 洪

来源：《职业·下旬》2012年第04期

摘要：变频器与PLC的无协议通讯控制，在工业自动化控制中得到广泛应用。许多院校已经引入了该部分的教学内容，而这部分内容对初学者而言，理解难度较大，在教学过程中讲解难度也较大。本文以三菱E700变频器与FX系列PLC的RS-485无协议通讯控制为例，阐述变频器与PLC的无协议通讯控制的教学。

通讯控制 第6篇

关键词：桥式抓斗卸船机；变频器；交流变频；硬软件组态

中图分类号：U653 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0054-02

1 概述

桥式抓斗卸船机是散货码头的重要机械，其电气控制系统的可靠性对设备的稳定运行至关重要，Drivebus光纤通讯采用CI858通讯模件通过NDBU-95连接到多传动单元，通讯速度快，除数据交换外，还提供监测、诊断功能，并提供特殊的I/O接口，可实现传动之间的高度同步，提高了我们控制系统的可靠性、稳定性和通用性。全数字化光纤通讯模式的抗干扰能力强、测量精度高，借助数字双向传输的特点和先进的设备管理系统，更有利于设备的可靠运行。

2 系统介绍

我公司的主导产品桥式抓斗卸船机，电气控制系统主要包括PLC控制器、5大机构变频器和电机、编码器、管理系统等主要部件，卸船机的工作过程采用由抓斗升降、开闭及小车牵引三个机构组合成四卷筒机构，通过四个卷筒上钢丝绳的收放完成抓斗闭合取料、打开卸料。主要机构包括起升机构、开闭机构、小车机构（与俯仰机构共用同一变频器）、大车行走机构。传动都采用交流变频控制。变频器选用ABB公司的ACS800提升机控制固件变频器。

3 系统硬件配置及说明

卸船机电气控制系统PLC选用AC800M系列，CPU选用PM856。PLC与变频器通讯模块选用CI858及NDBU-95通讯模件，变频器上增加DDCS光纤通道适配器RDCU-02C。将光纤插入NDBU-95的master通道，与变频器连接的光纤插入CH0～CH3通道。

硬件网络拓朴结构图如1所示。

4 软件配置

4.1 AC800M配置

采用AC800M编程操作软件Compact Control Builder 5.0进行配置，打开A Compact Control Builder 5.0，在“Controllers”——“PLC_1”——“Hardware AC 800M”上点击右键，选择“New Unit”，再选择“CI858”来配置模块。

4.2 激活CI858传动通道

打开AC800M编程操作软件Compact Control Builder 5.0，在“Controllers”——“PLC_1”——“Hardware AC 800M”——“CI858”点击右键，选择“New Unit”——“Drive Channel”来激活CI858传动通道。

4.3 配置ACS800变频器

CI858第一端口通过光纤与传动CH0连接， 然后在编程软件里“0 Drive Channel”上点击右键选择“New Unit”——“ABB Engineered Drive”来添加变频器模块。

以同样的方式对其他变频器进行配置，共配置起升、开闭、小车/俯仰、大车等4个ACS800变频器，站点号分别为1、2、3、4，站点号必须与参数98.4设定一致。

4.4 ABB变频器（提升机应用程序+N652）参数设置

按照RDCU-02C适配器模块的用户手册进行硬件调整：

参数98.2（Comm.Module） 设为：ADVANT

参数98.4（CHO NODE ADDR）设为：1（其他三个变频器设为2、3、4）

参数71.5（DSET BASE ADDRESS）设为：10（用于和PLC进行现场总线通讯的第一个数据集的数据集号）

这样就完成了AC800M与变频器之间的基本通讯设置。其他通讯参数设置请参照《ACS800提升机应用程序7.x》，在PLC动态数据表中设置变量，并且下载在线后，在图2的Status里可以观察到过程数据的数值及变化。

5 Drivebus光纤通讯在卸船机应用的特点

卸船机抓取物料时，应将主令开关往闭合方向打到最大位置，紧接着再往起升方向打到最大位置，此过程应在两秒的时间内完成。这样，开闭电机自动加速至稳速运行，快要闭合时自动减速，实现软件闭斗，与此同时，起升电机松开抱闸，进入电流环控制，使起升钢丝绳有一定的上提力，以保证抓斗在闭合过程中能往下沉抓满物料，并且保持起升钢丝绳不松弛。在抓斗达到闭合位置时，使开闭电机也转入限负荷控制（电机电流约为额定电流的50%左右），时间为0.5秒，从而使起升绳与开闭绳在抓斗上升之前负荷基本平衡。然后起升、开闭以负载平衡的方式提升抓斗，使起升、开闭电机的转矩分配均匀，钢丝绳受力均匀，若抓斗处于打开状态，则自动投入位置平衡，使抓斗在升降过程中保持开度不变。该过程中需要双机构协同控制，变频器必须将电机的电流、转矩和位置参数通过Drivebus发送到PLC，PLC经计算后再将控制参数发给变频器进行控制。

卸船机抓斗在抓料卸料的半自动循环运行过程中需要实时计算抓斗的位置；抓斗开闭自动化需要开闭机构的位置检测数据。因此，做速度闭环控制的光电编码器通过ACS800变频器转换成位置数据通过Drivebus传送到PLC，这样比早期系统省去了一个专门检测位置的绝对值编码器。正是应用了Drivebus光纤通讯技术，也使卸船机监控管理系统能够实时、快速、准确地采集到丰富的数据，以满足人机界面运行图、趋势图、报警、安全联锁和数据管理等需要。Drivebus光纤通讯响应速度是目前所有通讯方式里最快的一种，因而更加适合全数字交直流调速系统对于快速的时间响应要求，从而大大提高了效率。

6 结语

采用Drivebus光纤通讯，不但和其他总线通讯方式一样，节省了相关硬件费用，如I/O模块、电源隔离器、控制柜、编码器方面的费用以及施工布线的费用，而且调试简单、抗干扰能力强、测量精度高，能够实现变频器之间的高度同步，从而提高了我们控制系统的可靠性、稳定性和通用性；同时大大降低了系统运行、维护费用，为卸船机整机的安全生产提供了重要的技术保障。

参考文献

[1]ABB公司.Drivebus适配器模块RDCU-02C用户手册[S].

[2]ABB公司.ACS800提升机应用程序7.2x[S].

[3]ABB公司.ABB CBM组态指南[S].

无线通讯在工业控制中的应用 第7篇

关键词：无线通讯,工业控制,WLAN,无线射频

早期的工业控制采用金属线路进行数据的传输, 但存在以下几方面问题:

1) 传输距离短。如RS232双绞线传输方式等, 即使增加驱动电路, 但仍然受到很大的限制, 一般通讯距离小于20m。

2) 数据传输过程存在衰减。如现在用于工业控制的RS485双绞线有线传输方式, 网线传输方式, 这两种传输方式提高了传输距离, 但随着传输距离的扩大, 线路的阻抗对信号产生很大的衰减。

3) 无法满足长距离运动部件的控制需求, 投资增加。有线控制方式通过线缆传输信号, 长距离传输时需增加相应的线缆托架, 增大设备布置空间, 增加设备驱动负荷, 并且线缆在频繁往复运动过程中易出现故障, 总体投资增加。

为了克服以上问题, 无线通讯技术成为了主要的研究方向, 随着无线网络技术的发展, 尤其是随着计算机网络技术使得无线通讯网络得到了广泛的应用。WLAN (无线局域网络) 技术能够在工业控制中, 为各种智能设备、机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构, 在很大成度上弥补了有线网络的不足, 在无线射频领域, 工业控制也有很大的发展, 各种通信模块被大量使用, 从而进一步完善了工业控制网络的通信性能。

1 无线通信工业控制的架构

基于无线通信的工业控制的架构可分为两种, 一种是以PC机为控制器的工业控制系统, 它与无线网络的接入由无线网卡完成, 与MCU的通信由数据线和地址线完成, 外部的局域网, 则使用网络服务器和无线路由来搭建。这样的控制系统投入的成本较高, 但这种无线局域网络采用的是标准的网络通信协议, 可以随时接入外围的无线网络PC便于无线网络的扩展和兼容;另一种是以单片机和无线射频模块构成的工业控制器。采用这样的方式适合于小型的工业现场进行自动化控制, 一般情况下他的控制器以单片机为主, 利用无线发送和无线接收模块实现远距离的数据传输, 再通过传统的串口通信协议实现无线模块与单片机之间的通信。

2 基于无线通讯网络协议的控制

2.1 无线网络的通信协议

采用无线通信协议网络实现工业控制, 主要采用PC机的形式进行控制, 在工业自动化领域中被广泛使用的无线通讯技术协议是:IEEE 802.15.4 (ZigBee) , 它主要适合于无线短程网络;如果是进行短程视频监控的大量数据交换时, 则采用IEEE 802.15.3协议;而对于较大范围和较大信息传输量的无线局域网, 采用的是IEEE 802.11协议。其中被广泛使用的是无线短程网和无线局域网。

以太网在控制网络的使用中得到了广泛的应用, Internet TCP/IP协议已经成为了自动化应用中的标准, 以太网可以是企业网络与控制网络有机的结合在一起, 可以使熟悉办公领域的操作人员快速的适应工业自动化领域的网络控制。

2.2 基于PC机的无线网络工业控制

采用WLAN无线通信网络是基于无线网卡上的通讯, 传输的速度取决于无线网卡的传输速度, 现在主流的无线网卡的传输速度为54Mbps, 计算机可以利用网卡给各个控制器分配一个随机的IP地址, 通过AP (无线接入点) 使每台PC与当前的网络相连, 检测所分配的IP地址是否与网络上的其它地址有冲突, 若无冲突, 则PC接入到无线网络, 当接入大量PC机后, 就实现了点对多点的网络拓扑结构, 这样就形成了以PC为单元的控制网络。进行无线控制操作时, 可以通过无线局域网将主机上的控制信号传输到通信网络中, 然后接收网络可以利用隔离信号转换器将转换的控制信号通过RS-232或者RS-485通信, 传输到控制设备上, WLAN无线通信控制的框图如图1所示, 这些通信协议是基于IEEE 802.11B和以太网IEEE 802.3标准。现代工业传感器可以与无线传输模块集成到一起, 这样将大大简化检测部件的电路, 使得检测单元可以随时随地的进行实时检测, 整个工业现场的布线也大大简化。如水泥厂中的窑炉温度检测器, 可以利用无线传感的技术, 将采集到的热能量信息传送到主监控室中。采用局域网进行工业控制, 还可以实现与以太网的连接, 可以通过Internet进行远程系统信息的交换, 这为构建远距离控制系统提供了传输平台。

2.3 基于ARM控制器的无线网络工业控制

在进行特定的工业控制时, 传统的PC机不能实现特定的数据采集, 和对外围设备的控制, 这时我们可以采用ARM嵌入式控制器, 这样可以更好地针对于我们的控制要求, 来设计我们所需的工业控制器。当前ARM内核的主频已经能达到700MHz, 已经能够满足一般的工业控制要求的速度, 对于特定领域的工业控制来说采用ARM控制器已经成为了一个研究的重点。在无线控制领域ARM也得到了广泛的使用, ARM控制器中可以利用片选端与无线网卡相连, 并通过数据线和地址线将数据传送到总线上, 通过自行设计电路, 减少电路上的布线, 可以提高数据在总线上的传输速度。另外, 采用ARM控制器可以降低无线网络的搭建成本, 减少PC机的使用。若要实现网口的正常通信则需要编写相应的网口驱动程序, 这样就能将嵌入式技术融入到无线局域网络中, 使得工业控制更能满足专业化的控制。

2.4 基于无线传输模块的无线控制

在工业控制中还大量采用单片机与无线传输模块结合, 或者嵌入式控制器与无线模块结合的控制方式, 采用这样的控制方式有很大的优点。不需要建立无线局域网, 从而节省了构建局域网和维护它的费用。无线模块的安装也较为方便, 占用空间较小。无线模块一般采用RF射频的方式进行传输, 传输频率为315、433、868、915的工业级频段。常见的无线发射模块有CC1100, CC2500, 这些通讯模块通常采用的是SPI, 或者RS232串口通讯, 设计时可以直接将这些通讯模块与单片机相连, 这样可以大大简化工业控制设计, 设计时还应将通讯模块与控制模块分开, 这样就使通讯模块具有很强的通用性, 可以与其他的控制芯片结合做成新的控制器, 这样大大节约了成本。采用无线通讯模块与单片机构成的工业控制框图, 如图2所示。

3 结论

从有线到无线, 现代的工业控制越来越趋向于无线控制, 通信协议也将越来越标准化, 无线通讯网络与无线通讯模块的结合会使得工业控制变得更加的完善, PC机的使用将扩大WLAN局域网的使用, 这些都会令操作人员的控制的范围越来越大, 除此之外, 现代无线通讯在网络安全和数据传输速度上和传统的有线传输相比还存在很大的不足, 这些问题还有待于研究开发人员要进一步的完善, 无线控制将对未来工业控制起到重要的作用。

参考文献

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[9]刘永顺.无线传感器网络及其应用[J].安阳师范学院学报, 2009 (2) :44-46.

通讯控制 第8篇

CERNET是完完全全由我国技术人员独立自主设计、创建和经营的计算机互联网络, 是我国互联网技术研究的领头羊, 拥有着十分雄厚的技术实力。在网络建设的期间, CERNET还特别重视加强网络安全事务, CERNET在海内第一个网络紧急相应中心CCERT就是在1999年建成并且供应服务的。截止日前已经有两千多起大大小小的网络安全事件被CCERT小组先后处理了, CERNET正常的网络运行秩序得到了有力的保障, 这也促使CERNET进一步有效地提高其网络管理的水平。

二、监测质量的渠道

基于通讯工程的网络服务应该受到一定的质量检测, 这里不得不说到专门为通讯行业制定出来的质量管理标准TL9000。它是由QUEST基于ISO9000开发的, 来自电信行业首要代表决议, 通过制定行业专业标准以及清晰的目标, 达到持续改良的目的[1]。

TL9000是一套专为通信行业拟定的质量管理系统, 以ISO9001:2000标准为基准要求, 加之通讯行业的广泛运作, 包含有质量管理体系及衡量指标为标准根本。该标准设立了衡量指标, 对要求和指标进行分类, 要求更加明确, 明确了质量目标的量化, 建立了产品生命周期模型, 更注重于计划, 增加了质量改善和客户满意度, 强调客户与供方的沟通。

三、网络服务的控制系统

为了可供用户更加方便快捷地进行监测任务的管理, 还需要灵活的配置方式;还要有变通的接入方式, 有利于任何网络结点接入。CONSOLE是分布式监测平台的管理中心和数据中心, 主要有操作控制服务器、Web服务器、数据库服务器、Linux操作系统和Oracle数据库。

PROBE是用来实行定期或及时的网络性能监测任务布置在运营商网络中的各个不同级别测试点的硬件探针设备;PROBE通过以太口接入网络中, 可以作为测试的源点, 也可以作为测试的目标点;支持静态IP方式, 也支持PPPOE动态拨号及DHCP等方式;支持NTP时钟同步;支持远程自动升级。

四、流量监控体系的计划及其利用

在设计流量监控体系的时候, 必须充分考虑到用户的需求, 并且遵循以满足用户的需求为设计目标的体系设计原则。拿一个比较普遍的例子来说, 我们都知道, 中国教育和科研计算机网 (CERNET) 的一大核心网络校园网目前在中国的运行环境有着空前绝后的壮阔。由此看来, 对其的监测和控制的工作也就不容小觑了[2]。

CERNET主干网的网络服务质量监测和管理系统在主要节点上运行, 主要由服务质量监测系统、服务质量控制系统和基于政策的计费系统这三大功能区构成。服务质量监测系统和服务质量控制系统功能大同小异, 也就是对校园网流量进行监测和控制, 最大化分配出口带宽合理利用校园网资源。而基于政策的计费系统我们应该比较熟悉了, 其实主要指的是基于部分服务质量来收取一定的费用, 并在计费系统上给予显示, 也就是我们常说的有偿服务。而收费服务一般也是有个度的, 所以这里不得不提到校园网流量监控策略。该策略主要解决了通过获取网络流量数据并对其进行更为深入的量测, 进而把握收集的流量特点, 如用户的行为特征或网络应用服务的使用情况等, 为更加精细化的流量控制供应了数据方面的支持。制定校园网的流量管理控制策略, 可以优化带宽的使用, 解决非关键应用对带宽的不合理占用, 网络拥塞及网络安全隐患等问题。从而保障正常的科研、办公、教学等网络应用的运行, 提高主要业务的服务质量, 使得用户得到更好的上网体验。

结束语

系统从设计到完成经历了一个复杂的过程, 真正的运转需要一定的管理, 监测的职能主要是反映在用户的实际需要, 问题的改善等方面, 监测系统必须紧紧围绕系统的管理和使用, 保证整个系统发挥应有的功能, 保证通讯工程的网络服务质量监测和控制的完善。与此同时, 通过对网络的纯熟运用, 对服务质量、流量工程技术的应用, 实现对网络的测量、控制、管理方面也仍需完善。

参考文献

[1]杨祥.流量控制系统原理分析[J].电子商务, 2010 (12) :50-51.

通讯控制 第9篇

基于Linux嵌入式系统的智能控制节点, 是一种以ARM[1]板为硬件平台, Linux操作系统[2]为软件平台的智能系统。它主要是通过嵌入式网页以及脚本完成远程交互、与其他智能终端节点的通讯和控制。该智能节点不仅能作为控制中心控制其他终端节点, 而且可以作为一个处理单元嵌入到其他控制系统中。在研究本节点系统时, 通讯接口是整个系统的关键部分, 而接口的好坏及是否标准化是影响节点多样性及扩展性的关键。因此, 与其他节点间的通讯必须要有统一的协议标准。

本研究提出一种新颖、独特的分层处理协议以保证系统的正常运行。

1 工作原理和设计方法

协议层包括:数据链路层、网络层以及应用层。本模块拟采用RT108无线通讯收发模块, 与控制节点的RS232[3,4]串口连接。智能控制节点的CPU通过串口发送数据, 无线收发模块收到数据后以射频的方式将数据发送出去。其他终端节点或智能控制节点进行接收, 并对数据进行解析, 以实现系统功能。无线通讯部分的框图如图1所示。

参照网络通讯协议[5], 对通讯数据进行如图2所示的协议栈分层处理。主控板上的用户数据经过该协议栈处理后, 通过串口发送到无线收发模块, 然后通过无线收发模块的处理以射频方式发送出去。而对于接收端来说, 首先通过无线收发模块的接收处理, 然后通过串口发送到主控板, 主控板对于串口接收到的数据进行该协议栈的反向处理, 以得到用户数据, 并交给相应的用户进程处理。

下面对每层协议的具体组成进行描述:

(1) 数据链路层。用于表述从串口接收到的完整的1帧数据。链路层数据帧格式如下所示:

其中:010标识数据帧头 (1个字节) , 010, 003标识数据帧尾 (2个字节) 。当数据区出现010时, 使用两个010来表示010。因此在做发送和接收处理时, 需要增加检测净荷数据的操作。当连续接收到010和003时认为是1帧结束。

(2) 网络层。用于表述数据的目的地和发送地, 对数据进行路由处理。网络层数据帧如下所示:

其中:目的地ID表示接收者的ID标识, 是惟一的 (1个字节) ;源地ID表示是发送者的ID表示, 也是惟一的 (1个字节) 。由底层链路进行处理, 将相应的节点数据路由到相应的处理队列。

(3) 应用层。用于表述用户的应用数据, 应用层数据帧如下所示:

其中:控制节点类型为1个字节, 标识远端控制节点的类型, 供判断是哪种控制节点收发的数据;控制节点ID为1个字节, 标识远端控制节点的自身ID号, 供判断是哪个控制节点收发的数据;终端节点类型为1个字节, 标识终端节点的类型, 供判断是哪种终端节点收发的数据, 可以是机器人也可以是其他的终端节点;终端节点ID为1个字节, 标识终端节点的自身ID号, 供判断是哪种终端节点收发的数据;消息号为1个字节, 标识消息类型, 供扩展消息使用;消息长度为1个字节, 标识消息体长度;IE数据类型, 具体标识传感器数据的类型, 如红外、碰撞等;IE数据长度, 标识传感器数据的长度。

数据通过如图2所示的协议栈后, 各层数据帧如图3所示。

2 应用举例

本研究根据上述应用规则定义了智能控制系统[6]与机器人终端节点无线通讯的帧格式, 如表1所示。

其中, 消息号字段取值:0标识控制命令;1标识控制命令回应;2标识命令执行失败;3标识环境数据请求;4标识环境数据响应。

IE类型字段取值:0停止;1前进;2后退;3左转;4右转;5旋转;6唱歌;7光敏传感器;8红外传感器;9光编码器传感器;10碰撞传感器。

数据1取值:v速度;t时间;L左光敏值;R右光敏值;Z障碍位置;M光编码器值;P碰撞位置。

譬如控制节点需要1号机器人终端以速度v前进时间t。那么控制节点形成的帧格式为:

控制节点需要1号机器人终端上报光敏传感器的值, 则控制节点形成的帧格式为:

同时, 还可以随机增加命令及需要上报的数据等。

在试验过程中使用该规则, 具有非常方便有效的优点, 能满足系统的应用要求。从而也验证了该规则定义的正确性、可行性和可扩展性。

3 结束语

本研究详细制定了一种简单的通讯协议标准, 不仅满足上述系统的需求, 也满足其他任何以串行通讯为基础的设备的通讯需求。且在基于Linux嵌入式系统智能控制节点的系统中得到了很好的应用。试验结果表明, 该应用协议的可靠性、适用性、可扩展性强。

参考文献

[1]徐英慧.ARM9嵌入式系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.

[2][韩]俞永昌.Linux Driver by Yoo Young Chang[M].Han-bit Media.Inc., 2006.

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[5]FOROUZAN B A, SOPHIA C F.TCP/IP Protocol Suite[M].北京:清华大学出版社, 2001.

通讯控制 第10篇

随着自动化技术的不断完善和发展, 在工厂自动化和物流自动化系统中, 自动输送线得到了广泛的应用, 在电气控制设备中, 可编程逻辑控制器的应用较为成熟, 可编程逻辑控制器的顺序控制能力较强, 并且具有良好的逻辑运算和控制能力。它同样能够熟练地进行模块化操作, 方便编程, 为系统的可靠性提供保障。在内部硬件电路的约束下, 可编程逻辑控制器的运算速度以及处理数据的能力要比PC机差很多。基于单片机通讯的自动输送控制系统还有待进一步发展和完善, 以更好的发挥应用效果。

系统结构

上图为输送线的运转流程图, 图中流程图的椭圆型部分即上半部分就是工件循环的整个流程示意图, 最下端的直线型结构代表工件的直线流程, 整个结构一共设有九个工位, 工件进入支线流程前, 并没有完成循环流程中的等待, 当支线流程有工位在空闲状态时, 工件则进入到支线流程中, 完成支线流程后再次返回到循环流程中。

图中各个工位在整个作业的流程中, 利用可编程逻辑控制器来有效控制电磁阀的开启和闭合, 开启电磁阀, 挡停器就会升起, 反之则下降, 这样就可以实现允许工件通过或者阻止工件通过的过程。通过对电磁阀开闭时间的控制能够进而控制工件所在工位的停止时间。这些基本控制功能都是由PLC (可编程逻辑控制器) 来完成的, 由于循环流程需要在判断支线是否空闲的前提下来进入支线流程, 因此如果支线空闲则进入, 如果支线处于繁忙状态则在循环流程中等待。当工件完成支线的流程以后需要再次返回到循环流程, 这时也应当检查循环流程中有没有工件在此时正要通过交叉路口。如果有工件通过交叉路口, 就需要等到这个工件通过交叉路口之后, 等待的工件再回到循环流程中, 也可以让循环流程的工件等到支线的工件回到循环流程后再通过交叉路口, 假如两个工件都各自照常通行, 就必然会发生工件的碰撞现象。假如循环流程中有很多工件, 有的工件已经完成操作程序, 而在这些工件之前的工位还没有完成操作, 这时完成操作的工件就需要等待前面工件完成操作, 当前面的工位处于空闲状态后, 才能离开自己的工位向前流动。

由上文描述工件的循环流程能够发现输送线的整个运转流程非常复杂, 仅仅由PLC来完成操作, 就会增加操作的难度。但是将计算机与PLC相结合使用, 操作程序就会比较轻松, 将计算机和PLC机连接在一起, 实现通讯联系的功能, 计算机会发送相应的指令利用PLC来检查流程中每个工位所处的状态是空闲还是繁忙, 通过查询, 可以了解运转流程中的状态, 以确定下一步的操作流程, 同时及时发送相应的指令通知PLC完成下一步应该进行的操作程序, 实现在合理、正确的流程下让PLC有序的完成工作。

通讯机制

计算机与PLC的通讯协议和通讯机制是基于单片机通讯的自动输送控制系统中的核心技术。本文中计算机和PLC通过计算机上的串口实现通讯, 采用三菱公司FX2N系统的PLC, 这种系统本身仅仅设有编程接口, 而没有RS232接口, 要想实现与计算机的RS232口通讯, 就需要安装FX2N-232-BD模块。在PLC中规定了一些特殊寄存器来用于串口通信, D8120通讯格式寄存器是这些寄存器中最重要的一个, 它有16位, 规定了串口通信参数, 下表为各位的意义:

在PLC程序中进行串口通信时, 对D8120值的设定是其中一项必要的程序, 比如设置串口通信参数为八位数据位, 偶校验, 停止位两位, 波特率为9500bps, 没有专用协议, 设有开始字符与结束字符, 没有控制线, 发送和接受DTR都检查, D8120的值则为十六进制数H038F, 相应的PLC中应当加入如下图语句:

在上位机PC中, 采用MSComm控件来用VC编写串口通信程序, MSComm控件为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。这种控件为串口编程的进行提供了很大的便利, 为程序员节省了很多时间, 同样可以将这种控件利用到VC、VB、Delphi等语言中。这种控件为系统提供了事件驱动法和查询法两种处理通信问题的方法。如果在串口接收缓冲区中有字符, 就可以采用该控件中的On Comm事件来捕获通讯事件。也可以利用On Comm事件来检查通讯错误并处理错误。在编程的过程中, 可以在On Comm事件处理函数中加入自己的处理代码。这种方法具有较高的可靠性, 而且能够加快程序响应的速度, 每一个串行端口都有相应的MSComm控件与之对应, 应用程序要想进行多个串行端口的访问, 就必须要通过多个MSComm控件, 这种查询方式从本质上讲属于事件驱动, 不过在多数情况下, 利用这种方法则有着明显的方便快捷性。在程序的每一个关键功能之后, 可以通过检查Coml Event属性的值来查询事件和错误。

可编程逻辑控制器故障的分析

当可编程逻辑控制器出现故障时, 首先应该对可编程逻辑控制器故障进行分析, 检查该故障属于全局性故障还是局部性故障。假如计算机上显示控制器的很多控制元件都在进行非正常工作, 并提示报警信息, 这是就需要对公共部分进行检查, 例如存储器模块和通信模块等。经过分析, 如果故障属于局部性故障, 就需要通过计算机提示的报警信息来确定故障原因。基于单片机通讯的自动输送控制系统的自诊断功能比较强, 一旦系统发生故障, 计算机发出报警信息时, 控制系统就能够较为迅速并且比较准确地确定故障部位, 进而找出故障发生的原因, 为维修人员及时排除故障提供保障;基于单片机通讯的自动输送控制系统是按照一定程序来完成各个动作的, 因此就可以通过动作的顺序来进行故障的诊断, 将系统正常运行时与故障运行时的情况结合在一起进行比较, 观察动作顺序的改变, 这样就能够发现不正常的地方, 进而准确查找到故障位置, 并诊断出故障原因。可编程逻辑控制器的程序同样可以用来诊断故障, 系统中有很多都是利用PLC程序来检查出来故障的, 屏幕上可以直接将某些故障的报警原因, 有些故障虽然可以将报警信息呈现在屏幕上, 但是并不能反映出报警原因, 另外有一些故障只是不执行动作, 并不产生报警信息。当系统故障为后两种情况时, 则要通过对PLC程序的运行进行跟踪, 通过PLC的状态显示信息, 对相关输入、输出等的状态进行监视, 从而确定出故障信息。

结语

通讯控制 第11篇

电力线载波技术利用电力线传输数据, 为实现远程数据的采集和传输提供了极大的便利。随着半导体传感器技术和通信技术的发展, 逐渐出现了电力载波远程控制系统。到20世纪90年代初, 电力线载波通信开始应用于电力线自动抄表、电网负载控制和供电管理等领域[1,2]。电力线载波通信与其它通信方式相比, 能够充分地利用现有的电力线资源, 具有很好的开发前景和应用价值[3]。在现代生产过程的检测和控制中, 远程控制系统应用越来越普遍[4]。电力载波的远程控制方式更具有普遍性、方便性和实用性。因此, 研究基于电力载波通讯技术的远程控制系统具有重要意义。本文基于电力载波远程通讯原理, 设计并实现了一种远程控制系统。

2 电力载波原理

电力载波通讯发送数据时, 发送端首先将数据以调频或调幅的形式调制在一个高频载波信号上, 经线路耦合后在电力线上进行传输;在接收端, 先经过线路耦合和信号滤波, 将高频调制信号从电力线路上滤出, 再经过解调和功率放大还原成原信号, 其具体原理流程如图1所示。

图中设计阻波器的目的是, 保证在数据通讯过程中使50 Hz的工频信号电流顺利通过, 并阻止高频信号向变电站侧损失。

3 基于电力载波的远程控制系统

3.1 远程控制系统组成

该远程控制系统的信号传输和处理过程如下:传感器输出信号转化为标准信号, 该标准信号再经过调制电路调制成频率信号, 然后经放大、耦合电路发射到电力线上实现远距离传输;在传输的终端, 频率信号被接收电路接收, 经过解调电路和放大电路处理, 把频率信号解调成标准的电压信号, 最后通过I/O卡件输入到计算机中。在计算机内部进行各种数据处理和控制计算, 并输出控制信号;然后控制信号经过I/O卡件再转换为电压信号;电压信号同样按照调制、载波传输、解调的流程传输到被控对象的执行器, 最终实现远程控制。该电力载波通讯远程控制系统的体系结构如图2所示。

3.2 信号调制发射电路

该远程控制系统调制发射流程如下:首先经过电压频率转换, 把电压信号转化为频率信号, 然后经调频调制电路调制到高频载波信号上, 最后经过功率放大和耦合发射电路发送到低压电力线上。

3.2.1 电压频率转换电路

该系统的电压频率转换电路把传感器输出的0～5 V电压信号, 按照线性关系转换成频率信号。电压/频率转换芯片采用AD650。该芯片可以实现精密的电压和频率之间双向变换, 而且频率范围宽, 非线性误差小, 具有外接电路简单、输入方式灵活等特点。本文设计电路图如图3所示。R1阻值选择大约在20～100 kΩ之间, 确保输入电流在0～6 mA的允许范围内;为降低内部积分放大器的输入阻抗并改善其瞬态响应, 在Uo与U-端之间由电阻R2 (5 kΩ) 连接;取R4=500 Ω, C3=1 000 pF, 以滤除干扰;另外, 作为定时功能的电容CT的大小也影响方波的频率, 设计取CT=300 pF, RP和R3在电路中对波形起调节的作用。

为了提高发射功率, 必须对频率输出信号进行功率放大。放大电路把信号的输出功率放大, 然后把信号送到耦合发射部分。放大电路除了能放大载波频率信号的发射功率, 还能阻止一些来自电力线上的干扰和电容电感产生的自激振荡。

3.2.2 耦合发射电路

高频信号接入到电力线中需要加一个滤波电路, 阻隔工频信号的干扰影响。目前工频滤波电路大都是用电容、电感、电阻组合回路滤波。根据电容阻抗计算公式undefined, 并结合实际试验测试, 最终电容取C=100 pF, R=100 kΩ, 以便实现对50 Hz工频信号的阻隔作用, 保证高频信号顺利通过, 具体电路如图4所示。

3.2.3 阻波器设计

阻波器是电力载波通讯及高频保护不可缺少的元件, 可以减少高频能量损耗。从理论上耦合电容与阻波器电感在选用频率下形成并联谐振电路, 对外电路相当于断路。故在设计中选用电感作为阻波器, 即低通作用使50 Hz的工频信号顺利通过, 同时阻止高频信号损失。

3.3 信号解调电路

3.3.1 选频电路

选频电路即前级滤波器, 主要为高通滤波器。其作用是, 一方面将干扰滤除, 另一方面保证输入与输出之间阻抗匹配, 以实现最大效率传递信号。由于载波的频率远远高于电网的工频频率, 就使载波信号顺利传输, 并阻止高压低频信号通过。本系统通过无源RC高通滤波器的串级, 实现选频滤波作用, 如图5所示。参数计算选择如下:为使载波频率信号衰减较小, 而对工频载波50 Hz能达到最大抑止作用, 高通滤波器的截止频率fp设定为4.8 kHz, 故取C=330 pF, R=100 kΩ。

3.3.2 频率电压转换电路

采用的AD650芯片对频率信号进行频率电压转换。通过频率波触发单稳态触发器, 触发器的输出高低电平受频率波的影响:高电平时使转换开关闭合, 实现对电容充电, 电荷积累的多少最终影响输出电压的大小。设计解调电路如图6所示。

输入频率信号fin首先经过微分电路 (取C3=0.1 μF、R3=500 Ω) 、VD (IN4148) 变成负脉冲, 然后加至比较器的输入端, 用下降沿来触发单稳态电路进入一个新的测量周期T1;转换后的直流电压从积分放大器的Uo端输出;取积分电阻Rin=47 kΩ与电容Cin=100 nF并联在Uo端与U-端之间;F/V转换器的输出电压与Rin、Cin、fin的乘积成正比, 调整元件的参数可以满度校准和零度校准。其它电路元件参数取值同电压频率转换电路 (见图3) 。

3.3.3 调零、调量程电路

为了能够调整随频率变化时输出电压范围的变化, 使频率变换的电压信号需要经过调零和调量程电路。该电路为加法器电路和反向电路串联。输出的电压经调零和调量程后, 即可达到实际控制要求。

4 实验结果

在传输载波电压为220 VAC, 传输最大距离为250 m的测试环境中, 对该远程控制系统的主要性能指标进行测试。 (1) 电压与频率之间的相互变换。实验测试电压与频率之间的相互变换精度, 具体测试数据参见表1。从表1可以看出, 电压与频率相互之间的转化基本为线性转化关系, 转换精度基本满足控制要求。 (2) 远程控制效果。按照图2所示结构, 组成远程控制系统。控制对象为实验室电机速度对象, 其转速范围为0～2 000 r/min, 对应输出信号为0～5 VDC, 其速度受控调节信号范围为-2.5～2.5 VDC;I/O卡件选取NI公司的NI6008卡;控制软件实现环境选择Labview 8.2;PID控制参数为KP=0.1, TI=0.5, TD=0。具体控制效果如图7和图8所示, 其中图7为本地控制效果, 图8为仿真远程控制效果。从图7可以看出, 该对象在本地控制时将设定值从1 000 r/min改变为1 800 r/min以后, 能够快速稳定控制。从图8的远程控制效果图可以看出, 同样将设定值从1 000 r/min改变为1 800 r/min以后, 也基本能够快速稳定控制。对比图7和图8可以看出, 远程控制时工艺变量干扰略多, 稳态时的控制精度要比本地控制时略低, 但控制效果基本满足控制要求。

5 结束语

本文基于电力载波远程通讯原理, 提出了一种远程控制系统。首先介绍了该电力载波远程控制系统的体系结构, 重点介绍了调制电路和解调电路的设计过程。最后通过实际电路检验该远程控制系统的性能指标。实验结果表明, 该远程控制系统性能指标和控制效果能够满足实际控制需求。本文对于实际电力载波通讯远程控制系统的研究和应用具有较好的参考价值。

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