基于低压PLC的可靠通信方案的研究与实现

摘要

针对目前低压PLC的可靠性差、通信距离短等弱点，通过对可靠性理论体系的研究，在分析、比较现有可靠性技术基础上，找到能更加有效改善低压PLC通信可靠性的实用技术方案。 在设计中选用集成了多种编码技术的LME2200C作为调制解调核心，其多载波跳频调制技术适合低压电网的通信环境。方案中使用了数字滤波、EMC设计等多种技术来提高低压PLC的通信可靠性。充分考虑到现实环境中的干扰状况，以及此方案未来在工控环境中的发展，选择Microchip公司专门为电机控制设计的的dsPIC30F3011作为控制芯片。最后，在实验室调试和在某供暖中心进行的实测过程中得到验证，这也为在工控环境下进一步推广低压PLC这种提供依据。在工业的产业升级中，低压PLC凭借其具有的“No New Wires”等方面的技术与资源优势必将发挥独特的作用。

目录

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声明

1绪论

1.1选题背景与意义

1.2 PLC发展概述

1.2.1 PLC系统介绍

1.2.2 PLC的特点

1.2.3 PLC技术应用与发展

1.3可靠性理论的研究

1.3.1可靠性研究的四层次结构模型

1.3.2不希望事件

1.4低压PLC可靠性研究思路

1.5本文研究的重点以及论文结构

2低压电网的通信特性

2.1电力网拓扑结构

2.2低压电力线信道的传输特性

2.2.1输入阻抗

2.2.2时变性

2.2.3衰减特性

2.2.4电磁兼容特性

2.3干扰与噪声

2.3.1低压电力线噪声分类

2.3.2低压电网中的噪声特点

2.3.3多径效应

2.3.4低压PLC通信模型

2.4低压PLC的关键

3低压PLC可靠性的研究

3.1跳频技术

3.2避错技术

3.2.1 EMC设计

3.2.2耦合电路

3.2.3选择过零点传输

3.2.4硬件合理布局

3.2.5网络规划

3.3容错技术

3.3.1故障检测与诊断

3.3.2故障屏蔽

3.3.3冗余技术

3.3.4软件容错技术

3.3.5编码技术

4低压PLC系统方案

4.1低压PLC系统方案

4.2低压PLC终端硬件方案

4.2.1芯片选择

4.2.2硬件整体方案

4.2.3信号调制及控制模块

4.2.4其他电路设计方案

4.2.5 PCB布局方案

4.3 dsPIC30F3011软件方案

4.3.1编程语言与环境

4.3.2软件总体方案

4.3.3低压PLC通信子程序

4.3.4过零检测子程序

4.3.5串行口通信子程序

4.4实验与结论

4.4.1实验思考

4.4.2实验方案

4.4.3实验与数据统计

4.4.4分析与结论

结束语

致谢

作者简介

附录

参考文献