CN110234192B - 一种PLC-IoT信号耦合电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PLC‑IoT信号耦合电路，包括高压耦合电容模块、高压保险管模块、信号隔离变压器和浪涌保护器件，高压耦合电容模块用于耦合一次缆主芯、高压保险管模块与信号隔离变压器间的电力载波信号；高压保险管模块用于在单点发生故障时，保护助航灯光供电回路的一次缆正常工作；信号隔离变压器用于耦合一次缆主芯、一次缆屏蔽层和PLC通信模组间的电力载波差模信号；浪涌保护器件用于保护后端连接的PLC通信模组。提高电力载波信号在助航灯光供电回路中和复杂电磁环境下传输的稳定性和可靠性，降低助航灯光供电回路对电力载波信号的衰减，保证单灯监控系统高实时性、高稳定性和高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及助航灯光监控系统技术领域，具体涉及一种PLC-IoT信号耦合电路。
背景技术
单灯监控系统主要分为两类，包括基于电力载波通信的单灯监控系统和基于非电力载波通信的单灯监控系统。非电力载波的通信方式包含光纤通信和无线通信等。对于机场原有助航灯光供电回路而言，基于非电力载波通信的单灯监控系统需要额外增加通信线路，而在机场运行期间只能不停航施工，因此改造成本相对较高；基于电力载波通信的单灯监控系统可不用增加通信线路，仅需在原有电力线路上通信，改造成本相对较低，基于电力载波通信的单灯监控系统更适用机场原有助航灯光回路。
机场助航灯光系统是机场正常运行的前提，为保障助航灯光系统正常安全运行，国内外各厂商陆续开展基于PLC通信的单灯监控系统研究。通过对国内加装单灯监控系统的机场进行考察调研，发现基于传统PLC通信的单灯监控系统存在漏报和误报现象，故障灯具检测准确率不高。
经过深入分析，由于助航灯光供电回路由若干个隔离变压器串联而成，且机场飞行区电磁环境十分复杂，当信号流过隔离变压器时，隔离变压器对电力载波信号呈现抑制作用，进而使信号被极大衰减。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种PLC_IoT信号耦合电路，提高基于电力载波通信的单灯监控系统的稳定性和可靠性。
本发明实施例提供的一种PLC-IoT信号耦合电路，包括高压耦合电容模块、高压保险管模块、信号隔离变压器和浪涌保护器件，
所述高压耦合电容模块用于耦合一次缆主芯、高压保险管模块与信号隔离变压器间的电力载波信号；
所述高压保险管模块用于在单点发生故障时，保护助航灯光供电回路的一次缆正常工作；
所述信号隔离变压器用于耦合一次缆主芯、一次缆屏蔽层和PLC通信模组间的电力载波差模信号；
所述浪涌保护器件用于保护后端连接的PLC通信模组；
所述高压保险管模块与高压耦合电容模块连接；所述高压耦合电容模块分别与一次缆、信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。
可选地，所述高压保险管模块包括第一高压保险管和第二高压保险管，所述高压耦合电容模块包括第一高压耦合电容、第二高压耦合电容和第三高压耦合电容，所述第一高压耦合电容和第二高压耦合电容串联，所述第一高压保险管的一端与第二高压保险管的一端连接并与一次缆主芯连接，所述第一高压保险管的另一端与第一高压耦合电容的一端连接；所述第二高压保险管的另一端与第三高压耦合电容的一端连接；所述第三高压耦合电容的另一端与一次缆主芯连接；所述第二高压耦合电容的一端分别与信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。
可选地，所述第一高压耦合电容的耐压值为8KVAC，容值为47nF。
可选地，所述第二高压耦合电容的耐压值为8KVAC，容值为47nF。
可选地，所述第三高压耦合电容的耐压值为250VAC，容值为22nF。
可选地，所述第一高压保险管采用5.5KV/0.5A规格的快熔保险丝。
可选地，所述第二高压保险管采用5.5KV/0.5A规格的快熔保险丝。
可选地，所述信号隔离变压器的型号为TG-UT11463。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的一种PLC-IoT信号耦合电路，用于单灯监控系统在助航灯光供电回路中传输电力载波信号，提高电力载波信号在助航灯光供电回路中和复杂电磁环境下传输的稳定性和可靠性，降低助航灯光供电回路对电力载波信号的衰减，保证单灯监控系统高实时性、高稳定性和高可靠性，加快“智慧机场”建设进程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明第一实施例所提供的一种PLC_IoT信号耦合电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
图1示出了本发明第一实施例所提供的一种PLC_IoT信号耦合电路的电路图，该电路包括高压耦合电容模块1、高压保险管模块2、信号隔离变压器3和浪涌保护器件4，所述高压耦合电容模块1用于耦合一次缆主芯、高压保险管模块与信号隔离变压器间的电力载波信号；所述高压保险管模块2用于在单点发生故障时，保护助航灯光供电回路的一次缆正常工作；所述信号隔离变压器3用于耦合一次缆主芯、一次缆屏蔽层和PLC通信模组间的电力载波差模信号；所述浪涌保护器件4用于保护后端连接的PLC通信模组；所述高压保险管模块与高压耦合电容模块连接；所述高压耦合电容模块分别与一次缆主芯、信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。
高压耦合电容模块1用于耦合一次缆主芯、高压保险管模块与信号隔离变压器间的电力载波信号，高压耦合电容模块1包括第一高压耦合电容C1、第二高压耦合电容C2和第三高压耦合电容C3。高压保险管模块2包括第一高压保险管F1和第二高压保险管F2。第一高压耦合电容C1和第二高压耦合电容C2串联，第一高压保险管F1的一端和第二高压保险管F2的一端连接并与一次缆主芯连接，第一高压耦合电容C1的一端连接第一高压保险管F1的另一端，第二高压耦合电容C2的一端分别与信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。第一高压耦合电容C1和第二高压耦合电容C2均用于电力载波信号耦合，采用通频带衰减小，可靠性高和温度系数小的云母电容，本实施例中的第一高压耦合电容C1和第二高压耦合电容C2均采用耐压值为8KVAC，容值为47nF电容。第三高压耦合电容C3的一端与第二高压保险管F2的另一端连接，第三高压耦合电容C3的另一端与一次缆主芯连接，第三高压耦合电容C3用于传输电力载波信号，避免助航灯光供电回路中的电力隔离变压器对电力载波信号衰减，选用高频性能优异的聚丙烯薄膜电容器，本实施例中第三高压耦合电容C3的耐压值为250VAC，容值为22nF。
第一高压保险管F1和第二高压保险管F2用于保护助航灯光供电回路，若一次缆中的单节点发生短路故障时，可以熔断高压保险管，使助航灯光回路正常工作。例如，当后端PLC通信模组因失效发生短路时，避免引发一次线缆断开，造成整条回路异常，此时就熔断第一高压保险管F1。在本实施例中第一高压保险管F1和第二高压保险管F2均选用5.5KV/0.5A规格的快熔保险丝。
信号隔离变压器3用于耦合一次缆主芯、一次缆屏蔽层与PLC通信模组间的电力载波信号，隔离共模信号。信号隔离变压器3的原边连接一次缆屏蔽层与第二高压耦合电容C2，副边连接后端的PLC通信模组，PLC通信模组对应信号端为PLC_OUT1、PLC_OUT2，在本实施例中信号隔离变压器3选用PLC专用耦合变压器TG-UT11463。
浪涌保护器件4包含浪涌保护器件CR1，用于保护后端PLC通信模组，避免浪涌信号损坏器件；浪涌保护器件CR1一端分别与第二高压耦合电容C2的一端和信号隔离变压器3连接，浪涌保护器件CR1的另外一端连接大地E-GND，用于保护后端PLC通信模组，实际应用时需根据信号电平选择浪涌保护器件。
本发明实施例提供的一种PLC-IoT信号耦合电路的工作原理：第三耦合电容与第二高压保险管串联作为一个整体与电力隔离变压器原边串联，保证一次缆主芯中的电力载波信号正常从旁路通过，避免电力隔离变压器对电力载波信号的衰减；第一高压保险管串联第一高压耦合电容和第二高压耦合电容，第一高压保险管连接一次缆主芯，第二高压耦合电容连接信号隔离变压器，信号隔离变压器与PLC通信模组连接，实现了PLC通信模组通过一次缆主芯和屏蔽层传输电力载波信号，信号隔离变压器耦合电力载波信号，隔离共模信号。
本实施例提供的一种PLC-IoT信号耦合电路用于单灯监控系统在助航灯光供电回路中传输电力载波信号，提高电力载波信号在助航灯光供电回路中和复杂电磁环境下传输的稳定性和可靠性，降低助航灯光供电回路对电力载波信号的衰减，保证单灯监控系统高实时性、高稳定性和高可靠性，加快“智慧机场”建设进程。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，包括高压耦合电容模块、高压保险管模块、信号隔离变压器和浪涌保护器件，
所述高压耦合电容模块用于耦合一次缆主芯、高压保险管模块与信号隔离变压器间的电力载波信号；
所述高压保险管模块用于在单点发生故障时，保护助航灯光供电回路的一次缆正常工作；
所述信号隔离变压器用于耦合一次缆主芯、一次缆屏蔽层和PLC通信模组间的电力载波差模信号；
所述浪涌保护器件用于保护后端连接的PLC通信模组；
所述高压保险管模块与高压耦合电容模块连接；所述高压耦合电容模块分别与一次缆主芯、信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。
2.如权利要求1所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述高压保险管模块包括第一高压保险管和第二高压保险管，所述高压耦合电容模块包括第一高压耦合电容、第二高压耦合电容和第三高压耦合电容，所述第一高压耦合电容和第二高压耦合电容串联，所述第一高压保险管的一端与第二高压保险管的一端连接并与一次缆主芯连接，所述第一高压保险管的另一端与第一高压耦合电容的一端连接；所述第二高压保险管的另一端与第三高压耦合电容的一端连接；所述第三高压耦合电容的另一端与一次缆主芯连接；所述第二高压耦合电容的一端分别与信号隔离变压器和浪涌保护器件连接。
3.如权利要求2所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述第一高压耦合电容的耐压值为8KVAC，容值为47nF。
4.如权利要求2所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述第二高压耦合电容的耐压值为8KVAC，容值为47nF。
5.如权利要求2所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述第三高压耦合电容的耐压值为250VAC，容值为22nF。
6.如权利要求2-5任一项所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述第一高压保险管采用5.5KV/0.5A规格的快熔保险丝。
7.如权利要求6所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述第二高压保险管采用5.5KV/0.5A规格的快熔保险丝。
8.如权利要求7所述的PLC-IoT信号耦合电路，其特征在于，所述信号隔离变压器的型号为TG-UT11463。
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