电力线为媒介的现场组网技术的研究
|
摘要
基于现场总线的数据采集系统是当前微机测控领域的一个有意义的发展方向，而实现以低压电力线为通信介质的数据采集网络是该领域的难点。论文主要介绍了以电力线和双绞线为通信介质的数据采集网络的研制工作及其在石油和航天等行业的应用尝试。本文根据不同的应用场合设计了两种不同性质的数据采集系统，在系统结构设计、硬件电路的设计、软件的设计等方面都有各自的特点，电力线网络侧重可靠性和易用性，双绞线网络侧重采集的高速和高精度。
论文工作注重与先进理论的结合运用，如在采集数据处理中引入数字滤波方法去除误差数据的影响；在滤波器设计中，运用经典滤波器设计理论去指导实际电路的构件与调试等。这些都在实际中获得良好的应用效果。
目前，一套采用低压电力线载波通信技术的采集网络已完成现场安装和调试，正式运用在工业采集现场。
Data Acquisition system based on field bus is an interesting direction in SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). But such system whose communication media is power line is a great difficulty. So the paper mainly introduces the R&D of data acquisition network whose communication media is twisted-pair and power line. In the paper two different kinds of data acquisition system have been designed for different application occasions. The two systems have their own characters on system structure, circuit and software designing. The power line data acquisition network is reliable and easy to put into use, and the other can meet this need of high speed and good accuracy.
The paper emphasizes to combine advanced theory with practice. Such as we use digital filtering method to reduce the influence of noise and put classic filter theory into guiding circuit's construction &debugging. All of these have made some good effects.
At present, a suit of network system that employs the technology of low voltage power line communication had been installed and debugged, and it has been put into use on the spot of industrial data acquisition.
论文工作注重与先进理论的结合运用，如在采集数据处理中引入数字滤波方法去除误差数据的影响；在滤波器设计中，运用经典滤波器设计理论去指导实际电路的构件与调试等。这些都在实际中获得良好的应用效果。
目前，一套采用低压电力线载波通信技术的采集网络已完成现场安装和调试，正式运用在工业采集现场。
Data Acquisition system based on field bus is an interesting direction in SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). But such system whose communication media is power line is a great difficulty. So the paper mainly introduces the R&D of data acquisition network whose communication media is twisted-pair and power line. In the paper two different kinds of data acquisition system have been designed for different application occasions. The two systems have their own characters on system structure, circuit and software designing. The power line data acquisition network is reliable and easy to put into use, and the other can meet this need of high speed and good accuracy.
The paper emphasizes to combine advanced theory with practice. Such as we use digital filtering method to reduce the influence of noise and put classic filter theory into guiding circuit's construction &debugging. All of these have made some good effects.
At present, a suit of network system that employs the technology of low voltage power line communication had been installed and debugged, and it has been put into use on the spot of industrial data acquisition.
引文
[1] 阳宪惠等．现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，2000．6
[2] Radford D. Spread-spectrum Data Leap Through AC Power Wiring. IEEE Spectrum, 1996
[3] Chan M H L, Donaldson R W. Attenuation of Communication signals on Residential and Commercial Intrabuilding Power-Distribution Circuit. IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility, 1986, EMC-28(4)
[4] 郭静波，王赞基．配电网电力线通信研究与应用现状．北京：中国电机工程学会电力通信专业委员会第3次学术会议，1997
[5] 胡道元．信息网络系统集成技术．北京：清华大学出版社，1996
[6] 阳宪惠．CIMS网络系统的组成(J)．化工自动化及仪表，1998．25(161)
[7] 赵新民．智能仪器设计基础．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990
[8] 杨育红．LON网络控制技术及应用．西安：西安电子科技大学出版社，1999
[9] 胡广书．数字信号处理．北京：清华大学出版社 2001
[10] 王幸之等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2000
[11] 丁镇生．传感器及传感技术应用．北京：电子工业出版社，1999
[12] 曾全堃．仪器电路．重庆：重庆大学出版社，1996
[13] 顾红军等．工业企业网与现场总线技术及应用．北京：人民邮电出版社，2002
[14] 吴秋峰．自动化系统计算机网络．北京：机械工业出版社，2001
[15] 张公忠．现代网络技术教程．北京：电子工业出版社，2000
[16] 章云等．DSP控制器及其应用．北京：机械工业出版社，2001
[17] 叶栋等译．最新网络通信协议．北京：电子工业出版社，1999
[18] 高强等．Visual C++高级编程技巧．北京：人民邮电出版社，2000
[19] 雷友琴等．微型计算机原理与应用．北京：机械工业出版社，1996
[20] 王俊省．微型计算机检测技术及应用．北京：电子工业出版社，1996
[21] 任德官．过程控制的微机接口技术．南京：东南大学出版社，1990
[22] 张松春等．电子控制设备抗干扰技术及其应用．北京：机械工业出版社，1989
[23] 季建华等．智能仪表原理设计及调试．上海：华东理工大学出版社，1997
[24] 朱家铿等．微型计算机实用大全．沈阳：东北大学出版社，1993
[25] 王幸之．高精度微机电子秤中的扰动补偿．工业仪表与自动化装置，1989
[26] 沈兰荪．微型机数据采集系统外部噪声的抑制．电子技术应用，1986
[27] 美国Intellon公司．产品资料．2002
[28] 美国Enikia公司．产品资料．2002
[29] Analog Device公司．产品资料．2002
[30] 加拿大北方电讯．产品资料．2002
[31] 美国Echelon公司．产品资料．2002
[32] 高锋等．低压电力线载波通信中信号传输特性分析．电力系统自动化．2000
[33] 王赞基等．电力线扩频载波通信技术及应用．电力系统自动化．2000
[2] Radford D. Spread-spectrum Data Leap Through AC Power Wiring. IEEE Spectrum, 1996
[3] Chan M H L, Donaldson R W. Attenuation of Communication signals on Residential and Commercial Intrabuilding Power-Distribution Circuit. IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility, 1986, EMC-28(4)
[4] 郭静波，王赞基．配电网电力线通信研究与应用现状．北京：中国电机工程学会电力通信专业委员会第3次学术会议，1997
[5] 胡道元．信息网络系统集成技术．北京：清华大学出版社，1996
[6] 阳宪惠．CIMS网络系统的组成(J)．化工自动化及仪表，1998．25(161)
[7] 赵新民．智能仪器设计基础．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990
[8] 杨育红．LON网络控制技术及应用．西安：西安电子科技大学出版社，1999
[9] 胡广书．数字信号处理．北京：清华大学出版社 2001
[10] 王幸之等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2000
[11] 丁镇生．传感器及传感技术应用．北京：电子工业出版社，1999
[12] 曾全堃．仪器电路．重庆：重庆大学出版社，1996
[13] 顾红军等．工业企业网与现场总线技术及应用．北京：人民邮电出版社，2002
[14] 吴秋峰．自动化系统计算机网络．北京：机械工业出版社，2001
[15] 张公忠．现代网络技术教程．北京：电子工业出版社，2000
[16] 章云等．DSP控制器及其应用．北京：机械工业出版社，2001
[17] 叶栋等译．最新网络通信协议．北京：电子工业出版社，1999
[18] 高强等．Visual C++高级编程技巧．北京：人民邮电出版社，2000
[19] 雷友琴等．微型计算机原理与应用．北京：机械工业出版社，1996
[20] 王俊省．微型计算机检测技术及应用．北京：电子工业出版社，1996
[21] 任德官．过程控制的微机接口技术．南京：东南大学出版社，1990
[22] 张松春等．电子控制设备抗干扰技术及其应用．北京：机械工业出版社，1989
[23] 季建华等．智能仪表原理设计及调试．上海：华东理工大学出版社，1997
[24] 朱家铿等．微型计算机实用大全．沈阳：东北大学出版社，1993
[25] 王幸之．高精度微机电子秤中的扰动补偿．工业仪表与自动化装置，1989
[26] 沈兰荪．微型机数据采集系统外部噪声的抑制．电子技术应用，1986
[27] 美国Intellon公司．产品资料．2002
[28] 美国Enikia公司．产品资料．2002
[29] Analog Device公司．产品资料．2002
[30] 加拿大北方电讯．产品资料．2002
[31] 美国Echelon公司．产品资料．2002
[32] 高锋等．低压电力线载波通信中信号传输特性分析．电力系统自动化．2000
[33] 王赞基等．电力线扩频载波通信技术及应用．电力系统自动化．2000