Jacek Suchanek - Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne

2003
mgr inĪ. Jacek Suchanek
„AUDENS” Elektronika, Informatyka, Automatyka
ul. Wyáom 28, 61-671 PoznaĔ
studium doktoranckie
Instytut Elektroniki i Telekomunikacji
Politechnika PoznaĔska
[email protected]
Poznañskie Warsztaty Telekomunikacyjne
Poznañ 11-12 grudnia 2003
TRANSMISJA DANYCH W ENERGETYCZNEJ SIECI ZASILAJĄCEJ
Streszczenie: W referacie omówiono wykorzystanie
energetycznej sieci zasilającej niskiego napiĊcia
230V/400V do transmisji danych. Przedstawiono
istniejące rozwiązania ukáadów transmisji danych w sieci
energetycznej oraz wyniki doĞwiadczeĔ z wybranymi
ukáadami przeprowadzone przez autora. Omówiono takĪe
zastosowania transmisji danych w sieci energetycznej.
1. WSTĉP
Od dawna obserwuje siĊ zainteresowanie
wykorzystaniem energetycznej sieci zasilającej do
transmisji danych. Znane są systemy telefonii noĞnej,
stosowane
przez
energetykĊ
zawodową,
wykorzystujące linie wysokiego napiĊcia, które
polegają na nadawaniu zmodulowanego sygnaáu
wysokiej czĊstotliwoĞci w linii. Transmisja sygnaáów
w liniach rozdzielczych niskiego napiĊcia 230V/400V
stwarza duĪo wiĊksze problemy w porównaniu z
liniami przesyáowymi wysokich napiĊü. Linie
przesyáowe są praktycznie wolne od zakáóceĔ i
stanowią nierozgaáĊzione odcinki poáączeĔ. Natomiast
linie rozdzielcze niskiego napiĊcia mają rozgaáĊzioną
konfiguracjĊ zmieniającą siĊ w czasie zaleĪnie od
doáączanych odbiorników. Podobnie zmienny w czasie
zakres zakáóceĔ generowanych przez doáączane
odbiorniki silnie oddziaáuje na sygnaá transmisji
danych.
2. ZAGADNIEIA PODSTAWOWE
W miĊdzynarodowej terminologii dotyczącej
transmisji danych w sieci energetycznej niskiego
napiĊcia stosowany jest skór PLC, którego rozwiniĊcie
ma znaczenie „Power Line Communication”
( komunikacja w linii energetycznej ) lub zamiennie
„Power Line Carrier” ( fala noĞna w linii
energetycznej ).
Transmisja danych w sieci energetycznej polega
na nadawaniu modulowanego sygnaáu napiĊciowego
wysokiej czĊstotliwoĞci naáoĪonego na napiĊcie
230V/400V - 50Hz. Wykorzystywane są czĊstotliwoĞci
zawierające siĊ w zakresie 3 - 500 kHz, chociaĪ od
niedawna
obserwuje
siĊ
takĪe
stosowanie
czĊstotliwoĞci kilkudziesiĊciu megaherców do budowy
systemów szerokopasmowych.
Wykorzystanie sieci energetycznej niskiego
napiĊcia do transmisji danych regulowane jest przez
normĊ PN-EN 50065 ( 2002 r. ): „Transmisja sygnaáów
w sieciach elektrycznych niskiego napiĊcia w zakresie
czĊstotliwoĞci od 3 kHz do 148,5 kHz”. Norma
PN-EN 50065 nie narzuca sposobu modulacji lub
kodowania sygnaáu, a jedynie definiuje zakresy
czĊstotliwoĞci, poziom sygnaáów oraz zawartoĞü
znieksztaáceĔ. W Tabeli 1. przedstawiono podziaá pasm
czĊstotliwoĞci do komunikacji w sieci energetycznej.
Pasmo
Zakres
czĊstotliwoĞci
3 - 9 kHz
A
9 - 95 kHz
B
95 - 125 kHz
C
125 - 140 kHz
D
140 - 148.5 kHz
Przeznaczenie
Wyáącznie dla dostawcy energii
Dla dostawcy energii i
licencjonowanych
uĪytkowników
Dla odbiorców bez ograniczeĔ
Dla odbiorców z kontrolą
dostĊpu
Dla odbiorców bez ograniczeĔ
Tabela 1: Pasma
czĊstotliwoĞci
przeznaczone
do
transmisji danych w sieci energetycznej wedáug normy
PN-EN 50065 cz.1.
Do transmisji danych w sieci energetycznej
wykorzystuje siĊ rozwiązania znane z transmisji radiowej.
Nie mniej muszą one byü modyfikowane do
specyficznych
warunków
panujących
w
sieci
energetycznej niskiego napiĊcia. Specyfika wykorzystania
sieci energetycznej do transmisji danych polega gáównie
na nastĊpujących uwarunkowaniach:
1. DuĪy poziom zakáóceĔ o zmiennych parametrach
zaleĪnych od pracujących odbiorników.
2. Zmienna topografia wynikająca z doáączanych i
odáączanych odcinków w sieci.
3. Silne táumienie sygnaáów wysokiej czĊstotliwoĞci.
Dostawcy rozwiązaĔ z tej dziedziny zakáadają pracĊ
ukáadów przy táumieniu sygnaáu do 60 dB miĊdzy
nadajnikiem a odbiornikiem.
4. Praca ukáadów wyjĞciowych praktycznie przy
obciąĪeniu zwarciowym. Przyjmuje siĊ, Īe
impedancja zastĊpcza sieci energetycznej dla
wykorzystywanych zakresów czĊstotliwoĞci wynosi
poniĪej 10 Ÿ.
5. KoniecznoĞü skutecznego zabezpieczenia ukáadu
transmisji przed przepiĊciami generowanymi w sieci
energetycznej.
Schemat blokowy typowego ukáadu transmisji
danych w sieci energetycznej przedstawiono na
Rysunku 1. Zawiera on nastĊpujące elementy.
3. PRZYKàADY UKàADÓW TRANSMISJI
DANYCH W SIECI ENERGETYCZNEJ
Sygnaá
w. cz.
1
Sygnaá
TTL
2
Dane
3
4
Sygnaá w. cz. +
napiĊcie sieci
Interfejs
5
Sieü
230V / 400V
1 - ukáad separacji
2 - modulator / detektor
3 - mikroprocesor
4 - interfejs zewnĊtrzny
5 - ukáady wspomagające
Rys 1. Schemat blokowy ukáadu PLC
Ukáad separacji systemu od napiĊcia sieci i
zabezpieczający przed przepiĊciami ( 1 ). Skáada siĊ
zwykle z szeregowo poáączonego kondensatora na
którym odkáada siĊ napiĊcie sieci, transformatora
separującego
w.cz.
i
typowych
elementów
zabezpieczeĔ przeciwprzepiĊciowych.
Ukáad modulatora / detektora ( 2 ) realizujący
modulacjĊ fali noĞnej uĪytecznym sygnaáem
cyfrowym oraz detekcjĊ sygnaáu odebranego z sieci.
System mikroprocesorowy zarządzający caáym
ukáadem ( 3 ), kontrolujący poprawnoĞü transmisji
poprzez generacjĊ sum kontrolnych, przygotowanie i
kontrolĊ ramek.
Interfejs sáuĪący do poáączenia z systemem
uĪytkowym ( 4 ). Stosowane są tu typowe systemy
transmisji szeregowej, jak RS-232, RS-485 lub sygnaáy
TTL. Spotykane są takĪe poáączenia równolegáe.
Elementy dodatkowe niezbĊdne do pracy caáego
systemu ( 5 ) jak np. generatory czĊstotliwoĞci, pamiĊci
póáprzewodnikowe,
zasilacze.
W
niektórych
rozwiązaniach te elementy są scalone z innymi
elementami systemu, a w innych naleĪy je wykonaü
osobno.
W prostych systemach transmisji PLC
wykorzystuje siĊ ukáad dwuprzewodowy: jeden
przewód fazowy i przewód neutralny. W wielu
wypadkach obserwuje siĊ przenikanie sygnaáu miĊdzy
przewodami fazowymi, co eliminuje koniecznoĞü
montaĪu elementów mostkujących dla wysokich
czĊstotliwoĞci. Pozwala to na komunikacjĊ miĊdzy
ukáadami podáączonymi do róĪnych faz. Dla
polepszenia skutecznoĞci niektóre rozwiązania uĪywają
poáączenia miĊdzyfazowego lub dwóch ĞcieĪek
transmisji sygnaáu: przewód fazowy i przewód
neutralny oraz przewód neutralny i ochronny. W
opisywanych systemach PLC zakáada siĊ transmisjĊ
maksymalnie w obszarze objĊtym zasilaniem z jednej
podstacji transformatorowej, t.z.n. musi wystĊpowaü
galwaniczne
poáączenie
miĊdzy
ukáadami
wymieniającymi informacjĊ lub przesáuch miĊdzy
przewodami fazowymi. Sygnaáy nadawane w sieci
niskiego napiĊcia nie podlegają propagacji przez
transformatory energetyczne Ğredniego napiĊcia.
PoniĪej
przedstawiono
przegląd
ukáadów
stosowanych do transmisji danych w sieci energetycznej
dostĊpnych w ofercie handlowej. Ukáady te przedstawiono
w kolejnoĞci od najstarszych i najprostszych do
najnowszych rozwiązaĔ w tej dziedzinie. Stosowane są
znane sposoby modulacji sygnaáu: ASK, FSK oraz
modulacja z rozproszonym widmem ( Spread Scectrum
Carrier ).
Ukáady o modulacji ASK. Na początku lat 90 firma
„PHILIPS” wprowadziáa na rynek ukáad typu NE5050, a
w drugiej poáowie lat 90 jego ulepszoną wersjĊ
TDA5051A. Ukáady te są przeznaczone gáównie do
transmisji danych w sieci energetycznej wewnątrz
budynków dla celów ich automatyzacji oraz ochrony. Oba
ukáady wykorzystują modulacjĊ ASK i mają nastĊpujące
podstawowe parametry: czĊstotliwoĞü noĞna 120 kHz
( NE5050 ),
132,5 kHz ( TDA5051A ); czuáoĞü
1,5 mVRMS ( NE5050 ), 82 dBµV ( TDA5051A );
szybkoĞü transmisji 1200 bitów/s.
Standard X10. Jest to standard powstaáy i
wykorzystywany gáównie w Stanach Zjednoczonych.
Przeznaczony jest do prostej automatyki budynków.
Polega na nadawaniu paczek impulsów o okreĞlonej
czĊstotliwoĞci w chwili przejĞcia sinusoidy napiĊcia
zasilania przez zero. SkutecznoĞü tego systemu jest
nieduĪa i ma on opiniĊ raczej zabawki technicznej niĪ
profesjonalnego rozwiązania.
Ukáady o modulacji fazy FSK. Przedstawicielem
tego systemu jest ukáad ST7537 firmy „ST-Thomson
Microelectronics”. Podobnie jak poprzednie ukáady,
przeznaczony jest on do przesyáania danych wewnątrz
budynków. Podstawowe parametry to: czĊstotliwoĞü
noĞna 132,45 kHz, odstĊp czĊstotliwoĞci 1200 Hz, czuáoĞü
1 mVRMS, szybkoĞü transmisji 1200 bitów/s.
Ukáady o modulacji SFSK. W roku 1998 firma
„ALCATEL” zaoferowaáa nowy ukáad scalony typu
MTC30585 pracujący w systemie modulacji SFSK
( spread FSK ), która jest odmianą modulacji FSK i róĪni
siĊ od niej duĪym odstĊpem prąĪków obu czĊstotliwoĞci
( 10 kHz ). Ukáad ten jest przeznaczony do komunikacji w
sieci energetycznej do celów odczytów stanów liczników
energii elektrycznej oraz sterowania obciąĪeniami i
przeáączaniem taryf. Z tego powodu wykorzystuje pasmo
A wedáug normy PN-EN 50065. Podstawowe parametry
tego ukáadu są nastĊpujące: czĊstotliwoĞü noĞna
programowana w zakresie 9 - 95 kHz, czuáoĞü 400 µV,
szybkoĞü transmisji 1440 bitów/s.
Ukáady wykorzystujące modulacjĊ z widmem
rozproszonym. PoniĪej opisano kilka przykáadów
rozwiązaĔ systemów z rozproszonym widmem.
Korporacja „ECHELON” oferuje sieci w technologia
LON-WORKS. DostĊpne są tu takĪe rozwiązania
wykorzystujące sieü energetyczną jako medium transmisji
danych. Oferowane są trzy rodzaje modemów do
komunikacji w sieci energetycznej: PLT-10A, PLT-21 i
PLT-30 o parametrach przedstawionych w Tabeli 2.
Zastosowanie Pasmo wg.
PN-EN 50065
Specjalne
PLT-10A 10 kbitów/s 100 - 450 kHz
- po za normą
OgólnodostĊpne
PLT-21 5 kbitów/s 125 - 140 kHz
- Pasmo C
Komunikacja z
PLT-30 2 kbitów/s
9 - 90 kHz
licznikami
- Pasmo A
Symbol
SzybkoĞü
transmisji
Pasmo
czĊstotliwoĞci
Tabela 2: Parametry ukáadów systemu LON-WORKS.
System o nazwie wáasnej "Adaptive Spread
Spectrum" firmy ANI USA. System ten wykorzystuje
opatentowaną odmianĊ metody modulacji z
rozproszonym widmem. Polega ona na tym, Īe
nadajnik dokonuje pomiaru poziomu sygnaáu w sieci
podczas
nadawania
i
koryguje
selektywnie
wzmocnienie nadajnika zaleĪnie od poziomu táumienia
sygnaáu w sieci. W celu zwiĊkszenia efektywnoĞci
transmisji wykorzystywane są dwa tory transmisyjne:
tor wykorzystujący przewody miĊdzyfazowe lub
przewód fazowy i przewód zerowy oraz tor
wykorzystujący przewody zerowy i ochronny. DziĊki
tym
zabiegom
uzyskano
jakoĞü
transmisji
porównywalną z poáączeniem kablowym. DostĊpne są
trzy wersje ukáadów: PLC48, PLC192 oraz PLC1000.
Podstawowe dane tych ukáadów przedstawiono w
Tabeli 3. Ukáady firmy ANI przeznaczone są gáównie
do zastosowaĔ przemysáowych: sterowanie, telemetria,
komunikacja z licznikami.
Symbol
SzybkoĞü
Pasmo
transmisji czĊstotliwoĞci
PLC48
4800
bitów/s
23,75 - 71,25
kHz
PLC192
19200
bitów/s
134,4 - 403,2
kHz
PLC1000
100
kbitów/s
0 - 537,6 kHz
czĊstotliwoĞci wykraczające po za zakresy okreĞlone w
normie PN-EN 50065. Dlatego spotykają siĊ one z oporem
n.p. Ğrodowisk krótkofalarskich, które obawiają siĊ zbyt
duĪego wpáywu transmisji PLC na radiokomunikacjĊ na
falach dáugich, Ğrednich i krótkich.
4. ZASTOSOWANIE TRANSMISJI DANYCH W
SIECI ENERGETYCZNEJ
Transmisja w sieci energetycznej moĪe znaleĨü
zastosowanie przede wszystkim tam, gdzie wyeliminuje
ona koniecznoĞü prowadzenia poáączeĔ kablowych, jeĪeli
ich koszt przekracza koszt takiego systemu. TakĪe moĪe
umoĪliwiü komunikacjĊ z urządzeniami ruchomymi
zasilanym z sieci trakcyjnej przez pantografy lub
urządzeniami ruchomymi podáączanymi w róĪnych
miejscach
instalacji
elektrycznej.
Podstawowe
zastosowania transmisji w sieci energetycznej są
nastĊpujące:
1. Automatyka
budynków,
czyli
sterowanie
ogrzewaniem, oĞwietleniem, klimatyzacją i.t.p.
2. Ochrona i monitorowanie obiektów.
3. Systemy przemysáowe jak sterowanie, telemetria.
4. Systemy
szerokopasmowe
przeznaczone
do
rozpowszechniania internetu.
5. Energetyka zawodowa, n.p. systemy zdalnych
odczytów stanów liczników, sterowanie zmianą taryf,
sterowanie
i
telemetria
w
urządzeniach
energetycznych.
Sieü 15 kV
Do oĞrodka przetwarzania
Standard
PN-EN
50065
Pasmo A
ISO 10368
( USA )
Standard
ISO 10368
( USA )
Tabela 3: Parametry ukáadów firmy ANI Inc.
OfertĊ podobną do ANI Inc. ma firma "Intellon"
USA. Obejmuje ona kilka rozwiązaĔ róĪnego
przeznaczenia.
Technologia szerokopasmowa. W ostatnim czasie
zaczĊáy siĊ pojawiaü zapowiedzi oraz pierwsze
instalacje systemów transmisji danych w paĞmie
16 Mb/s - 20 Mb/s za pomocą sieci energetycznej.
Systemy te zakáadają transmisjĊ szerokopasmową, ale
gáównie wewnątrz budynku lub na krótkich dystansach.
Na przykáad firma NOR z Kanady oferuje system,
który wymaga instalacji terminatorów dopasowujących
falowo poáączenia energetyczne w kaĪdym miejscu,
gdzie nastĊpuje rozgaáĊzienie sieci. Inny system
zapewnia komunikacjĊ ok. 100 m od stacji bazowej.
Jak z tego wynika, systemy szerokopasmowe nie
nadają siĊ do natychmiastowego zastosowania w
kaĪdej sieci energetycznej. Systemy te wykorzystują
Rozdzielnia NN
K
Sieü NN
LR
L
L
L
K - koncentrator danych
L - licznik energii
LR - licznik z funkcją retransmisji
NN - niskie napiĊcie ( 230V/ 400V )
Rys 2. System komunikacji z licznikami energii
elektrycznej z wykorzystaniem komunikacji PLC
Najbardziej predysponowany do zastosowania
transmisji PLC jest system komunikacji z licznikami
energii elektrycznej. System taki sáuĪy do automatycznego
odczytu wskazaĔ liczników, zdalnego programowania
stref taryfowych oraz zdalnego sterowania obciąĪeniami.
W skáad takiego systemu wchodzą liczniki wyposaĪone
w przystawki komunikacyjne oraz koncentrator
danych. Koncentrator sáuĪy do zbierania danych z
liczników i przesyáania ich dalej do oĞrodka
przetwarzania
informacji.
Koncentrator
moĪe
obsáugiwaü liczniki zainstalowane na fragmencie sieci
zasilanym z jednego transformatora Ğredniego napiĊcia.
Schemat poglądowy sytemu wedáug powyĪszego opisu
przedstawiono na Rysunku 2.
5. WINIKI DOĝWIADCZEē I WNIOSKI Z
EKSPOATACJI SYSTEMÓW TRANSMISJI
DANYCH
DoĞwiadczenia przeprowadzono z nastĊpującymi
ukáadami transmisji danych: NE5050, ST7537, PLT-21
oraz PLC192. We wszystkich przypadkach korzystano
ze schematów aplikacyjnych zalecanych przez
dostawców. PoniĪej przedstawiono wnioski z prób
przeprowadzonych z tymi ukáadami.
Próby z ukáadem NE5050 przeprowadzono w
zakresie badania jakoĞci komunikacji w obrĊbie
budynku jednorodzinnego. Uzyskano komunikacjĊ w
zakresie caáego budynku na tym samym przewodzie
fazowym. Stwierdzono bardzo silne zakáócanie
transmisji przez róĪne urządzenia gospodarstwa
domowego, co powodowaáo caákowite zerwanie
poáączenia. Ze wzglĊdu na negatywne wyniki
pierwszych prób, dalszych badaĔ z tym ukáadem nie
prowadzono.
Drugim badanym ukáadem byá ukáad ST7537.
Wykonano próby w tym samym budynku, jak dla
ukáadu NE5050. Uzyskano stabilną áącznoĞü w caáym
budynku na tym samym przewodzie fazowym.
Otrzymywano takĪe komunikacjĊ na róĪnych
przewodach fazowych. Nie mniej áącznoĞü na róĪnych
przewodach fazowych nie obejmowaáa caáego budynku
i podlegaáa zakáóceniom w stopniu porównywalnym z
ukáadem NE5050 dla jednego przewodu fazowego. Na
tym samym przewodzie fazowym uzyskiwano
komunikacjĊ miĊdzy sąsiednimi budynkami w
odlegáoĞci ok. 50 m.
Po tych wstĊpnych próbach podjĊto budowĊ
doĞwiadczalnego systemu komunikacji z licznikami
energii
elektrycznej.
DoĞwiadczalne
systemy
odczytowe zostaáy wykonane w trzech budynkach
wielorodzinnych w róĪnych miastach: ZamoĞü,
Wrocáaw i CzĊstochowa. Skáadaáy siĊ one z kilkunastu
jednofazowych
liczników
energii
elektrycznej
wyposaĪonych w przystawki transmisyjne oraz
koncentratora danych zainstalowanego na przyáączu
budynku ( W.L.Z. - wewnĊtrzna linia zasilająca ).
System komunikacji zbudowano w oparciu o
ukáad modemu typu ST7537. Liczniki zostaáy
wyposaĪone
w
przystawkĊ
komunikacyjną
przeznaczoną do podáączenia do jednego przewodu
fazowego.
Koncentrator
posiadaá
przystawkĊ
komunikacyjną wykonaną w taki sposób, aby moĪna
byáo ją podáączyü do trzech faz. Dane z koncentratora
odczytywane byáy za pomocą interfejsu w
podczerwieni zgodnego z normą PN-61107 lub
modemu telefonicznego. Ukáad modemu ST7537
przeznaczony jest do komunikacji w paĞmie C wedáug
PN-EN 50065, tzn. w paĞmie odbiorcy. Jednak ze wzglĊdu
na jego dostĊpnoĞü, niską cenĊ oraz áatwą aplikacjĊ zostaá
on wybrany do instalacji doĞwiadczalnej.
System byá tak skonfigurowany, Īe koncentrator
nawiązywaá komunikacjĊ z kaĪdym licznikiem co
godzinĊ, aby w pamiĊci koncentratora znajdowaáy siĊ w
miarĊ aktualne stany liczników, rejestrowano takĪe
statystykĊ poprawnoĞci komunikacji. Uzyskane w ten
sposób dane pozwalaáy oceniü jakoĞü wybranego systemu
komunikacji. ObserwacjĊ systemu prowadzono przez
okoáo 6 miesiĊcy. Wnioski z obserwacji są nastĊpujące:
1. Najtrudniejsze warunki komunikacji pokrywaáy siĊ ze
szczytami porannym i wieczornym poboru energii ( tj.
godziny ok. 6:00 - 10:00 i 14:00 - 23:00 ). W tych
godzinach nie uzyskiwano poprawnej komunikacji z
20 - 30 % wszstkich liczników. W okresie
szczytowym ze wzglĊdu na duĪą iloĞü wáączonych
odbiorników mamy do czynienia z najwiĊkszym
poziomem zakáóceĔ.
2. W pozostaáych godzinach doby uzyskiwano
poprawną komunikacjĊ prawie ze wszystkimi
licznikami. ZwiĊkszenie jakoĞci komunikacji
związane byáo ze spadkiem poziomu zakáóceĔ.
3. Zarejestrowano pojedyncze lokalizacje liczników z
którymi uzyskanie komunikacji byáo bardzo trudne i
koncentrator nawiązywaá z tymi licznikami poprawną
komunikacjĊ raz na kilka dni w godzinach nocnych
( ok. 1:00 - 4:00 ). Liczniki te byáy umieszczone na
najwyĪszych
piĊtrach,
wiĊc
najdalej
od
koncentratorów.
TrudnoĞci
w
komunikacji
wystĊpowaáy w budynkach starych, gdzie nie byá
dokáadnie znany przebieg instalacji energetycznej.
Na jakoĞü osiągniĊtych rezultatów miaá takĪe wpáyw
zastosowany system transmisji tj. system modulacji FSK i
pasmo transmisji. System FSK byá podatny na zakáócenia
w Ğrodowisku bogatym w zakáócenia o szerokim widmie
czĊstotliwoĞci. Relatywnie wysoka czĊstotliwoĞü noĞna
podlegaáa silnemu táumieniu przez sieü energetyczną.
Dla uzyskania wyników porównawczych wybrano
lokalizacje liczników, z którymi uzyskanie komunikacji w
opisanym wyĪej systemie byáo bardzo trudne. W tych
lokalizacjach przeprowadzono próby komunikacji miĊdzy
licznikiem a koncentratorem za pomocą ukáadu PLT-21
pracującego w systemie modulacji z rozproszonym
widmem. Uzyskano stabilną áącznoĞü miĊdzy tymi
lokalizacjami w godzinach szczytowych.
Prowadzono takĪe próby z ukáadami PLC192
wykorzystującymi takĪe modulacjĊ z rozproszonym
widmem. Próby wykonano w budynku jednorodzinnym.
Uzyskano stabilną áącznoĞü w zakresie caáego budynku na
wszystkich fazach. Przeprowadzono takĪe próby w innych
miejscach. Uzyskano stabilną áącznoĞü w wiĊkszoĞci
przypadków. W kilku miejscach nie uzyskano stabilnej
áącznoĞci. W tych miejscach nie moĪna byáo
jednoznacznie stwierdziü przebiegu linii energetycznych,
na których prowadzono próby.
Z przeprowadzonych prób wynika jednoznaczna
przewaga systemów z modulacją w rozproszonym
widmie. Systemy „klasyczne” FSK mogą byü stosowane
wewnątrz budynków w aplikacjach nie wymagających
bezwzglĊdnej
pewnoĞci
komunikacji.
TakĪe
zdecydowanie niĪsze koszty tych systemów w porównaniu
z systemami z rozproszonym widmem przemawiają za ich
wykorzystaniem w prostych aplikacjach. Dla aplikacji,
gdzie naleĪy zapewniü stabilną komunikacjĊ na dalsze
odlegáoĞci niĪ zakres jednego budynku naleĪy
korzystaü z systemów z rozproszonym widmem.
WNIOSKI
Na podstawie zebranych doĞwiadczeĔ oraz
obserwacji rynku wynika, Īe w pewnych warunkach
transmisja danych w sieci energetycznej moĪe byü
skuteczną alternatywą dla innych powszechnie
stosowanych sposobów transmisji danych i nie naleĪy
jej traktowaü jako ciekawostki technicznej. W
wypadkach,
gdzie
wykonanie
dedykowanego
poáączenia kablowego moĪe byü kosztowne, a áącznoĞü
radiowa niepewna, wykorzystanie systemu PLC moĪe
przynieĞü takĪe korzyĞci ekonomiczne. Nie wymaga on
Īadnych dodatkowych zabiegów, jak np. instalacji
okablowania, anten lub ponoszenia opáat dzierĪawy
pasm radiowych.
Ukáady transmisji danych w sieci energetycznej
nie są takĪe zamkniĊtymi rozwiązaniami pod
wzglĊdem technicznym. Z przeprowadzonych badaĔ
wynika, Īe wskazane jest prowadzenie poszukiwaĔ w
kierunku dopasowania rozwiązaĔ do konkretnych
potrzeb oraz zwiĊkszenie jakoĞci transmisji. MoĪna
wyróĪniü tu dwie przeciwstawne grupy zainteresowaĔ.
Pierwsza to zastosowania zastĊpujące poáączenia
kablowe. Kierunki rozwojowe tych systemów to
dąĪenie do zwiĊkszania szybkoĞci transmisji i oraz
zasiĊgu. Druga grupa, to systemy przeznaczone do
komunikacji z licznikami energii elektrycznej. Dla tego
zastosowania istotnym parametrem jest koszt systemu,
szczególnie koszt przystawki komunikacyjnej dla licznika.
Dlatego naleĪy dąĪyü do zapewnienia niskiej ceny
ukáadów kosztem obniĪenia parametrów technicznych
takich jak szybkoĞü transmisji, zasiĊg. System taki musi
byü rozpatrywany w caáoĞci, a nie jako zapewniający
poáączenie miĊdzy dwoma punktami sieci w dowolnych
warunkach.
Systemami PLC szczególnie powinny siĊ
zainteresowaü zakáady energetyczne, gdyĪ z powodów
naturalnych są one operatorami sieci energetycznych i
powinny poszukiwaü dodatkowych korzyĞci z ich
wykorzystania.
SPIS LITERATURY
[1] Z. Kaspar, Konnex connectivity with MCU - based
power line modem, Embedded-Control-Europe
vol. 5/03, s. 62-63, 2003
[2] PN-EN 50065, Transmisja sygnaáów w sieciach
elektrycznych niskiego napiĊcia w zakresie
czĊstotliwoĞci od 3 kHz do 148,5 kHz, 2002
[3] ST7537 Home Automation Modem, SGS-Thomson
Microelectronics, 1994
[4] ICs for Data Communiactions Data Handbook,
BOOK IC19 1992, Philips-Semiconductors, 1992
[5] LonWorks Technology Device Data, DL159/D
REV 3, Motorola, 1997
[6] MTC-30585 SFSK PLC Modem Reference Manual,
ALCATEL, 1998
[7] AN192M Powerline Network Communication
Module, ANI Inc., 1996