RU2288507C1 - Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network - Google Patents
Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288507C1 RU2288507C1 RU2005135567/11A RU2005135567A RU2288507C1 RU 2288507 C1 RU2288507 C1 RU 2288507C1 RU 2005135567/11 A RU2005135567/11 A RU 2005135567/11A RU 2005135567 A RU2005135567 A RU 2005135567A RU 2288507 C1 RU2288507 C1 RU 2288507C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phases
- code messages
- information
- electric network
- mains
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к методам и системам передачи информации (СПИ) по линиям электроснабжения и предназначено для использования в системах тревожной сигнализации, в системах автоматического сбора данных от удаленных датчиков (например, от счетчиков расхода электроэнергии, тепла, воды или газа), а также в других системах, в которых допустима относительно невысокая скорость передачи информации, а роль транспортной среды играют линии электроснабжения.The invention relates to methods and systems for transmitting information (STI) through power lines and is intended for use in alarm systems, in systems for automatically collecting data from remote sensors (for example, from meters for electricity, heat, water or gas), as well as in other systems in which a relatively low information transfer rate is acceptable, and the role of the transport medium is played by power lines.
Известны способ и система сбора данных по силовой электрической сети переменного тока, описанные в патентах RU №2246136, G 08 В 25/06, Н 04 В 3/54 и RU №2247475, Н 04 L 27/18, G 08 В 25/06. Указанная система содержит один главный узел и несколько подчиненных узлов. Известный способ состоит в том, что с помощью главного узла излучают синхросигнал заранее известного вида, состоящий из одного или нескольких символов, который принимают одновременно все подчиненные узлы. Главный узел излучает вышеуказанный синхросигнал строго периодически через равные интервалы времени, а подчиненный узел с любым номером N передает свои данные в течение N-го полупериода основного напряжения электрической сети переменного тока, считая с момента окончания синхросигнала.A known method and system for collecting data on a power electric AC network, described in patents RU No. 2226136, G 08 V 25/06, H 04
Недостатком описанных выше технических решений является то, что объектом их применения является только однофазная силовая электрическая сеть переменного тока, тогда как на практике используются, в основном, силовые трехфазные электрические сети.The disadvantage of the technical solutions described above is that the object of their application is only a single-phase AC power electric network, while in practice mainly three-phase power electric networks are used.
Известна СПИ, использующая в качестве транспортной среды для передачи информации силовую трехфазную электрическую сеть (US №4668934, Н 04 М 11/04). Все три фазы в указанной силовой трехфазной электрической сети с помощью реактивных связующих устройств объединены в единую коммуникационную среду, а приемник выполнен с возможностью отбора для демодуляции наиболее сильного сигнала. Благодаря этому обеспечивается более высокая помехоустойчивость указанной системы по сравнению с другими аналогами.Known SPI, using as a transport medium for the transmission of information power three-phase electrical network (US No. 46668934, N 04 M 11/04). All three phases in the specified three-phase power network using reactive coupling devices are combined into a single communication medium, and the receiver is configured to select for demodulating the strongest signal. Due to this, a higher noise immunity of the specified system is provided in comparison with other analogues.
Недостатком указанной СПИ является то, что при подключении подчиненных узлов к различным фазам силовой трехфазной электрической сети в этих узлах возникает фазовый сдвиг между моментами символьной синхронизации, обусловленный наличием разности фаз в 120° между основными гармониками сетевого напряжения в соседних фазах.The disadvantage of this SPI is that when connecting subordinate nodes to different phases of a three-phase power network, a phase shift between the moments of symbol synchronization occurs in these nodes due to the presence of a phase difference of 120 ° between the main harmonics of the mains voltage in adjacent phases.
Этот недостаток устраняется в способе передачи цифровой информации по силовой электрической сети и системе для его реализации, разработанных компанией Schlumberger Industries, Inc., (США) и защищенных патентом US №4968970, Н 04 М 11/04. Данный способ является ближайшим по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве прототипа настоящего изобретения.This disadvantage is eliminated in the method of transmitting digital information over the power grid and the system for its implementation, developed by Schlumberger Industries, Inc., (USA) and protected by US patent No. 4968970, H 04 M 11/04. This method is the closest in technical essence to the claimed one and is selected as a prototype of the present invention.
В способе-прототипе для компенсации фазового сдвига используется введение в подчиненные узлы петли фазовой автоподстройки. Однако такое техническое решение предъявляет повышенные требования к вычислительной производительности аппаратного обеспечения подчиненных узлов, что существенно усложняет и удорожает реализацию всей системы.In the prototype method, to compensate for the phase shift, an introduction of phase-locked loops to the subordinate nodes is used. However, such a technical solution places high demands on the computing performance of the hardware of the slave nodes, which significantly complicates and increases the cost of implementing the entire system.
Предметом настоящего изобретения является способ формирования результирующей последовательности синхронизирующих импульсов при передаче информации с помощью кодовых сообщений по электрической сети переменного тока, при котором в выбранной фазе электрической сети определяют моменты перехода основной гармоники сетевого напряжения через ноль с производной одного и того же знака и формируют в эти моменты метки времени, - при этом моменты перехода основной гармоники сетевого напряжения через ноль с производной того же знака определяют для остальных фаз электрической сети, выделенных для передачи кодовых сообщений, формируют в эти моменты дополнительные метки времени, в моменты начала упомянутых меток вырабатывают синхронизирующие импульсы, осуществляют обмен символьной информацией между выделенными для передачи кодовых сообщений фазами электрической сети переменного тока и получают результирующую последовательность синхронизирующих импульсов, обеспечивающую транспортную функцию для передачи информации в единой коммуникационной среде.The subject of the present invention is a method for generating the resulting sequence of synchronizing pulses when transmitting information using code messages over an alternating current electric network, in which the moments of the main harmonic of the mains voltage through zero with the derivative of the same sign are determined in the selected phase of the electric network and formed into these moments of the time stamp, while the moments of the transition of the main harmonic of the mains voltage through zero with a derivative of the same sign determine for the remaining phases of the electric network allocated for the transmission of code messages, additional time stamps are formed at these moments, synchronization pulses are generated at the moments of the start of the mentioned marks, symbol information is exchanged between the phases of the AC mains allocated for sending code messages and the resulting sequence of synchronizing pulses is obtained providing a transport function for transmitting information in a single communication environment.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие.Particular features of the invention are as follows.
Обмен символьной информацией между фазами электрической сети переменного тока, выделенными для передачи кодовых сообщений, осуществляют с использованием приемопередающего устройства, выполненного с возможностью приема и/или передачи кодовых сообщений по фазам электрической сети переменного тока.The exchange of symbolic information between the phases of the AC mains allocated for transmitting code messages is carried out using a transceiver device configured to receive and / or transmit code messages through the phases of the AC mains.
Обмен символьной информацией между фазами электрической сети переменного тока, выделенными для передачи кодовых сообщений, осуществляют с использованием идентичных реактивных связующих устройств, включенных между фазами электрической сети переменного тока.The exchange of symbolic information between the phases of the AC mains allocated for the transmission of code messages is carried out using identical reactive coupling devices connected between the phases of the AC mains.
В качестве реактивных связующих устройств используют конденсаторы.Capacitors are used as reactive coupling devices.
В качестве реактивных связующих устройств используют индуктивно-емкостные реактивные связующие устройства, каждое из которых выполняют с двумя фазными выводами, подключенными к проводникам соответствующих фаз, и нулевым выводом, подключенным к нейтрали электрической сети переменного тока.Inductive-capacitive reactive coupling devices are used as reactive coupling devices, each of which is performed with two phase terminals connected to conductors of the corresponding phases and a zero terminal connected to the neutral of the alternating current electric network.
Каждое индуктивно-емкостное реактивное связующее устройство выполняют с одним параллельным и двумя последовательными LC-резонансными контурами, при этом первые выводы последовательных LC-резонансных контуров принимают за фазные выводы данного индуктивно-емкостного реактивного связующего устройства, вторые выводы последовательных LC-резонансных контуров соединяют друг с другом и подключают к первому выводу параллельного LC-резонансного контура, второй вывод которого принимают за нулевой вывод данного индуктивно-емкостного реактивного связующего устройства.Each inductive-capacitive reactive coupling device is made with one parallel and two consecutive LC resonant circuits, while the first terminals of the series LC resonant circuits are taken as the phase terminals of this inductive-capacitive reactive coupling device, the second terminals of the series LC resonant circuits are connected to each other another and connect to the first output of the parallel LC resonant circuit, the second output of which is taken as the zero output of this inductive capacitive reactive about the connecting device.
Задачей изобретения является создание технологии формирования результирующей последовательности синхронизирующих импульсов при передаче информации по электрической сети переменного тока. При этом указанная результирующая последовательность синхронизирующих импульсов должна обеспечивать относительно недорогими средствами автоматический сбор данных от множества удаленных датчиков, подключенных к силовой электрической сети переменного тока, а передача информации осуществлялась бы при этом с достаточно высокой помехоустойчивостью.The objective of the invention is to provide a technology for the formation of the resulting sequence of synchronizing pulses when transmitting information over an electrical AC network. Moreover, the specified resulting sequence of synchronizing pulses should provide relatively inexpensive means for automatically collecting data from a variety of remote sensors connected to the AC power network, and information would be transmitted with sufficiently high noise immunity.
Обеспечиваемый технический результат заключается в возможности значительного упрощения построения и монтажа СПИ на территориально распределенных объектах.Provided technical result consists in the possibility of significantly simplifying the construction and installation of SPI at geographically distributed facilities.
Суть изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
Фиг.1 поясняет принцип формирования результирующей последовательности синхронизирующих импульсов для трехфазной электрической сети переменного тока.Figure 1 explains the principle of forming the resulting sequence of synchronizing pulses for a three-phase AC electrical network.
На фиг.2 представлена структурная схема первого варианта построения системы, реализующей заявленный способ.Figure 2 presents the structural diagram of the first embodiment of a system that implements the claimed method.
На фиг.3 представлена структурная схема второго варианта построения системы, реализующей заявленный способ.Figure 3 presents a structural diagram of a second embodiment of a system that implements the claimed method.
На фиг.4 представлена структурная схема третьего варианта построения системы, реализующей заявленный способ.Figure 4 presents a structural diagram of a third embodiment of a system that implements the claimed method.
На фиг.5.1 - 5.4 представлены четыре варианта реализации индуктивно-емкостного реактивного связующего устройства.Figure 5.1 - 5.4 presents four options for the implementation of inductive capacitive reactive coupling device.
На представленных чертежах использованы следующие обозначения: 1 - коммуникационное устройство; 2 - компаратор; 3 - формирователь импульсов; 4 - приемопередающее устройство; 5 - реактивное связующее устройство.The following notation is used in the drawings: 1 — communication device; 2 - a comparator; 3 - pulse shaper; 4 - transceiver device; 5 - reactive binder.
Варианты (фиг.2 - фиг.4) структурных схем различных систем, реализующих рассматриваемый способ, отличаются друг от друга методами подключения коммуникационного устройства 1 к электрической сети переменного тока. Любой из этих вариантов предусматривает формирование напряжения питания коммуникационного устройства 1 от одной или нескольких фаз электрической сети переменного тока. На фиг.1 одна из фаз электрической сети переменного тока названа "Выбранная (первая) фаза". Необходимо отметить, что структурные схемы (фиг.2 - фиг.4) различных систем, реализующих рассматриваемый способ, полностью симметричны относительно любой из фаз. То есть любую фазу силовой трехфазной сети переменного тока можно условно назвать "Первой фазой" при этом "Второй фазой" будет та фаза, которая смещена относительно "Первой фазы" на 120°, а оставшаяся фаза (смещенная относительно "Первой фазы" на 240°) будет условно считаться "Третьей фазой".The options (figure 2 - figure 4) of the structural diagrams of various systems that implement the method in question differ from each other by the methods of connecting the
Во всех вариантах (фиг.2 - фиг.4) структурных схем системы для передачи кодовых сообщений выделены все три фазы трехфазной электрической сети переменного тока. Однако, в принципе, заявляемый способ не исключает возможности выделения для передачи кодовых сообщений только двух каких-либо фаз электрической сети переменного тока.In all variants (Fig. 2 - Fig. 4) of the structural diagrams of the system for transmitting code messages, all three phases of a three-phase alternating current electric network are distinguished. However, in principle, the inventive method does not exclude the possibility of allocating for the transmission of code messages only two of any phases of an electric AC network.
В первом варианте (фиг.2) коммуникационное устройство 1 содержит три компаратора 2, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами формирователя 3 импульсов. Выход формирователя 3 импульсов соединен со входом приемопередающего устройства 4. Каждый из трех выходов приемопередающего устройства 4 подключен к соответствующей фазе электрической сети переменного тока и к инвертирующему входу одного из компараторов 2. Неинвертирующие входы всех трех компараторов 2 соединены с землей (с нейтралью электрической сети переменного тока).In the first embodiment (figure 2), the
Отличие второго (фиг.3) и третьего (фиг.4) вариантов структурной схемы системы, реализующей заявляемый способ, от первого (фиг.2) варианта структурной схемы системы состоит в наличии между проводниками первой и второй фазы, второй и третьей фазы, первой и третьей фазы реактивных связующих устройств 5. При этом второй (фиг.3) и третий (фиг.4) варианты структурной схемы различаются только схемной реализацией реактивных связующих устройств 5. Во втором варианте использованы емкостные, а в третьем - индуктивно-емкостные реактивные связующие устройства 5.The difference between the second (figure 3) and third (figure 4) variants of the structural diagram of the system that implements the inventive method, from the first (figure 2) variant of the structural diagram of the system consists in the presence between the conductors of the first and second phases, the second and third phases, the first and the third phase of reactive coupling devices 5. In this case, the second (FIG. 3) and third (FIG. 4) structural scheme variations differ only in the circuitry of reactive coupling devices 5. In the second embodiment, capacitive reactants are used, and in the third, inductive-capacitive reactive binders device wa 5.
Формирователь 3 импульсов, входящий в состав коммуникационного устройства 1, может быть реализован путем использования микросхемы микроконтроллера MSP430F1xx, серийно выпускаемого компанией Texas Instruments (США).The
В состав коммуникационного устройства 1 входит три компаратора 2 с гистерезисом, устойчивые к действию входных шумов. Каждый такой компаратор 2 может быть получен, например, путем использования микросхемы LM393, серийно выпускаемой фирмой National semiconductor (США). Для получения требуемого компаратора 2 вход "-" этой микросхемы через резистор 1 МОм должен быть подключен к соответствующему фазному проводнику электрической сети переменного тока, а вход "+" микросхемы LM393 через резистор 10 кОм - к земляному проводу (к нейтрали электрической сети переменного тока). Кроме того, выход микросхемы LM393 должен быть подключен: через резистор 1 кОм к шине питания коммуникационного устройства 1 и через резистор 100 кОм ко входу "+" той же микросхемы LM393.The composition of the
В качестве компаратора 2 также может использоваться компаратор, интегрированный в микросхему микроконтроллера MSP430F1xx, серийно выпускаемого компанией Texas Instruments (США). Как было указано выше, эта микросхема используется в составе формирователя 3 импульсов.As a
Приемопередающее устройство 4, входящее в состав коммуникационного устройства 1, серийно выпускается предприятием-заявителем (например, каталог "Системы радиосвязи", "Альтоника", 2004/2005). Это приемопередающее устройство 4 предназначено для подключения как к силовой однофазной, так и к силовой трехфазной электрическим сетям переменного тока.The
Реактивные связующие устройства 5, входящие (в количестве трех штук) в состав второго (фиг.3) и третьего (фиг.4) вариантов структурных схем системы, могут быть емкостными (в варианте системы, приведенном на фиг.3) или индуктивно-емкостными (в варианте системы, приведенном на фиг.4). Однако в каждом из этих вариантов систем все три реактивных связующих устройства 5 должны иметь идентичные характеристики и полностью совпадающие электрические схемы. Реактивные связующие устройства 5 предназначены для обеспечения обмена информацией между различными фазами электрической сети переменного тока, не допуская перетекания высокого фазного напряжения.Reactive connecting devices 5, which are included (in the amount of three pieces) in the second (Fig. 3) and third (Fig. 4) variants of the structural diagrams of the system, can be capacitive (in the system embodiment shown in Fig. 3) or inductive-capacitive (in the embodiment of the system shown in figure 4). However, in each of these system options, all three reactive coupling devices 5 must have identical characteristics and completely matching electrical circuits. Reactive coupling devices 5 are designed to ensure the exchange of information between different phases of an alternating current electric network, avoiding overflow of high phase voltage.
В простейшем случае емкостное реактивное связующее устройство 5 (для второго варианта системы, приведенного на фиг.3) может представлять собой высоковольтный конденсатор (например, серии К73-17).In the simplest case, a capacitive reactive coupling device 5 (for the second version of the system shown in FIG. 3) can be a high voltage capacitor (for example, series K73-17).
Возможные варианты электрических схем построения индуктивно-емкостного реактивного связующего устройства 5 (с использованием двух последовательных и одного параллельного LC-резонансных контуров) показаны на фиг.5.1 - фиг.5.4.Possible electrical circuits for constructing an inductive-capacitive reactive coupling device 5 (using two serial and one parallel LC resonant circuits) are shown in Fig. 5.1 - Fig. 5.4.
В каждом из этих вариантов к различным фазам электрической сети переменного тока подключаются выводы последовательных LC-резонансных контуров, а к нейтрали электрической сети переменного тока - один из выводов параллельного LC-резонансного контура, другой вывод которого подключается к свободным выводам последовательных LC-резонансных контуров (фиг.5.1 - фиг.5.4).In each of these options, the terminals of successive LC resonant circuits are connected to the various phases of the AC mains, and one of the terminals of the parallel LC resonant circuit is connected to the neutral of the AC mains, the other terminal of which is connected to the free terminals of the sequential LC resonant circuits ( figure 5.1 - figure 5.4).
Индуктивно-емкостное реактивное связующее устройство 5 представляет собой фильтр, обладающий частотной избирательностью. При соответствующем подборе значений емкостей и индуктивностей сопротивление реактивного связующего устройства 5 в области частот, на которых осуществляется обмен кодовыми сообщениями, оказывается пренебрежимо малым, и все три фазы электрической сети переменного тока превращаются в единую транспортную магистраль для передачи кодовых сообщений от удаленных датчиков. Высокое же фазное напряжение электрической сети переменного тока и внеполосные помехи не могут распространиться от одной фазы электрической сети переменного тока в другую фазу этой сети.Inductive-capacitive reactive coupling device 5 is a filter having frequency selectivity. With the appropriate selection of capacitance and inductance values, the resistance of the reactive coupling device 5 in the frequency range at which the code messages are exchanged is negligible, and all three phases of the AC mains turn into a single transport highway for transmitting code messages from remote sensors. The high phase voltage of an alternating current electric network and out-of-band interference cannot propagate from one phase of an alternating current electric network to another phase of this network.
В качестве емкостных элементов в индуктивно-емкостных реактивных связующих устройствах 5 могут использоваться высоковольтные конденсаторы (например, серии К73-17), а в качестве индуктивных элементов могут быть использованы, например, силовые катушки индуктивности, серийно выпускаемые компанией АВС (Тайвань).High-voltage capacitors (for example, K73-17 series) can be used as capacitive elements in inductive-capacitive reactive coupling devices 5, and, for example, power inductors manufactured in series by ABC (Taiwan) can be used as inductive elements.
Таким образом, во всех вариантах (фиг.2 - фиг.4) построения системы, реализующей заявляемый способ, используются серийно выпускаемые и доступные на коммерческом рынке изделия радиоэлектронной техники. Поэтому возможности практической реализации предлагаемого способа не вызывают сомнения. При этом заявленный способ может быть реализован с помощью различных схемных построений системы, специально указанных на фиг.2 - фиг.4.Thus, in all variants (Fig. 2 - Fig. 4) of constructing a system that implements the inventive method, commercially available and available on the commercial market products of electronic equipment. Therefore, the possibility of practical implementation of the proposed method is not in doubt. Moreover, the claimed method can be implemented using various circuit designs of the system, specifically indicated in figure 2 - figure 4.
Варианты структурных схем (фиг.2 - фиг.4) построения системы, реализующей заявленный способ формирования результирующей последовательности синхронизирующих импульсов при передаче информации с помощью кодовых сообщений по электрической сети переменного тока, работают следующим образом.Variants of structural diagrams (Fig. 2 - Fig. 4) of building a system that implements the claimed method of generating the resulting sequence of synchronizing pulses when transmitting information using code messages on an alternating current electric network, work as follows.
Для рассматриваемой силовой трехфазной электрической сети переменного тока синусоиды переменного тока в соседних фазах смещены друг относительно друга на 120° (фиг.1). Моменты времени пересечения каждой из синусоид переменного тока нулевого уровня при одном и том же знаке производной задают начальные моменты времени для импульсов, образующих результирующую последовательность синхронизирующих импульсов.For the considered three-phase power AC mains, the sinusoids of the alternating current in the adjacent phases are offset from each other by 120 ° (Fig. 1). The time moments of the intersection of each of the sinusoids of alternating current of zero level at the same sign of the derivative define the initial moments of time for the pulses forming the resulting sequence of synchronizing pulses.
На фиг.1 такие моменты времени (при выбранной положительной производной для каждой фазы синусоиды переменного тока) выделены точками. В каждый из указанных моментов времени формируется метка времени (или дополнительная метка времени), каждая из которых вызывает для данной фазы формирование последующего синхронизирующего импульса. При объединении синхронизирующих импульсов, формируемых в различных фазах электрической сети переменного тока, получается результирующая последовательность синхронизирующих импульсов, показанная на фиг.1.In Fig. 1, such time instants (with a positive derivative selected for each phase of an alternating current sinusoid) are marked with dots. At each of the indicated time points, a time stamp (or an additional time stamp) is formed, each of which causes the formation of a subsequent synchronizing pulse for a given phase. When combining the synchronizing pulses generated in various phases of the AC electric network, the resulting sequence of synchronizing pulses is obtained, as shown in figure 1.
Для любого (фиг.2 - фиг.4) варианта построения системы каждый из входящих в состав коммуникационного устройства 1 компараторов 2 фиксирует момент совпадения напряжения, поступающего на его инвертирующий вход, с напряжением на неинвертирующем входе. При этом совпадении учитывается знак производной переменного сигнала. В частности, если неинвертирующий вход компаратора 2 соединен с нейтралью электрической сети, а инвертирующий вход - с одной из фаз той же электрической сети, то компаратор 2 выделяет те моменты времени, когда основная гармоника сетевого напряжения в этой фазе проходит через ноль при возрастании сигнала основной гармоники сетевого напряжения. В эти выделенные точками (фиг.1) моменты времени соответствующий компаратор 2 формирует сигналы меток времени, как это показано на фиг.1. При этом на фиг.1 некоторая "первая" фаза условно названа "выбранной". Вследствие симметричности построения структурных схем систем, реализующих заявляемый способ (фиг.2 - фиг.4), такой первой выбранной фазой может быть любая из фаз трехфазной электрической сети переменного тока.For any (figure 2 - figure 4) version of the system, each of the
Сигналы меток времени (с выхода компаратора 2 выбранной фазы) и дополнительных меток времени (с выходов остальных компараторов 2, входящих в состав коммутационного устройства 1) попадают в формирователь 3 импульсов. При поступлении каждого сигнала метки времени или дополнительной метки времени формирователь 3 импульсов формирует на своем выходе очередной синхронизирующий импульс.The signals of the time stamps (from the output of the
Таким образом, на выходе формирователя 3 импульсов образуется показанная на фиг.1 результирующая последовательность синхронизирующих импульсов. В этой результирующей последовательности синхронизирующих импульсов начало каждого синхронизирующего импульса соответствует переходу через ноль основной гармоники сетевого напряжения в каждой из фаз электрической сети переменного тока при возрастании сигнала основной гармоники сетевого напряжения. Таким образом, полученная результирующая последовательность синхронизирующих импульсов представляет собой совокупность фазных символьных синхронизирующих импульсов с частотой, равной утроенной сетевой частоте.Thus, at the output of the
Полученная результирующая последовательность синхронизирующих импульсов подается на вход приемопередающего устройства 4.The resulting resulting sequence of synchronizing pulses is fed to the input of the
Далее работа вариантов системы, реализующих заявляемый способ, происходит с определенными отличиями, вызываемыми различной схемной реализацией этих вариантов (фиг.2 - фиг.4).Further, the work of system options that implement the inventive method occurs with certain differences caused by various circuit implementation of these options (figure 2 - figure 4).
В первом варианте реализации системы (фиг.2) три выхода приемопередающего устройства подсоединены к соответствующим фазам силовой трехфазной электрической сети переменного тока. Благодаря этому кодовые сообщения, передаваемые или принимаемые приемопередающим устройством 4 по различным фазам электрической сети переменного тока, "привязываются" к результирующей последовательности синхронизирующих импульсов. Другими словами, все фазы электрической сети переменного тока через приемопередающее устройство 4 реализуют транспортную функцию в единой коммуникационной среде. Соответственно, отпадает необходимость в фазовой автоподстройке частоты. Это существенно упрощает техническую реализацию системы автоматического сбора данных от удаленных датчиков, по сравнению с известными техническими решениями.In the first embodiment of the system (Fig. 2), the three outputs of the transceiver device are connected to the corresponding phases of the power three-phase electric alternating current network. Due to this, the code messages transmitted or received by the
Второй (фиг.3) и третий (фиг.4) варианты системы, реализующей рассматриваемый способ, характеризуются тем, что обмен информацией между первой и второй, второй и третьей, первой и третьей фазами электрической сети переменного тока, реализующий транспортную функцию в единой коммуникационной среде, осуществляют с использованием реактивных связующих устройств 5. Кроме того, как и в первом варианте системы, реализующей рассматриваемый способ (фиг.2), реализация транспортной функции в единой коммуникационной среде осуществляется через приемопередающее устройство 4. Эти два различных независимых пути реализации транспортной функции в единой коммутационной среде повышают надежность работы системы (за счет введения схемной избыточности).The second (Fig. 3) and third (Fig. 4) variants of a system that implements the method in question are characterized in that the exchange of information between the first and second, second and third, first and third phases of an alternating current electric network, which implements a transport function in a single communication environment, carried out using reactive coupling devices 5. In addition, as in the first embodiment of the system that implements the method in question (figure 2), the transport function in a single communication environment is implemented through the
Принцип работы реактивных связующих устройств 5 заключается в следующем. Между двумя любыми фазами электрической сети переменного тока действует высокое линейное напряжение, превышающее напряжение каждой из фаз в отдельности. По этой причине прямое гальваническое соединение проводников различных фаз электрической сети переменного тока невозможно, а для обеспечения обмена кодовыми сообщениями между различными фазами электрической сети переменного тока могут быть использованы реактивные связующие устройства 5. Они должны обеспечивать высокое сопротивление на рабочей частоте электрической сети переменного тока и малое сопротивление - в диапазоне частот, на которых осуществляется обмен кодовыми сообщениями. Эти требования можно удовлетворить, используя реактивные связующие компоненты - высоковольтные конденсаторы и катушки индуктивности.The principle of operation of reactive binding devices 5 is as follows. Between any two phases of the AC mains, a high linear voltage is applied, exceeding the voltage of each of the phases separately. For this reason, direct galvanic connection of conductors of different phases of the AC mains is not possible, and reactive coupling devices 5 can be used to ensure the exchange of code messages between different phases of the AC mains. They must provide high resistance at the operating frequency of the AC mains and small resistance - in the frequency range at which code messages are exchanged. These requirements can be met by using reactive coupling components - high voltage capacitors and inductors.
В простейшем случае (второй вариант, изображенный на фиг.3) использовано емкостное реактивное связующее устройство 5, представляющее собой конденсатор, включенный между проводниками соответствующих фаз электрической сети переменного тока. Подбором емкости указанного конденсатора можно добиться того, чтобы на частотах обмена кодовыми сообщениями сопротивление реактивного связующего устройства 5 было малым, и кодовые сообщения могли бы распространяться от одной фазы электрической сети переменного тока в другую фазу этой сети.In the simplest case (the second option, shown in FIG. 3), a capacitive reactive coupling device 5 is used, which is a capacitor connected between the conductors of the corresponding phases of the AC electric network. By selecting the capacitance of the indicated capacitor, it is possible to achieve that at the frequencies of the exchange of code messages the resistance of the reactive coupling device 5 is small, and the code messages could propagate from one phase of the AC electric network to another phase of this network.
Полностью исключить возможность проникновения внеполосных помех из одной фазы электрической сети переменного тока в другую фазу этой сети удается (третий вариант, изображенный на фиг.4) при использовании индуктивно-емкостных реактивных связующих устройств 5. Каждое такое индуктивно-емкостное реактивное связующее устройство 5 должно быть построено из нескольких реактивных элементов (фиг.5.1 - фиг.5.4). В этом случае образуется фильтр, обладающий частотной избирательностью, и при соответствующем подборе значений емкостей и индуктивностей сопротивление такого индуктивно-емкостного реактивного связующего устройства 5 в области частот обмена кодовыми сообщениями оказывается пренебрежимо малым. Высокое же фазное напряжение электрической сети переменного тока, а также внеполосные шумы и помехи не могут распространиться от одной фазы электрической сети переменного тока в другие фазы этой электрической сети переменного тока.It is possible to completely eliminate the possibility of out-of-band interference from one phase of an alternating current electric network to another phase of this network (the third option shown in Fig. 4) using inductive-capacitive reactive coupling devices 5. Each such inductive-capacitive reactive coupling device 5 should be built of several reactive elements (Fig.5.1 - Fig.5.4). In this case, a filter is formed with frequency selectivity, and with appropriate selection of capacitance and inductance values, the resistance of such an inductive-capacitive reactive coupling device 5 in the range of code messaging frequencies is negligible. The high phase voltage of the AC mains, as well as out-of-band noise and interference, cannot propagate from one phase of the AC mains to other phases of this AC mains.
В том случае, если для передачи кодовых сообщений выделяется только две фазы электрической сети переменного тока, то между выделенными фазами необходимо устанавливать единственное реактивное связующее устройство 5. Однако общим случаем является выделение для передачи кодовых сообщений всех трех фаз силовой трехфазной электрической сети переменного тока.In the event that only two phases of an alternating current electric network are allocated for transmitting code messages, then a single reactive coupling device 5 must be installed between the separated phases. However, a common case is the allocation of all three phases of a three-phase power alternating current electric network for transmitting code messages.
После объединения выделенных для передачи кодовых сообщений фаз трехфазной электрической сети переменного тока в единую коммуникационную среду появляется возможность формировать результирующую последовательность синхронизирующих импульсов для передачи кодовых сообщений от удаленных датчиков по выделенным фазам силовой трехфазной электрической сети переменного тока без применения петли фазовой автоподстройки частоты.After combining the phases of a three-phase AC network selected for transmitting code messages into a single communication medium, it becomes possible to generate a resulting sequence of synchronizing pulses for transmitting code messages from remote sensors through the selected phases of a three-phase AC power network without using a phase-locked loop.
Это позволяет решить задачу изобретения - создать технологию формирования результирующей последовательности синхронизирующих импульсов при передаче информации с помощью кодовых сообщений по электрической сети переменного тока. При этом указанная результирующая последовательность синхронизирующих импульсов обеспечивает при использовании относительно недорогих средств автоматический сбор данных от множества удаленных датчиков, подключенных к силовой трехфазной электрической сети переменного тока, а передача информации с помощью кодовых сообщений осуществляется с достаточно высокой помехоустойчивостью.This allows us to solve the problem of the invention - to create a technology for the formation of the resulting sequence of synchronizing pulses when transmitting information using code messages on an alternating current electric network. Moreover, the specified resulting sequence of synchronizing pulses provides, when using relatively inexpensive means, automatic data collection from a variety of remote sensors connected to a three-phase AC power network, and information is transmitted using code messages with a fairly high noise immunity.
Обеспечиваемый технический результат заключается в возможности значительного упрощения построения и монтажа СПИ, реализующих заявленный способ, на территориально распределенных объектах.Provided technical result consists in the possibility of significantly simplifying the construction and installation of SPI, implementing the claimed method, on geographically distributed objects.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135567/11A RU2288507C1 (en) | 2005-11-16 | 2005-11-16 | Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135567/11A RU2288507C1 (en) | 2005-11-16 | 2005-11-16 | Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2288507C1 true RU2288507C1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37664533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005135567/11A RU2288507C1 (en) | 2005-11-16 | 2005-11-16 | Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2288507C1 (en) |
-
2005
- 2005-11-16 RU RU2005135567/11A patent/RU2288507C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1997900B (en) | Method and device for detecting the wiring phase of an arbitrary unknown phase voltage relative to a reference phase voltage | |
Van Der Gracht et al. | Communication using pseudonoise modulation on electric power distribution circuits | |
CN1874191B (en) | Time-synchronized of principal and subordinate device | |
EP0091290A1 (en) | Electrical appliance control | |
Toh et al. | A high speed control network synchronization jitter evaluation for embedded monitoring and control in modular multilevel converter | |
CN102484502A (en) | Point-to-point communications system particularly for use in a power distribution system | |
CN109417296B (en) | AMI system and method for performing phase detection and synchronization in AMI communication network | |
CN102668395B (en) | Method for the data transmission from an emitter to a receiver in an ac voltage network and data transmission device for ac voltage networks | |
EP0560071A2 (en) | Method of signalling | |
RU2288507C1 (en) | Method for generation of resulting series of synchronization impulses during transfer of information by means of code messages along alternating-current electric network | |
CN101834633A (en) | Power line carrier wave meter based on tri-state impulse displacement phase modulation and communication method | |
RU2288506C1 (en) | Method for generation of resulting series of synchronizing impulses during transfer of information via three-phased alternating-current electric network | |
KR101187729B1 (en) | Power line communication apparatus using phase of alternating current | |
RU2246136C1 (en) | Ac electricity supply power network data collecting system | |
CN101156075B (en) | Device for supplying power to measuring sensors and transmitting a synchronous clock signal thereto | |
Mandourarakis et al. | On-chip power line communication for cascaded h-bridge power converters | |
EP0882332A1 (en) | System for data transmission, remote sensing, remote controls, remote readings and the like, particularly suitable for the electric power distribution lines | |
RU2338317C2 (en) | Method and device for transfer and reception of information along lines of distribution electric ac mains | |
US11804873B1 (en) | Baseband reflection modulation on power lines | |
EP4332941A1 (en) | Method for transmitting signals between a master device and slave devices | |
US20070081600A1 (en) | Method of geometric harmonic signal modulation | |
Baid | Opening up powerful lines of communication | |
RU10959U1 (en) | NETWORK MODEM "INTERPRAX" | |
RU2352066C1 (en) | System for collection and transmission of data via ac electric circuit | |
RU2290755C1 (en) | Device for two-level coded signal reception and synchronization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111117 |