. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Flexibilní PLC řešení od TI
22. října 2010 - 9:28 | Pandatron | Flexibilní PLC řešení od TI | Komentářů: 1  

Flexibilní PLC řešení od TI

Při bližším pohledu na efektivní komunikační technologii PLC snadno zjistíme, že bez značné flexibility není vhodné tato zařízení konstruovat. Následující článek rozebírá hlavní úskalí této technologie a představuje flexibilní řešení od TI.

Technologie PLC, tedy přenos dat po elektrické síti, využívá infrastruktury silových rozvodů od elektráren. Využití stávajících rozvodů se zdá být levnou alternativou bezdrátových sítí a to především pro oblast inteligentního monitoringu a řízení průmyslových procesů, jako jsou například aplikace inteligentního měření. Ve světě nepřeberného množství protokolů, norem a modulačních schémat, je třeba nabídnout flexibilní vývojovou platformu, zjednodušující návrh a podporu lokálních podmínek. Stejně tak i možnost optimalizace podmínek životního prostředí a snadnou modifikovatelnost, respektující aktuální normy.

Technologie PLC (Power line communications) nabízí efektivní komunikační médium, vhodné pro širokou škálu aplikací. Tím, že eliminuje potřebu instalace dalších propojovacích kabelů, umožňuje v první řadě výrazné snížení nákladů na systém a současné zvýšení spolehlivosti přenosu dat. Eliminace dalších kabelů umožňuje zároveň zajištění efektivní komunikace i v takových prostředích, kde by vedení datové sítě bylo příliš nákladné. Díky schopnosti využití stávající infrastruktury, se technologie PLC řadí na vedoucí pozice pro inteligentní aplikace nové generace. Navíc tím, že spotřebitel dostane možnost sledování spotřeby elektřiny a jejího využití na základě denní doby a aktuálního cenového tarifu, dostává se mu do rukou i pobídka k lepšímu rozložení spotřebované energie. Tím se zároveň sníží špičkové zatížení rozvodných sítí a následně nutnost stavby dalších elektráren. PLC přitom umožňuje inteligentní řízení a správu většiny základních systémů domácností, včetně osvětlení, automatizace topení a klimatizace, zabezpečení majetku a řady dalších.

Jako technologie, je PLC vhodné jak pro vysokorychlostní připojení k širokopásmové síti, například k internetu, tak i pro aplikace vyžadující pouhou kontrolu nebo sběr dat. Tedy aplikace, kde nejsou kladeny vysoké nároky na objem přenášených dat, avšak na nízké náklady a vysokou spolehlivost ano. V případě inteligentních měřicích systémů, poskytuje úzkopásmová PLC technologie vhodnou a zároveň robustní alternativu k bezdrátové komunikaci.

V příštích letech je jen v Evropě, Blízkém východě a Africe předpokládáno rozmístění více, než 200 milionů inteligentních elektroměrů s možnosti komunikace s ústřednou. V těchto regionech je průměrná vzdálenost zákaznické jednotky od nejbližší rozvodny mezi 500 a 1000 m, díky čemuž je zde úzkopásmová PLC technologie velmi atraktivním přenosovým médiem, velice dobře použitelným jako infrastruktura pro inteligentní sítě v těchto oblastech. Podobně výhodně vzhlíží použití technologie i v samotných domácnostech, právě v již zmíněných aplikacích inteligentní domácí sítě, řízení osvětlení či solárních aplikacích.

Pro aplikace odesílající pouze minimální objem dat, jako jsou například inteligentní měřiče spotřeby, je úzkopásmová PLC technologie optimální volbou ať jde o šířku pásma, příkon nebo výrobní náklady. Provozem v úzkopásmové oblasti (frekvence do 500 kHz), zajišťuje výbornou integritu dat při současné minimalizaci nákladů na systém. Dostupná přenosová rychlost se může pohybovat od 1,2 kb/s až do 128 kb/s, především na základě dostupných národních norem. Tím je poskytnuta dostatečná šířka pásma pro aplikace, jako jsou dálkové sběry dat z měřičů spotřebované energie, řízení osvětlení a domácí automatizace.

Podobné inteligentní sítě umožňují zároveň i vzdálené monitorování a řízení koncových zařízení, s cílem zohlednění energetické strategie snižování spotřeby. Vlastní řízení je založeno na zvoleném cenovém programu a aktuálním vytížení rozvodné sítě, dostupném přes elektrické vedení. Navíc je například z domova či kanceláře umožněno vzdálené řízení strojů v továrně a jiných průmyslových oblastech, jako jsou například solární systémy, datové servery, aplikace řízení motorů či zavlažovací systémy. Řízení pomocí PLC je možné 24h denně, nebo tak dlouho, dokud je zařízení připojeno k rozvodné síti, jejíž účinnost a provoz může být inteligentně řízen a zdokonalen.


Obr. 1: S programem plcSUITE™ společnosti TI mohou vývojáři optimalizovat své návrhy na požadavky konkrétních aplikací, při zachování možnosti budoucího přizpůsobení novým normám a příležitostem trhu.

Avšak ani rozvoj PLC není zcela bez problémů. Elektrické vedení je velice zarušené médium, které pro zajištění spolehlivosti přenosu dat vyžadují robustní architekturu. Kromě toho je nejen každá jednotlivá aplikace, ale i každé provozní prostředí jiné, což od vývojářů vyžaduje optimalizovaný návrh a přizpůsobení celé řady faktorů. Implementace technologie PLC, zaměřující se pouze na jeden daný problém, je ve své funkci příliš svázána a může být použita pouze v omezeném počtu aplikací. Navíc taková řešení představují riskantní strategii návrhu i z pohledu norem a jejich dalšího vývoje. Z toho plyne, že vývojáři potřebují maximálně flexibilní platformu, která jim umožní optimalizovat své návrhy na konkrétní požadavky každé zamýšlené aplikace a která umožní dynamické přizpůsobení návrhu k novým normám a tržním příležitostem. Pouze tímto způsobem je zajištěno opětovné znovupoužití duševního vlastnictví v rámci více aplikací, zrychlení vývoje i konečného uvedení nového produktu na trh, souběžně s aktuálními tržními příležitostmi.

Klíčovým prvkem, vedoucím k dosažení žádané flexibility, je především modulární hardwarová a softwarová architektura. Rozdělení kompletního PLC systému do několika nezávislých subsystémů umožňuje kdykoliv změnit jeden aspekt designu - jako například modulační schéma, nebo používaný protokol - aniž by byl nutný kompletní redesign celého systému.

  • Modulační schéma: Flexibilita na úrovni hardwarového provedení zařízení umožňuje vývojářům aplikovat prakticky jakékoliv efektivní modulační schéma, vhodné pro daný systém. Například, pro úzkopásmovou komunikaci je k dispozici hned několik modulační schémat, včetně modulace s frekvenčním posuvem typu S-FSK (spread frequency shift key) a OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing). Možností volby z řady modulačních schémat lze zajistit vysokou efektivitu jednotlivých řešení pro použití v dané konstrukci.
  • Komunikační protokoly: Pro zajištění dobré interoperability je výhodné, je-li zařízení kompatibilní se standardními protokoly. Použije-li se flexibilní platforma, mohou vývojáři snadno implementovat všechny preferované PLC normy - včetně SFSK (IEC61334), PRIME a G3, stejně jako udržovat zařízení aktualizované i podle budoucích norem nebo dalšího vývoje. Navíc je tím výrazně usnadněn proces přechodu na nové provedení aplikací - a tedy i normy - aniž by bylo nutné použitý hardware nebo firmware kompletně přepracovat.
  • Soulad s místními předpisy: Silná podpora „zelené elektroniky“ z posledních let má za následek zvýšení regulace výroby (CENELEC, FCC, ARIB, atd.), což může mít podstatný dopad samozřejmě i na inteligentní systémy a další PLC aplikace. Vývojáři potřebují takové nástroje, které nejen že jim zajistí prostředky splňující tyto předpisy, ale rovněž pomohou urychlit testování a schvalování daných kritérií, s ohledem na minimalizaci prodlení před uvedení nového produktu na trh.

Společnost Texas Instruments (TI) dlouhodobě usnadňuje vývoj právě flexibilních platforem pro PLC. Hardwarový nástroj - PLC modem je složen z odděleného analogového rozhraní (AFE), MCU a dokovací stanice. Tato modularita umožňuje snadnou modifikaci hardwaru tak, aby jeho schopnosti odpovídaly žádané PLC specifikaci, aniž by se přitom ovlivnila jiná oblast návrhu. Kupříkladu, kromě podpory standardů PRIME a G3, podporuje TI vlastní, plně programovatelný systém, založený na OFDM s knihovnou FlexOFDM™. Ta i nadále umožňuje zlepšovat efektivní výkon a odolnost pro specifické faktory provozního prostředí, nebo pokud je to potřeba, je možné velice rychle definovat vlastní realizace OFDM s volitelným frekvenčním pásmem, počtem datových tónů, atd. Tyto úpravy mohou být prováděny nezávisle na vlastním protokolu a aplikačním software. Jakmile je návrh nového zařízení dokončen, mohou vývojáři provést snížení výrobních nákladů integrací několika různých modulů do jednoho, například použitím konfigurovatelných logických obvodů.


Obr. 2: Software plcSUITE

Software plcSUITE™ je dodáván jako výkonný nástroj, jehož cílem je umožnit rychlejší vývoj a testování robustní PLC implementace. Flexibilita platformy umožňuje vzájemné oddělení vlastního provedení, komunikačního protokolu i samotné aplikace. Samozřejmostí je propracované grafické rozhraní (GUI), podporující snadnou vizualizaci a ladění výkonu klíčových parametrů PLC modemu.

Odstraněním náročného vývoje hardwaru PLC modemu se tak TI podařilo snížit největší překážky, stojící před vstupem na tento trh. PLC technologie je s plcSUITE snadno dostupná pro širokou škálu průmyslových aplikací. Efektivita a současná flexibilita řešení TI PLC umožňuje rychlé přizpůsobení a modifikace technologie k požadavkům konkrétní aplikace, čímž se k vývojářům dostává možnost výrazně efektivnějšího zavedení PLC i do stávajících systémů a aplikací. Krom toho je plcSUITE použitelný napříč celou rodinou MCU C2000™, což vývojářům umožňuje volbu ideálního MCU s optimálním poměrem výkonu a nabízených periferií.


Obr. 3: Úzkopásmové PLC řešení od TI

Díky své jedinečné modulární architektuře a flexibilnímu software, je TI PLC modem pouhou částí průmyslové aplikace, která je však schopna podpory celé řady norem a modulací a to s jedinou platformou. Vývojářům je zároveň k dispozici vývojová struktura PLC systémů, která je schopna poskytnou řešení pro každou fázi návrhu inteligentní sítě, od rozvodny až po aplikace jednotlivých domácností.

Je tedy jasné, že komunikace po elektrické rozvodné síti slibuje revoluci ve způsobu, jakým budeme v budoucnu sledovat a řídit náš svět. Využitím stávající infrastruktury elektrického vedení pro datové spoje, je pro mnoho aplikací nejlepším řešením k poměru cena/výkon, tedy alespoň ze všech dnes dostupných komunikačních médií.

TI, jako vedoucí producent maximálně flexibilních PLC řešení, hodlá i nadále investovat do inteligentních měřicích a sběrných technologií. Zákazníkům je k dispozici mezinárodní PLC vývojové centrum v Dallasu a stejně tak je TI hlavním členem skupin PRIME, HomeGrid Aliance, IEEE P1901.2, ITU G.hnem a SAE/ISO-IEC. Rychlejší uvedení produktů na trh je možné s využitím rozsáhlých knihoven modulace OFDM a zpracování signálů od TI, vhodných pro použití v průmyslových a analogových aplikacích. Pro více informací o PLC produktech společnosti TI navštivte stránku
www.ti.com/plc.

Odkazy & Download:
Domovská stránka firmy Texas Instruments
Domovská stránka firmy Texas Instruments v českém jazyce
Přehled distributorů

Power Line Communication
TI Delivers Flexible Power Line Communications Solutions
TMS320F28235 - Digital Signal Controller







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (1):

Zobrazit starší 30 dnů (1)...

host
1. Dne 24. 10. 2010 v 14:18 zaslal host
Bez titulku
Kdyby se raději omezilo rušení. :-|


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
MRF24J40MA
MRF24J40MA je certifikovaný 2,4 GHz IEEE 802.15.4 bezdrátový modul transceiveru.
od 345 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007