CN116094545B

CN116094545B - 一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法及系统

Info

Publication number: CN116094545B
Application number: CN202310082484.8A
Authority: CN
Inventors: 初艳涛; 陈晓东
Original assignee: Hebei Zefeng Yuchen Electrical Equipment Manufacturing Co ltd
Current assignee: Hebei Zefeng Yuchen Electrical Equipment Manufacturing Co ltd
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-12-08
Anticipated expiration: 2043-02-03
Also published as: CN116094545A

Abstract

本申请实施例提供了一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法及系统，应用于电力载波通信技术领域。该系统包括控制器、检测器、可调滤波组件、plc通信网络和输入线缆和输出线缆；可调滤波组件用于：通过输入线缆输入供电电流和线缆信号；通过输出线缆向plc通信网络输出供电电流；线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；通信信号用于指示改变plc通信网络的参数，且通信信号的频率大于干扰信号的频率；检测器用于：根据线缆信号生成第一指示信号；第一指示信号用于指示线缆信号是否包括通信信号；控制器用于：根据第一指示信号调整可调滤波组件的传输阻抗。通过上述设置实现了对干扰信号的抗干扰能力进行可调。

Description

一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法及系统

技术领域

本申请涉及电力载波通信技术领域，尤其涉及一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法及系统。

背景技术

电力载波通信（power line communication，PLC）是特有的通信方式，其是指利用现有电力线缆，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。一般在电力载波通信的应用中，需要构建plc通信网络，该plc通信网络中包括一个母通信路由和多个子通信路由。其中，母通信路由和多个子通信路由之间通过电力线缆进行数据通信。plc通信网络常见的应用场景为家庭路由互连网络。但其在其他大型的电力传输系统中（如动车通信、高铁通信）等等场景下，也有着很深的应用。

在常规化的plc通信网络中，所有路由仅在plc通信网络中互连。通过设置隔离器，可以隔离plc通信网络与外部的电子器件等的通信干扰。但在复杂化的应用场景下，外部的一些电子器件与plc通信网络之间也会需要进行一些数据和/或指令的交互。此时，这些交互动作则会导致外部的干扰信号进入到plc通信网络中，对plc通信网络中的路由之间的通信造成影响。

发明内容

本申请实施例提供一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法及系统，可用于对外部的干扰信号的抗干扰能力进行可调控制。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

首先，本申请实施例提供了一种解决plc电气控制设备应用干扰的系统，该系统包括控制器、检测器、可调滤波组件、plc通信网络和输入线缆和输出线缆；所述可调滤波组件的输入端与所述输入线缆耦合；所述可控滤波器的输出端通过所述输出线缆与所述plc通信网络耦合；所述检测器与所述输入线缆耦合；所述控制器分别与所述检测器和所述可调滤波组件耦合；其中：

所述可调滤波组件用于：通过所述输入线缆输入供电电流和线缆信号；通过所述输出线缆向所述plc通信网络输出所述供电电流；所述供电电流用于为所述plc通信网络供电；所述线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；所述通信信号用于指示改变所述plc通信网络的参数，且所述通信信号的频率大于所述干扰信号的频率；

所述检测器用于：根据所述线缆信号生成第一指示信号；所述第一指示信号用于指示所述线缆信号是否包括通信信号；

所述控制器用于：根据所述第一指示信号调整所述可调滤波组件的传输阻抗。

在一种可能的实施方式中，所述可调滤波组件包括多组具有不同阻抗的滤波单元；所述控制器具体用于：控制多组所述滤波单元中的任一滤波单元与所述输入线缆和所述输出线缆导通。

在一种可能的实施方式中，多组所述滤波单元中包括CL型滤波单元、LC型滤波单元、T型滤波单元和π型滤波单元。

在一种可能的实施方式中，所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元分别通过多个选择开关与所述输入线缆和所述输出线缆耦合；所述控制器用于：控制多个选择开关的导通与关断，以选择所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元中的任一滤波单元。

在一种可能的实施方式中，所述plc通信网络包括母通信路由和多个子通信路由；所述母通信路由和所述多个子通信路由分别与所述输出线缆耦合；

所述母通信路由用于：从所述输出线缆上获取所述通信信号；根据所述通信信号，通过所述输出线缆向所述多个子通信路由输出第二指示信号；所述第二指示信号用于控制所述子通信路由改变参数；

所述子通信路由用于：通过所述输出线缆和所述母通信路由进行数据通信。

在一种可能的实施方式中，一条所述输出线缆包括火线线缆和零线线缆；所述火线线缆和所述零线线缆组成差分信道。

在一种可能的实施方式中，所述输出线缆包括火线线缆、零线线缆和地线线缆；所述火线线缆、所述零线线缆和所述地线线缆中的任意两个线缆组成差分信道。

本申请实施例还提供了一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法，基于一种解决plc电气控制设备应用干扰的系统，所述系统包括可调滤波组件、plc通信网络和输入线缆和输出线缆；所述可控滤波器的输入端与所述输入线缆耦合；所述可控滤波器的输出端通过所述输出线缆与所述plc通信网络耦合。该方法包括：

所述可调滤波组件通过所述输入线缆向输入线缆信号；所述线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；所述通信信号用于指示改变所述plc通信网络的参数，且所述通信信号的频率大于所述干扰信号的频率；

根据所述线缆信号生成第一指示信号；所述第一指示信号用于指示所述线缆信号是否包括通信信号；

根据所述第一指示信号调整所述可调滤波组件的传输阻抗。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例所记载的一种解决plc电气控制设备应用干扰的系统。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令；当所述指令在如上述实施例所记载的电子设备上运行时，使得该电子设备执行如上述实施例所记载的方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种解决plc电气控制设备应用干扰的系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种可调滤波组件的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。

为此，本申请实施例提供了一种电子设备，如图1所示，该电子设备1包括用于解决plc电气控制设备应用干扰的系统2。如图2所示，该系统2包括控制器21、检测器22、可调滤波组件23、plc通信网络24和输入线缆25和输出线缆26；所述可调滤波组件23的输入端与所述输入线缆25耦合；所述可控滤波器的输出端通过所述输出线缆26与所述plc通信网络24耦合；所述检测器22与所述输入线缆25耦合；所述控制器21分别与所述检测器22和所述可调滤波组件23耦合；其中：

所述可调滤波组件23用于，通过所述输入线缆25输入供电电流和线缆信号；通过所述输出线缆26向所述plc通信网络24输出所述供电电流；所述供电电流用于为所述plc通信网络24供电；所述线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；所述通信信号用于指示改变所述plc通信网络24的参数；

所述检测器22用于根据所述线缆信号生成第一指示信号；所述第一指示信号用于指示所述线缆信号是否包括通信信号；

所述控制器21用于：

根据所述第一指示信号调整所述可调滤波组件的传输阻抗。

在本申请实施例中，可调滤波组件的输入端与输入线缆25耦合，输出端与输出线缆26耦合。当可调滤波组件的传输阻抗不同时，会出现与输入线缆25和/或输出线缆26阻抗匹配的情况，或者，出现与输入线缆25和/或输出线缆26阻抗不匹配的情况。当阻抗匹配时，输入可调滤波组件的信号可导通输出至输入线缆25模块。当阻抗不匹配时，可调滤波组件和输入线缆25之间会出现信号反射现象，或者/和，可调滤波组件和输出线缆26之间会出现信号反射现象。反射现象的大小由反射系数的大小决定。

通过调整可调滤波组件的传输阻抗，可以实现对反射系数的调整。在传输线缆上，承载有供电电流和线缆信号。线缆信号包括干扰信号和/或通信信号。其中，干扰信号为外部的用电设备产生的信号干扰；通信信号为当外部的电子器件需要和plc通信网络24进行数据/指令的交互时，电子器件通过输入线缆25，在一段时间内，向可调滤波组件持续输出通信信号，检测器22获取到输入线缆25上有通信信号，向控制器输出第一指示信号。控制器根据第一指示信号，调整可调滤波组件的传输阻抗，从而实现，将反射系数降低，或者使得反射系数为零，从而使得通信信号可以输入plc通信网络24中。plc通信网络24根据通信信号调整自身的参数。

示例性地，以供电电流的电压为220V为例，则供电电流的频率为50Hz，而干扰信号的频率在几百Hz到上千Hz。此时，可以将通信信号的频率设置得较高，如几千Hz以上，或者几万Hz以上。此时，plc通信网络24可以从输出线缆26上准确获取到通信信号，并基于通信信号对参数信息调整。

示例性地，当检测器22并未从输入线缆25上获取到通信信号后，控制器21可以通过调整可调滤波组件的传输阻抗，从而增大反射系数，甚至可以将反射系数增大至接近1的程度，从而将输入线缆25上的干扰信号被反射，而不会输入至输出线缆26对plc通信网络24造成干扰。

在一些可能的实施方式中，如图2所示，所述plc通信网络24包括母通信路由241和多个子通信路由242；所述母通信路由241和所述多个子通信路由242分别与所述输出线缆26耦合；

所述母通信路由241用于：从所述输出线缆24上获取所述通信信号；根据所述通信信号，通过所述输出线缆26向所述多个子通信路242由输出第二指示信号；所述第二指示信号用于控制所述子通信路242由改变参数；

所述子通信路由242用于：通过所述输出线缆26和所述母通信路由241进行数据通信。

在一些可能的实施方式中，如图3所示，所述可调滤波组件23包括多组具有不同阻抗的滤波单元231；所述控制器21具体用于：控制多组所述滤波单元231中的任一滤波单元231与所述输入线缆25和所述输出线缆26导通。

在本申请实施例中，通过导通不同的滤波单元231，以实现调整传输阻抗。

示例性地，多组所述滤波单元231中包括CL型滤波单元、LC型滤波单元、T型滤波单元和π型滤波单元。所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元分别通过多个选择开关与所述输入线缆25和所述输出线缆26耦合；所述控制器21用于：控制多个选择开关的导通与关断，以选择所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元中的任一滤波单元。

在本申请实施例中，不同的滤波单元具有不同的传输阻抗，具体的传输阻抗对应关系如下表1所示。

表1

在一些可能的实施方式中，一条所述输出线缆26包括火线线缆和零线线缆；所述火线线缆和所述零线线缆组成差分信道。

在本申请实施例中，通过一条输出线缆26进行信号通信，输出线缆26中包括用于供电的火线线缆和零线线缆，可以将火线线缆和零线线缆中的一条用于传输差分信号的正极信号，另一条传输差分信号的负极信号，以降低差分信号干扰。

在一些可能的实施方式中，通过一条输出线缆26进行信号通信，所述输出线缆26包括用于供电的火线线缆、零线线缆和地线线缆；所述火线线缆、所述零线线缆和所述地线线缆中的任意两个线缆组成差分信道。

本申请实施例还提供了一种解决plc电气控制设备应用干扰的方法，基于上述实施例提出的一种解决plc电气控制设备应用干扰的系统2，该系统2包括可调滤波组件23、plc通信网络24和输入线缆25和输出线缆26；所述可控滤波器的输入端与所述输入线缆25耦合；所述可控滤波器的输出端通过所述输出线缆26与所述plc通信网络24耦合。该方法包括：

所述可调滤波组件23通过所述输入线缆25向输入线缆25信号；所述线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；所述通信信号用于指示改变所述plc通信网络24的参数，且所述通信信号的频率大于所述干扰信号的频率；

根据所述第一指示信号调整所述可调滤波组件的传输阻抗。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令；当所述指令在如上述实施例所记载的电子设备1上运行时，使得所述电子设备1执行如上述实施例所记载的方法。

示例性地，该计算机可读存储介质可以为存储器。

本申请实施例涉及的处理器可以是一个芯片。例如，可以是现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA），可以是专用集成芯片（application specificintegrated circuit，ASIC），还可以是系统芯片（system on chip，SoC），还可以是中央处理器（central processor unit，CPU），还可以是网络处理器（network processor，NP），还可以是数字信号处理电路（digital signal processor，DSP），还可以是微控制器（microcontroller unit，MCU），还可以是可编程控制器（programmable logic device，PLD）或其他集成芯片。

本申请实施例涉及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（read-onlymemory，ROM）、可编程只读存储器（programmable ROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（erasable PROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（electrically EPROM，EEPROM）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（random access memory，RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器（static RAM，SRAM）、动态随机存取存储器（dynamic RAM，DRAM）、同步动态随机存取存储器（synchronous DRAM，SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rateSDRAM，DDR SDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（enhanced SDRAM，ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink DRAM，SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（directrambus RAM，DR RAM）。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（Digital Subscriber Line，DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带），光介质（例如，DVD）、或者半导体介质（例如固态硬盘（Solid State Disk，SSD））等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种解决PLC电气控制设备应用干扰的系统，其特征在于，所述系统包括控制器、检测器、可调滤波组件、PLC通信网络和输入线缆和输出线缆；所述可调滤波组件的输入端与所述输入线缆耦合；所述可调滤波组件的输出端通过所述输出线缆与所述PLC通信网络耦合；所述检测器与所述输入线缆耦合；所述控制器分别与所述检测器和所述可调滤波组件耦合；其中：

检测器获取到输入线缆上有通信信号，向控制器输出第一指示信号,控制器根据第一指示信号，调整可调滤波组件的传输阻抗，将反射系数降低，从而使得通信信号输入PLC通信网络中；

当检测器并未从输入线缆上获取到通信信号后，控制器通过调整可调滤波组件的传输阻抗，增大反射系数，从而将输入线缆上的干扰信号被反射，而不会输入至输出线缆对PLC通信网络造成干扰。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可调滤波组件包括多组具有不同阻抗的滤波单元；所述控制器具体用于：

控制多组所述滤波单元中的任一滤波单元与所述输入线缆和所述输出线缆导通。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，多组所述滤波单元中包括CL型滤波单元、LC型滤波单元、T型滤波单元和π型滤波单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元分别通过多个选择开关与所述输入线缆和所述输出线缆耦合；所述控制器用于：

控制所述多个选择开关的导通与关断，以选择所述CL型滤波单元、所述LC型滤波单元、所述T型滤波单元和所述π型滤波单元中的任一滤波单元。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述PLC通信网络包括母通信路由和多个子通信路由；所述母通信路由和所述多个子通信路由分别与所述输出线缆耦合；

所述母通信路由用于：

从所述输出线缆上获取所述通信信号；

根据所述通信信号，通过所述输出线缆向所述多个子通信路由输出第二指示信号；所述第二指示信号用于控制所述子通信路由改变参数；

所述子通信路由用于：

通过所述输出线缆和所述母通信路由进行数据通信。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，一条所述输出线缆包括火线线缆和零线线缆；所述火线线缆和所述零线线缆组成差分信道。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述输出线缆包括火线线缆、零线线缆和地线线缆；所述火线线缆、所述零线线缆和所述地线线缆中的任意两个线缆组成差分信道。

8.一种解决PLC电气控制设备应用干扰的方法，其特征在于，基于一种解决PLC电气控制设备应用干扰的系统，所述系统包括控制器、检测器、可调滤波组件、PLC通信网络和输入线缆和输出线缆；所述可调滤波组件的输入端与所述输入线缆耦合；所述可调滤波组件的输出端通过所述输出线缆与所述PLC通信网络耦合；所述检测器与所述输入线缆耦合；所述控制器分别与所述检测器和所述可调滤波组件耦合；所述方法包括：

步骤一：可调滤波组件执行：通过所述输入线缆输入供电电流和线缆信号；通过所述输出线缆向所述PLC通信网络输出所述供电电流；所述供电电流用于为所述PLC通信网络供电；所述线缆信号包括通信信号和/或干扰信号；所述通信信号用于指示改变所述PLC通信网络的参数，且所述通信信号的频率大于所述干扰信号的频率；

步骤二：检测器获取到输入线缆上有通信信号，向控制器输出第一指示信号,控制器根据第一指示信号，调整可调滤波组件的传输阻抗，将反射系数降低，从而使得通信信号输入PLC通信网络中；

步骤三：当检测器并未从输入线缆上获取到通信信号后，控制器通过调整可调滤波组件的传输阻抗，增大反射系数，从而将输入线缆上的干扰信号被反射，而不会输入至输出线缆对PLC通信网络造成干扰。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的系统。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令；当所述指令在如权利要求9所述的电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求8所述的方法。