一種基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線載波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波PLC(PowerLine Carrier)是一種利用輸電線路將信號(hào)以載波的方式進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。電力線載波模塊就是利用PLC技術(shù)，將信號(hào)的收發(fā)等處理模塊化，對(duì)用戶提供標(biāo)準(zhǔn)RS485/RS232接口。
[0003]在電力系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到多臺(tái)子設(shè)備與一臺(tái)主設(shè)備進(jìn)行匯流，或涉及到多臺(tái)子設(shè)備與一臺(tái)主設(shè)備通訊的問(wèn)題，如圖1所示，各子設(shè)備的輸出端與主設(shè)備輸入端之間都會(huì)有斷路器或具有斷路器功能的保護(hù)部件，其中主設(shè)備中的這種保護(hù)部件的數(shù)量與子設(shè)備的數(shù)量相等，電力線A和B，代表交流三相線的任意兩兩組合或兩相線，以及直流的正負(fù)線。
[0004]為了使各子設(shè)備與主設(shè)備之間通過(guò)電力線載波的方式進(jìn)行通訊和信號(hào)傳輸，一般將PLC模塊安裝在各子設(shè)備的輸出端，主設(shè)備側(cè)的PLC模塊安裝在主設(shè)備各并聯(lián)支路匯流后的總輸出端，從而實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信功能。
[0005]但是當(dāng)主設(shè)備中所并聯(lián)的多路支路中任意一路的斷路器斷開(kāi)后，與該支路相連接的子設(shè)備就無(wú)法與主設(shè)備進(jìn)行通信，顯然存在弊端。
[0006]為了解決圖1中傳統(tǒng)方案所存在的弊端，目前還有一種廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)框圖，如圖2所示，同樣子設(shè)備側(cè)，PLC模塊安裝在各子設(shè)備的輸出端，不同的是主設(shè)備中各并聯(lián)支路斷路器的前端分別安裝有一 PLC模塊。
[0007]圖2的系統(tǒng)框圖，雖然可以避免由于主設(shè)備中各支路中斷路器斷開(kāi)造成的通信中斷問(wèn)題，但是整個(gè)系統(tǒng)需要接入多個(gè)PLC模塊，從而增加了系統(tǒng)成本和安裝復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)及方法，降低了多個(gè)PLC模塊安裝帶來(lái)的復(fù)雜度和成本。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0010]—種基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)，該通訊系統(tǒng)由一臺(tái)主設(shè)備和多臺(tái)子設(shè)備兩部分組成，各子設(shè)備的輸出端與主設(shè)備采用電力線進(jìn)行連接;所述各子設(shè)備中均連接有斷路器或具有斷路器功能的保護(hù)部件，各子設(shè)備中斷路器的后端分別安裝有一 PLC模塊，用于各子設(shè)備與主設(shè)備進(jìn)行電力載波通訊;所述主設(shè)備是由N條支路并聯(lián)后匯流輸出，各并聯(lián)支路上均串聯(lián)有一斷路器或具有斷路器功能的保護(hù)部件;所述主設(shè)備中的所并聯(lián)的支路數(shù)N與系統(tǒng)中子設(shè)備的數(shù)量相等;所述主設(shè)備中N條并聯(lián)支路共用一個(gè)PLC模塊，用于主設(shè)備與各子設(shè)備進(jìn)行電力載波通訊，所述主設(shè)備中的PLC模塊有N個(gè)輸出繞組，N個(gè)輸出繞組分別與主設(shè)備中的N條并聯(lián)支路的輸入端對(duì)應(yīng)相連。
[0011]所述主設(shè)備中的PLC模塊的各輸出繞組的匝數(shù)和電感量保持一致。
[0012]上述所述基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)的通訊方法如下:
[0013]主設(shè)備到子設(shè)備之間電力載波數(shù)據(jù)流路徑:主設(shè)備側(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)主設(shè)備中的PLC模塊的輸入端口 RS232/RS485傳輸載波信號(hào)，載波信號(hào)通過(guò)PLC模塊內(nèi)部的MCU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊進(jìn)行載波調(diào)制和放大，最后通過(guò)耦合電感的N1繞組將高頻載波信號(hào)耦合到N2、N3、……Νη+1繞組上;載波信號(hào)通過(guò)N組電力線傳輸?shù)竭h(yuǎn)端N臺(tái)子設(shè)備側(cè)的PLC模塊的耦合電感上，每個(gè)子設(shè)備的PLC模塊的耦合電感將載波信號(hào)送到調(diào)制解調(diào)模塊進(jìn)行濾波后發(fā)給MCU，MCU通過(guò)AD將載波信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再解碼成有效數(shù)據(jù)，并通過(guò)RS232/RS485接口發(fā)送到子設(shè)備本地處理器，每臺(tái)子設(shè)備根據(jù)自身設(shè)備地址與接收到的數(shù)據(jù)地址進(jìn)行信息篩選處理；
[0014]子設(shè)備1到主設(shè)備之間電力載波數(shù)據(jù)流路徑:
[0015]子設(shè)備1的數(shù)據(jù)通過(guò)子設(shè)備1中PLC模塊的輸入端口RS232/RS485傳輸載波信號(hào)，載波信號(hào)通過(guò)PLC內(nèi)部的MCU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理和信號(hào)轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊進(jìn)行載波調(diào)制和放大，最后通過(guò)耦合電感的N17繞組將高頻載波信號(hào)耦合到N2繞組上;該載波信號(hào)經(jīng)過(guò)電力線傳輸?shù)竭h(yuǎn)端主設(shè)備的PLC模塊的多繞組耦合電感的N2繞組上，再耦合到N1、N3、……Νη+1繞組上，其中N1繞組上的信號(hào)通過(guò)調(diào)制解調(diào)模塊處理后由MCU送到RS232/RS485接口，最終到達(dá)主設(shè)備側(cè)的本地處理器，由于數(shù)據(jù)含有子設(shè)備1地址，所以主設(shè)備能夠有效區(qū)別數(shù)據(jù)來(lái)自于子設(shè)備1;同時(shí)，經(jīng)過(guò)Ν3、……Νη + 1繞組的信號(hào)會(huì)被傳輸?shù)阶釉O(shè)備
2、……η的PLC模塊上，經(jīng)過(guò)PLC模塊處理后，將數(shù)據(jù)送到本地處理器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)自于子設(shè)備1，而不是主設(shè)備時(shí)，放棄數(shù)據(jù)處理;子設(shè)備2、子設(shè)備3、……子設(shè)備Ν之間的電力載波數(shù)據(jù)流路徑與子設(shè)備1相類似。
[0016]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1)主設(shè)備側(cè)安裝一臺(tái)多繞組耦合電感的PLC模塊，該P(yáng)LC模塊輸出有多組繞組，每個(gè)繞組分別連接到各并聯(lián)支路的輸入，主設(shè)備側(cè)只需一個(gè)PLC模塊就可以實(shí)現(xiàn)與多臺(tái)子設(shè)備的通信。同時(shí)不受主設(shè)備斷路器開(kāi)合的影響，保證每條鏈路實(shí)時(shí)工作。
[0018]2)降低了多個(gè)PLC模塊安裝帶來(lái)的復(fù)雜度和成本。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為傳統(tǒng)主從設(shè)備電力載波通訊系統(tǒng)框圖1。
[0020]圖2為傳統(tǒng)主從設(shè)備電力載波通訊系統(tǒng)框圖2。
[0021 ]圖3為傳統(tǒng)電力線載波(PLC)模塊原理框圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的主從機(jī)通訊系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]圖3為傳統(tǒng)PLC模塊原理圖，兩繞組耦合電感L用來(lái)隔離強(qiáng)弱電，并將高頻載波信號(hào)通過(guò)耦合方式進(jìn)行傳輸，N2側(cè)與電力線連接，N1側(cè)與電力線載波芯片的調(diào)制解調(diào)模塊連接，調(diào)制解調(diào)模塊主要完成載波信號(hào)的濾波接收和放大發(fā)送操作，MCU主要完成RS485/RS232總線與調(diào)制解調(diào)模塊之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0025]如圖4所示，本發(fā)明一種基于多繞組耦合電感電力線載波通訊系統(tǒng)，該通訊系統(tǒng)由一臺(tái)主設(shè)備和多臺(tái)子設(shè)備兩部分組成，各子設(shè)備的輸出端與主設(shè)備采用電力線進(jìn)行連接；所述各子設(shè)備中均連接有斷路器或具有斷路器功能的保護(hù)部件，各子設(shè)備中斷路器的后端分別安裝有一 PLC模塊，用于各子設(shè)備與主設(shè)備進(jìn)行電力載波通訊;所述主設(shè)備是由N條支路并聯(lián)后匯流輸出，各并聯(lián)支路上均串聯(lián)有一斷路