利用數字信號控制器實(shí)現穩健的PLC通信

電力線(xiàn)通信(PLC)可以利用現有基礎設施提供低成本的網(wǎng)絡(luò )。數字信號控制器為PLC網(wǎng)絡(luò )提供維持穩健信號所需的高級處理性能，其運行開(kāi)銷(xiāo)和片上外設可進(jìn)一步降低系統成本。下文將對此作進(jìn)行詳細介紹。

在環(huán)境非常惡劣的工廠(chǎng)或室外經(jīng)常能見(jiàn)到照明、測量和其他控制應用，但在這些地方的網(wǎng)絡(luò )通信若不采取常規方法則變得異常困難。因為惡劣的環(huán)境不僅對信號有相當大的干擾，而且在許多情況下，如果還沒(méi)有專(zhuān)用通信布線(xiàn)的話(huà)，安裝費用也非常昂貴。因此，建立控制網(wǎng)絡(luò )通信的最佳介質(zhì)將是無(wú)處不在的電力線(xiàn)。

PLC是各種網(wǎng)絡(luò )工業(yè)、公共事業(yè)和商業(yè)應用中的監控網(wǎng)絡(luò )的理想解決方案。然而為了達到較高的效率，PLC必須具備成本效益和穩健性。而要實(shí)現這些性能，系統開(kāi)發(fā)人員可以借助于數字信號控制器所提供的強大性能和集成度。

與使用專(zhuān)用傳輸線(xiàn)的傳統網(wǎng)絡(luò )不同，PLC網(wǎng)絡(luò )可以通過(guò)現有的低壓、中壓和高壓電力線(xiàn)在數公里范圍內收發(fā)數據?；诟咝阅?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/數字">數字信號處理器(DSP)技術(shù)的數字信號控制器可在惡劣環(huán)境中的全規模網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現可靠的PLC吞吐量，使其能夠監控所有的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。

高度集成的控制器還能降低系統成本和易于適應不斷變化的網(wǎng)絡(luò )需求。在工廠(chǎng)、公共事業(yè)分布系統、辦公建筑群、礦山、海底電纜和其他惡劣環(huán)境中，數字信號控制器都可以在實(shí)時(shí)監控所需速率下支持高效的PLC傳輸。

單芯片modem和應用軟件

在許多監控應用中，成本是首要考慮因素，因此這時(shí)系統的集成度越高越好。PLC系統功能可以被分成三部分：模擬前端(AFE)、調制解調器(modem)以及測量或控制應用軟件。AFE主要用于接收和驅動(dòng)信號，并將信號從電力信號中分離出來(lái)；modem則使用特定的頻率和鍵控技術(shù)對通信信號進(jìn)行調制和解調。雖然很多設計方案中的modem和應用軟件采用不同的控制器，但數字信號控制器帶給PLC設計的一個(gè)重要好處是其可以在單個(gè)器件中集成modem和應用軟件。

位于數字信號控制器核心的DSP可提供比價(jià)格相當的RISC MCU強得多的運算性能，這些性能足以用來(lái)執行modem和應用軟件。另外，片上外設是針對控制需求特別選取的，其提供的是一種系統解決方案。數字信號控制器的性能和集成度可以減少元件使用數量和電路板空間，這對諸如可調光照明鎮流器、電子表和電機驅動(dòng)器等成本敏感的應用非常有利。另外，DSP的可編程性使得系統能更好地適應環(huán)境干擾，從而提高傳輸的可靠性，而DSP的額外MIPS性能還可以用來(lái)增加功率因數補償等功能，從而使終端產(chǎn)品具有更高的能效。

穩健的通信

由于典型的PLC使用環(huán)境比較惡劣，因此傳輸必須高度穩健。在多種能傳送位的物理層調制方案中，有兩種特別適合工業(yè)監視和控制的方案，即頻移鍵控(FSK)和二元相移鍵控(BPSK)。由于該兩種方案都不依賴(lài)電力信號作為載波，因此可以用在任何頻率、任何電壓值的AC和DC電力線(xiàn)上。而當節點(diǎn)的供電中斷時(shí)，只要控制通信電路的獨立供電不間斷，FSK和BPSK還能照常工作。