PLC调制解调器在智能电表中的重要性
PLC技术及应用方案
PLC技术及应用方案摘要：近几年，随着智慧家庭和物联网市场的快速增长，网络向家庭内部延伸变得非常重要，目前集团正以小C网改和光纤到户高带宽抢占家庭网。
集团已经基本解决了高速宽带入户的网络业务建设，但也仅仅是入户，家用型无线路由器无法做到高速宽带入房间、入桌面、入各个角落的完全面的网络覆盖[1]。
关键词：电力猫；PLC；物联网；智慧家庭今年，广电行业制定了很多WIFI解决方案，为给用户带来更快速的上网体验，弥补现有CM网速过慢的不足;PLC技术方案也可为集团提供另外一种解决方案。
一、PLC技术及方案电力线传输调制解调器，俗称电力猫，英文缩写叫PLC（Power Line Communication）。
是利用传输电流的电力线作为通信载体，将一个电表回路下的任何一个电源插座转换为网络接口，即插即用，无须另外布线。
PLC技术的工作原理在电力猫用的传输技术是正交频分复用(OFDM)，把数据信号和电力信号叠加到一起。
通过两个客户端，一个加载网络讯号，另一个解析网络讯号，从而完成网路讯号通过电力线的传输回路来实现。
[2]部署方案通过光纤入户→设备的LAN口接驳网线→接入电力猫的网口内，同时电力猫的插入电路线路供电于电力猫。
二、应用场景[3]产品的形态和特点永远是服务于客户需求、服务于业务场景、解决用户问题、提升用户体验。
场景一：Internet有线无线单业务覆盖入户采用运营商的FTTH光猫或路由器接入，用于扩展上网业务。
场景二：IPTV/OTT 有线信号多房间业务覆盖以集团IPTV/OTT业务为例，ONU安装在入户家庭信息箱、IPTV机顶盒安装电视机旁边。
场景二中，用户电视机一般位于客厅或主卧，与OUN位置存在一定的距离；也可以快速覆盖；新建的话可以免除户内覆盖的成本，特别是没安装有线电视的用户家网络布线的成本。
[4]场景三：上网和IPTV双业务多房间业务延伸场景三方案，集团的FTTH网络，可全面、高速网络覆盖入用户的房间、桌面及各个角落。
调制解调器的作用
调制解调器的作用调制解调器是一种用于在通信过程中将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号的装置。
通过调制解调器的作用，可以在数字通信和模拟通信之间进行互相转换，使得不同类型的设备可以进行有效的通信。
调制解调器的主要作用包括：1. 数据传输：调制解调器可以将数字信号转换为模拟信号，使得数字数据可以通过模拟信号进行传输。
这对于需要通过模拟信号传输数据的设备而言非常重要，例如传真机和调制解调器之间的通信。
2. 音频转换：调制解调器可以将模拟音频信号转换为数字音频信号，或者将数字音频信号转换为模拟音频信号。
这使得数字音频设备（如计算机）可以与模拟音频设备（如扬声器）进行通信。
3. 网络接入：调制解调器通常用于将计算机与互联网连接起来。
它可以将计算机产生的数字信号转换为模拟信号，并通过电缆、电话线或光纤等物理介质将数字信号发送到互联网服务提供商的服务器。
同样地，调制解调器还可以将互联网服务提供商发送的模拟信号转换为数字信号，以便计算机可以理解并处理这些信号。
4. 信号复用：调制解调器可以将多个信号通过不同的频率进行混合，并在接收端通过解调器进行解调，分离出原始信号。
这种技术被广泛应用于传统的模拟电视和调频广播等领域。
5. 传输信号增强：调制解调器可以通过放大收到的信号，使得信号在传输过程中不会受到过多的干扰而被削弱。
这有助于提高信号的质量和稳定性。
此外，调制解调器还可以通过加入纠错码来纠正由信道噪声引起的传输错误，进一步提高信号传输的可靠性。
6. 传输距离延长：通过调制解调器，数字信号可以转换为模拟信号并通过传统的模拟通信媒介（如电话线）传输。
这种方式可以在没有现代网络设施的地区提供可靠的数据传输，从而延长传输距离。
总而言之，调制解调器起到了将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的作用。
它使得数字设备和模拟设备能够进行有效的通信，并且在数据传输、网络接入、信号复用、信号增强和传输距离延长等方面发挥重要作用。
调制解调器的作用
调制解调器的作用
调制解调器是一种电子设备，用于在通信系统中将信息信号转换为传输信号并解码接收信号。
它的主要作用是实现信号的调制和解调。
调制是指将待传输的信息信号通过调制器转换成适合传输的高频信号。
它将信息信号的频率、幅度或相位与载波信号相互结合，形成调制信号。
调制的目的是将低频信息信号转换为高频信号，以便在传输过程中减小信号衰减和干扰。
调制常用的方法有振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
解调是指将传输过程中经过调制而又经过传输介质传送的信号恢复为原始的信息信号。
解调器将接收到的调制信号与本地产生的相同频率和相位的本振信号进行相互作用，以提取出原始的信息信号。
解调的目的是将传输过程中的高频信号还原为低频信息信号，使接收设备能够正确识别和处理。
调制解调器在通信系统中起到了至关重要的作用。
它能够将声音、图像、文字等各种形式的信息转换为电信号，方便通过电磁波进行传输。
同时，调制解调器还能够使得信号在传输过程中更加稳定，减少噪声干扰，提高传输质量和可靠性。
总的来说，调制解调器是实现信号调制和解调的关键设备，它能够将信息信号转换为适合传输的信号，并在接收端将传输的信号重新还原为原始的信息信号，从而实现信号的可靠传输和正确解读。
plc电力载波通信
plc电力载波通信plc电力载波通信是电力系统带宽利用率较高的一种通信技术，既可以用于实时监控、控制及交流报文传输，又可以用于信息传输。
本文将介绍plc电力载波通信的原理、主要参数和应用，以及如何使用载波技术来提高电力系统的安全性和可靠性。
1. plc电力载波通信的原理PLC电力载波通信是指通过频谱较宽、通信距离较远的电力系统辅助网络，使用特殊信号传输信息的技术。
其关键技术是将数据信息编码为一系列载波频率，然后使用调制器将载波频率加载到电力系统辅助网络上，最后将载波信号调失传输到目的地。
PLC电力载波通信的优点是信号传输距离远，传输的信息量大，通信的安全性高，抗干扰性强，以及能够抗击电磁干扰。
PLC技术最初是为了实现当地网络自动化和电网管理而研发的，但由于其优越性能，如今也用于宽带数据传输、智能电网技术、远程传感器等多个领域。
2. plc电力载波通信的主要参数PLC电力载波通信的主要参数主要包括：载波频率、调制方式、信道容量、信号传输距离等。
载波频率是一个很重要的参数，它决定了PLC技术的传输带宽，带宽越宽，能够传输的信息量越大；调制方式表示载波传输的技术，常用的有调幅调制、调频调制、数字调制等。
此外，还要考虑信道容量、信号传输距离等参数，以确保PLC技术的传输效率。
3.plc电力载波通信的应用PLC技术可以应用于众多电力系统和其他领域，主要包括：（1）电力系统监控和控制：PLC技术可以用于实时监控电力系统的运行状况，以及远程控制电力系统的运行。
（2）数据采集和分析：通过PLC技术可以进行大量的远程数据采集和分析，支持电力系统的监控和维护。
（3）电力网络安全：PLC技术的传输安全性比较高，可以有效防止电力系统数据遭到外来侵害，提高电力系统的安全性。
（4）智能电网技术：PLC技术可以支持智能电网技术，实现智能调度、智能控制、自动调整等功能，以有效提高电力系统的运行效率。
4.如何使用载波技术来保障电力系统的安全性（1）使用专用电缆：专用电缆可以有效防止外界电磁波干扰，以及网络内部信息被窃取，同时也可以提高电力系统的安全性。
配合智能电表趋势的安森美半导体PLC技术及解决方案
配合智能电表趋势的安森美半导体PLC技术及解决方案当今很多国家都已采用或即将部署智能电表系统，并采用自动远程集抄方式。
目前备受关注的是法国ERDF 的Linky 电表项目。
欧盟最大的电力配电网运营商、法国电力集团(EDF)的子公司法国电网输送公司(ERDF)已经启动了一个涉及总数目3,500 万只电表的项目。
从2012 年至2017 年，该项目将把法国国内的传统电表统一更换成新型的Linky 智能电表。
这类智能电表通信采用了扩频的频移键控(S-FSK)电力线载波(PLC)技术。
安森美半导体在电表领域积累了十多年的丰富经验，为这一重要且快速增长的智能电表市场提供通用及稳定的方案，包括最新推出的PLC 调制解调器系统级芯片(SoC)，可广泛用于智能电表、远程控制/家居显示屏(IHD)、太阳能逆变器、智能插座及智能街道照明等应用。
安森美半导体的PLC 调制解调器技术特点及优势安森美半导体在电力线载波调制解调器领域拥有10 年的在传统及分体式电表抄表的应用及400 多万片量产验证经验。
此前先后推出了AMIS-30585 和AMIS-49587 PLC S-FSK 调制解调器方案，这两款均支持采用24 MHz 时钟的ARM7TDMi 内核，支持的载波速率分别为1,200bps 和2,400bps，支持欧洲电工标准化委员会(CENELEC)频段，分别是A(9--95 kHz)和A，B(9-125kHz)频段。
以AMIS-49587 PLC 调制解调器为例，它提供高集成度、符合IEC61334-5-1 标准的低功耗PLC 方案，用于智能电表系统自动读表及管理、街道照明控制、智能电力插头(power plug)和建筑物自动化等应用。
AMIS-49587 提供集成单芯片方案，帮助简化设计、降低开发及应用成本，并加速上市进程。
它基于ARM7TDMI 处理器内核，同时内嵌了物理层和(MAC)层。
而大多数竞。
基于PLC的数字电压表的设计-论
基于PLC的数字电压表的设计xxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx目录摘要 (3)前言 (5)第一章绪论 (6)第1.1节可编程控制器的历史与发展趋势 (6)第1.2节用PLC设计数字电压表的意义 (7)第二章系统整体方案设计 (8)第2.1节工业领域的标准信号 (8)2.2.1 三菱FX系列PLC概述 (8)第2.2节可编程控制器的选型和应用系统的总体设计 (13)2.2.1 可编程控制器选型的一般考虑 (14)2.2.2 可编程控制器控制系统设计的基本原则 (15)2.2.3可编程控制器的选择 (16)第2.4节系统设计结构 (22)第三章系统的硬件设计 (23)第3.1节模拟量输入输出模块FX-4AD (23)第3.2节可编程控制器PLC (25)第3.3节 FX2N-32MR型PLC (28)第3.4节人机界面—FXGOT 930 (28)3.4.1概述 (28)3.4.2 启动 (29)第4.1节标度变换 (31)4.1.1 标度变换（工程量变换）—现场物理量的显示 (31)第4.2节PLC编程软件的应用 (32)4.2.1 程序输入和编辑 (32)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录PLC常用程序 (37)基于PLC的数字电压表的设计xxxxxxxxxxxxxxx摘要这是一篇关于《基于PLC的数字典压表的设计》的开发论文。
传统的电压表一般采用指针式面板, 精度低, 可视距离近,已不适应社会发展需要。
随着智能化微机测量和控制技术的迅速发展, 以PLC为核心的数字电压表已凸显出其优势。
本文介绍以PLC为核心的数字式电压表设计, 该电压表具有性价比高, 使用方便, 精度高等特点, 在工业生产等电子测量领域有广泛应用。
本文首先介绍PLC的历史与发展，并着重论述了PLC设计数字电压表的意义，接着对PLC 的选型进行了分析,并对FX系列的PLC做了概述。
在本文的硬件部分，主要对模拟量输入输出模块FX-4AD，FX2N-32MR型PLC及人机界面F930进行了详细的介绍。
基于PLC的智能电网监控与控制系统设计
基于PLC的智能电网监控与控制系统设计智能电网是指利用现代信息技术实现电力系统设备全面感知、高效运行、智能调控和安全可靠的电网。
在智能电网中，监控与控制系统起着至关重要的作用，它能够实时监测电网各个环节的运行状态，并对相关设备进行智能控制，以提高电力系统的安全性、可靠性和经济性。
一、智能电网监控与控制系统的整体架构智能电网监控与控制系统主要由数据采集模块、数据处理模块、控制指令生成模块和人机交互界面模块组成。
其中，数据采集模块负责获取电网各个节点的状态参数，如电流、电压、频率等；数据处理模块负责对获取到的数据进行分析和处理，根据设定的控制策略生成相应的控制指令；控制指令生成模块将处理好的控制指令发送给PLC进行执行；人机交互界面模块负责提供对外的操作接口，方便用户进行监控和控制操作。
二、 PLC在智能电网监控与控制系统中的应用PLC是可编程逻辑控制器的缩写，它是一种专门用于工业自动化控制的可编程电子设备。
在智能电网监控与控制系统中，PLC承担着实时数据采集、数据处理和控制执行的关键角色。
首先，PLC负责与电网各个节点的传感器和执行器进行实时的数据交换。
通过与传感器连接，PLC能够实时获取各个节点的运行状态参数，并将这些参数送往数据处理模块进行分析和处理。
在控制执行方面，PLC通过与执行器连接，可对电网中的开关、断路器等设备进行智能控制。
例如，当PLC检测到电网中某个节点的电流超过设定值时，可以自动断开该节点的电源，以防止电网过载。
其次，PLC具备高可靠性和抗干扰能力，适应复杂的工业环境。
智能电网作为一种复杂的系统，其监控与控制系统必须能够稳定可靠地工作。
PLC本身的硬件结构具有防尘、防水、抗震等特性，能够适应各种恶劣环境的工作要求。
另外，PLC通过软件编程可以灵活配置各种控制策略，以满足电网监控与控制的需求。
三、智能电网监控与控制系统设计的关键问题设计一个高效可靠的智能电网监控与控制系统，需要充分考虑以下几个关键问题。
PLC在电力系统中的应用案例分享
PLC在电力系统中的应用案例分享近年来，随着科技的发展和智能化水平的提高，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）在电力系统中的应用越来越广泛。
PLC以其高效、可靠、安全的特点，成为电力系统自动化控制的重要组成部分。
本文将通过几个应用案例来分享PLC在电力系统中的应用。
一、电网远程监控与控制系统随着电网规模的不断扩大和远程通信技术的成熟，传统的手动操作控制方式已经无法满足电网管理的需求。
因此，利用PLC技术实现电网远程监控与控制系统具有重要的意义。
该系统通过与PLC的结合，实现电力设备的远程监控与控制，能够监测电网运行状态和设备工作状态，并根据需要进行相应的控制操作。
采用PLC技术，不仅可以提高系统的稳定性和可靠性，还可以减少人力投入，提高工作效率。
二、电力调度管理系统电力调度管理系统是电力系统中重要的管理环节，其主要功能是统筹调度电力资源，保障电网运行的安全和稳定。
PLC在电力调度管理系统中的应用主要体现在数据采集和控制方面。
通过PLC与测量仪表和控制设备的连接，实现数据的自动采集和监测，并通过远程通信技术将数据上传至中央控制中心。
中央控制中心可以根据采集到的数据进行电力资源的调度和控制，实现对电力系统的全面管理。
三、电力设备监测与故障诊断系统在电力系统中，电力设备的状态监测和故障诊断对于保障电网的安全运行至关重要。
PLC在电力设备监测与故障诊断系统中的应用，可以实时监测电力设备的运行状态，并通过传感器采集设备的各项参数。
当设备发生异常或故障时，PLC能够及时发出警报，并根据设定的规则进行故障诊断，提供相应的解决方案。
通过PLC的应用，可以提高电力设备的安全性和可靠性，减少因设备故障而引发的事故和损失。
四、智能配电系统智能配电系统是利用先进的传感器技术、PLC技术和远程通信技术实现对电力配电网络的监测、调控和管理的系统。
该系统通过PLC技术与电力设备的连接，实现对电力设备的监测和控制。
智能电网PLC应用：窄带单载波已经成熟,OFDM成未来趋势
频分 复用 技 术（ Ｆ Ｍ） 受关 注 ，而Ｆ Ｋ ＯＤ 最 Ｓ 等单 载 Ｆ Ｋ Ｓ 信号 ，随后该信号被放大并通过耦合 电路传 波方 式 在 实 际应 用 中 已有 大规 模 使 用 案 例 。具 送 到 电力 线上 。 体选择 何种 技术 实现智 能 电网Ｐ Ｃ 用 ，需 要衡 Ｌ应
０ 交 ０ ｗＡ Ｎ和ＮＡ Ｎ之 间有 集 中器 ，ＮＡＮ和ＨＡＮ之 间有 ５ Ｈｚ 流整 流后 的波形 ，可 以看 到在 交 流５ Ｈｚ 电子 式 电表或采集 器 。集 中器汇 总 电表 数据并 且 峰 值 附近 ，该 环境 出现来自很 强 的 周 期性 干扰 ，这
将这 些信息 传给 电力公 司 ，电表 收集家 庭和企业 些 干 扰 一 般 由节 能 灯 产 生 。 ” 实 际 上 ，调 光
域网解决广域网和个域网之间的通信 ，在邻域 网 线 载 波 信 道 呈现 极 不 平 坦 的频 率 响应 特 性 ，且
中 ，数据 从多个个 域 网节 点被 采集 ，然后通过 低 随 时 间而 变 化 ，同 时受 频 率选 择性 、时 变性 干
压 线路传 到集 中器 ，集 中器再 进一 步把 这些 累积 扰 。此 外 ， 由于用 电负 载 及 负 荷 的不 同 ，在 不 起来 的数 据传 给电力公 司控制 中心 。个 域 网提 供 同 的地 区 、不 同 的地 点 ，这 种 频率 响应 特性 及
的用 电量并 实现 和采集 器 器 、开关 电源 、电 力线 内部 通 话 设备 、通 用 串 之 间的通信 或者 本身就担 联线 圈 电动 机 如 豆 浆机 这 样 的 食 物处 理 设 备 ，
调制解调器的作用是
调制解调器的作用是
调制解调器是一种用于将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的设备。
它的作用是将数字数据转换为可以在传输介质上传输的模拟信号，并在接收端将模拟信号重新转换为原始的数字信号。
在数字通信中，调制解调器的主要功能是将数字信号调制成适合在传输媒介上传输的模拟信号。
调制过程包括将数字信号转换为不同频率的模拟信号，并在发送端通过调制方法将其叠加到载波上。
常用的调制方法包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅键控（ASK）等。
在接收端，解调器会将传输过来的模拟信号进行解调，还原出原始的数字信号。
解调器会通过识别载波的变化来确定原始数字信号的频率、相位或振幅变化，并将其转换为数字形式。
解调器还可以对接收到的信号进行检测、调整和恢复，以提高通信质量和可靠性。
调制解调器在现代通信中起着非常重要的作用。
它被广泛应用于电信、无线通信、电视广播等领域，使得数字数据可以通过传输媒介进行有效的传输和交流。
通过调制解调器的工作，数字信号可以通过电缆、光纤、无线电波等不同的传输介质进行传输，从而实现了远距离的信息传递和交流。
电气知识：调制器和解调器的作用
调制器和解调器的作用
简介：
调制器是邻频调制器的简称，也常被称作射频
调制器或电视调制器，是有线电视前端机房的主要设备之一。
邻频调
制器应用于各类有线电视系统，卫星电视系统，小区闭路电视、监控
系统，宾馆、酒店数字机顶盒改造系统，以及...
调制器是邻频调制器的简称，也常被称作射频调制器或电视
调制器，是有线电视前端机房的主要设备之一。
邻频调制器应用于各
类有线电视系统，卫星电视系统，小区闭路电视、监控系统，宾馆、
酒店数字机顶盒改造系统，以及部队、学校教育视听系统等。
从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件。
应用学科：通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科）。
它把已放大了的交流电压还原为直流电压，其大小和极性与
交流电压的幅度和相位要对应。
下图是解调器的原理电路，RL为负载，C为滤波电容，其作用是使输出直流电压平滑，解调开关K与输入交流信号，Ui具有相同的频率。
当Ui为正时，开关接通，输出等于输入电压UO，经电容C的平滑作用后，应可得到平滑的直流电压UO。
相反，
如果Ui为负时，开关接通，Ui为正时，开关断开，则输出端得到负的脉动直流电压UO。
PLC在电网监控和调度中的作用和挑战
PLC在电网监控和调度中的作用和挑战随着能源需求的不断增长，电网监控和调度成为现代电力系统中不可或缺的部分。
在这个过程中，可编程逻辑控制器（PLC）起着重要的作用。
本文将探讨PLC在电网监控和调度中的作用，并分析其中的挑战。
一、PLC的作用1. 自动化控制PLC是一种专门设计用于工业自动化的控制器。
在电网监控和调度中，PLC能够自动执行各种操作，如开关控制、状态监测和数据采集。
它能够根据预设的逻辑和条件进行判断和决策，实现电网设备的高效控制。
2. 数据采集和传输PLC具有较强的数据采集功能和通信能力，能够获取电网各个节点的重要参数和状态信息。
通过传感器和通信模块，PLC可以及时采集并传输这些数据给调度中心，为运营人员提供准确的电网状态和变化趋势，从而支持决策制定和运行调度。
3. 风险监测和故障诊断PLC可以通过连续监测电网的运行状态，实时识别潜在的风险和异常情况。
当出现故障或异常时，PLC能够迅速报警并采取相应的措施，以最小化对电网运行的影响。
同时，PLC还能够对故障进行诊断和分析，提供故障定位和排除方案，加快故障恢复的速度。
二、PLC面临的挑战1. 大规模系统管理在现代电力系统中，电网的规模和复杂性不断增加，涉及到众多的电力设备和节点。
PLC需要能够处理大量的数据和信息，并能够快速、准确地做出相应的决策和控制操作。
面对大规模系统管理的挑战，PLC 需要具备强大的计算和处理能力。
2. 安全性和可靠性电力系统的安全和可靠运行对于保障公众利益至关重要。
PLC在电网监控和调度中承担着重要的责任，其安全性和可靠性必须得到充分的保障。
然而，PLC面临着来自网络攻击、硬件故障和软件漏洞等多方面的威胁，需要采取相应的安全措施，确保电网系统的稳定运行。
3. 技术更新和兼容性随着科技的不断进步，电力系统的监控和调度技术也在不断演进。
PLC需要保持与新技术的兼容性，并及时进行技术更新和升级。
然而，由于电力系统的投资和更新周期较长，PLC的技术更新也面临一定的困难和挑战。
PLC在电网监控中的应用
PLC在电网监控中的应用PLC控制器（Programmable Logic Controller）是一种可编程逻辑控制器，旨在自动化工业控制系统。
它由多个数字电路组成，运行特定的程序，以监控和控制生产流程和设备。
随着技术的不断进步，PLC控制器的应用范围也在不断扩大。
在电力工业中，PLC控制器已成为电网监控系统的关键组成部分。
一、PLC在电网监控中的作用PLC控制器在电网监控中起到了关键作用。
它可监测和控制关键参数，如电流、电压、功率因数等等。
掌握这些关键参数有助于电力工程师及时调整系统，使其保持安全稳定并提高电力能效。
此外，PLC还可以对电力网进行积极保护，监测短路和过载情况等。
一旦监测到电路存在问题，PLC将自动发出警报并关闭故障设备，确保监测现场安全。
二、PLC在电网监控中的优势相比于传统的监测和控制方式，PLC在电网监控中的优势更加明显。
1. 远程控制。
通过PLC，电力工程师可以从其他位置进行电网监控。
这对于现代的大型电力工程来说尤为重要，因为工程团队有时会散布在不同的地点。
2. 精准控制。
相对于传统的监测和控制方式，PLC的监测具有更高的精度。
它可以更精确地获取电网参数，从而控制电力系统的输出功率和能效。
3. 优化成本。
PLC监测系统通过减少设备中的无效工作以及及时发出警报来优化电力系统的总成本。
这减少了不必要的维护费用，并确保了电力系统的安全和效能。
三、PLC控制器的其他应用除了电网监控，PLC控制器还被广泛应用于其他方面的电力监控。
1. 自动化控制，包括机器人制造，汽车生产等等。
2. 工厂自动化，如生产线，各种机械设备等。
3. 建筑安全，如楼宇自动化管理和安全锁管理等。
四、结论虽然PLC控制器在电力监控中的应用已经很成熟了，但随着技术的发展，我们还将看到更多的应用将涌现出来。
PLC控制器在电力监控中的应用将为电力工程师带来前所未有的效益和效率，为人们的生产和生活提供更高质量的电力服务。
电工仪表的远程监控与智能故障诊断工具开发考核试卷
A.自动化程度高
B.诊断速度快
C.准确性受限于样本数据
D.可以减少人工干预
3.常见的远程监控系统通信协议有哪些？（）
A. Modbus
B. TCP/IP
C. OPC UA
D. IEC 60870-5-101
4.以下哪些技术可用于智能故障诊断中的数据预处理？（）
标准答案
一、单项选择题
1. D
2. A
3. D
4. B
5. D
6. D
7. D
8. D
9. C
10. D
11. D
12. C
13. B
14. C
15. D
16. C
17. B
18. D
19. C
20. D
二、多选题
1. ABCD
2. ABC
3. ABC
4. ABCD
5. AB
6. ABCD
7. ABC
B.传感器精度
C.数据处理能力
D.电力供应稳定性
14.在智能故障诊断中，以下哪些数据类型可用于分析？（）
A.时域数据
B.频域数据
C.统计数据
D.时频数据
15.以下哪些是远程监控系统的硬件组成部分？（）
A.数据采集卡
B.中央处理器
C.存储设备
D.输出显示设备
16.以下哪些方法可以用于提高远程监控系统的可靠性？（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.远程监控系统只能监测电气参数，无法监测机械参数。（）
2.智能故障诊断系统可以完全替代人工进行故障诊断。（）
基于PLC技术的远程电表软硬件设计
基于PLC技术的远程电表软硬件设计
导语：本文介绍了基于PLC技术的远程电表，给出了硬件、软件的模块划分和具体实现，同时给出了与远程抄表软件的通信接口和简单的模拟抄表系统
摘要：随着Internet的发展,数据业务成为通信服务的主流。
在这一背景之下，PLC的优势才真正为人们所认识，成为通信研究的新热点。
本文介绍了基于PLC技术的远程电表，给出了硬件、软件的模块划分和具体实现，同时给出了与远程抄表软件的通信接口和简单的模拟抄表系统。
系统初步实现了电力线通信，PLC远程电表的模拟抄表通信可靠。
关键字：PLC; 远程电表; 接口; 采集
1 引言
低压电力线是为传输50Hz 的工频电能而铺设的，是一种分布非常广泛的线路资源，长久以来，人们一直试图通过它传输数据和语音信号。
随着近几年信号调制技术的进步、嵌入式软硬件技术的发展和新型集成电路的不断出现使得电力线通信（PLC）逐步从实验室走向实用，成为具有良好发展前景的通信技术之一。
本文给出了基于PLC 技术的远程单相复费率电表（简称基于PLC 技术的远程电表）
的设计与实现。
2 硬件总体设计
如图 1 所示，基于PLC 技术的远程电表硬件部分包含MCF5271 主控板、电量采集板和PLC 调制解调器，三部分电路板相对独立，并没有设计在一块电路板中电量采集板负责采集电量，MCF5271 主控板通过SPI、IC 等接口与电量采集板进行数据传输，同时通过符合IEEE802.3 规范的MII 接口与PLC 调制解调器进行以太帧数据传输，PLC 调制解调器负责以太帧和电力线通信数据之间的转换。
详情请点击：基于PLC技术的远程电表软硬件设计。
叙述调制解调器概念及工作原理
叙述调制解调器概念及工作原理
调制解调器（Modem）是一个将数字信号转换为模拟信号（调制）传输到远程地点，并将接收到的模拟信号转换为数字信号（解调）的设备。
调制解调器主要用于将计算机或其他数字设备产生的数字数据信号传送到远程位置，例如通过电话线传输数据。
调制解调器的工作原理如下：
1. 调制（Modulation）：调制器接收到来自数字设备的二进制数据信号，并将其转换为模拟信号。
这通常通过将数字信号与一个称为载波信号的高频调制信号相乘来实现。
这样可以使数字信号能够在模拟信道上传输。
2. 传输（Transmitting）：调制器将调制后的模拟信号通过传输介质（如电话线）发送到远程设备。
传输介质可以是电线、光纤或无线电波等。
3. 解调（Demodulation）：远程设备上的解调器接收到发送的模拟信号，并将其转换为数字信号。
解调器使用与发送端相同的载波信号和调制技术来反向操作。
解调器提取并恢复出原始的数字信号。
4. 接收（Receiving）：解调后的数字信号传送到接收设备，如计算机或其他数字设备。
调制解调器的速度通常以位每秒（bps）来衡量。
调制解调器的速度取决于多个因素，包括调制技术、传输介质的带宽和信
号噪声等。
调制解调器在互联网和通信领域起着重要的作用，它们允许计算机之间进行数据交换，并连接到因特网。
调制解调器的功能
调制解调器的功能1. 数字到模拟转换（Modulation）：调制解调器可以将传输的数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中能够通过模拟信道进行传输。
这个过程被称为调制。
调制的方法通常有频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）和正交振幅调制（QAM）等。
通过选择适当的调制方法，调制解调器可以有效地将数字信号转换为模拟信号，并以适应不同的信道传输要求。
2. 模拟到数字转换（Demodulation）：调制解调器同样可以将传输的模拟信号转换为数字信号，以便计算机能够处理和理解。
这个过程被称为解调。
解调的方法通常与调制方法相对应，通过相移键控解调（PSK解调）、频移键控解调（FSK解调）或正交解调等方法，调制解调器可以将接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给计算机进行处理。
3.数据压缩与传输优化：调制解调器通过各种压缩算法，对数字信号进行压缩处理，在保证数据质量的前提下减少数据传输量。
这有助于提高通信效率和节省带宽。
压缩算法通常包括无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩保证数据在压缩和解压缩过程中不会丢失，而有损压缩可以在其中一种程度上牺牲数据质量以减小数据体积。
4.错误校验和纠正：调制解调器还可以通过不同的错误校验和纠正方法，保证数据在传输过程中的完整性和正确性。
常见的校验方法包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）和海明码等。
这些校验方法可检测和纠正传输中的错误，确保接收方能够正确恢复发送方发送的数据。
5.传输速率和通信协议：调制解调器能够根据网络条件和通信要求，自动适配最佳的传输速率和通信协议。
不同的网络环境和设备要求可能使用不同的传输速率和协议，调制解调器能够根据实际需求进行调整，并通过协商和自动协议选择机制，实现设备之间的互相通信。
搭配PoE与PLC是结合电能和数据传输的首选绿色高性价比方案
搭配PoE与PLC是结合电能和数据传输的首选绿色高性价比方案现今，市场上有多种不同的接口提供相同介质上的数据及电能传输。
我们审视各种技术的优缺点时，就可以清楚发现以太网供电(PoE)和电力线载波(PLC)技术匹配良好；结合这两者会添增价值。
电力线调制解调器利用已有电力线路的优势，将电力线用作通信通道，而PoE 作互补技术，在以太网数据线缆上传输电能。
在数据和电力网络中应用这两种技术最得心应手，可更节省成本、更灵活及更优化。
为这种通信网络的各个部分选择恰当的技术，可以受益匪浅。
结合电能及数据传输技术：PoE、PLC及USBPoE技术为传统以太网增加了电能传输能力。
这种技术使用已有或新的数据线缆基础设施，将电能传输至以太网线缆上的设备。
以太网线缆可以是CAT5、CAT5e或CAT6双绞线，每种双绞线都有不同的环路阻抗，提供略有差异的性能。
其中，100米长CAT5双绞线的环路阻抗为20 Ω，而CAT5e或CAT6为12.5 Ω。
由于数据线缆未受保护，且这技术使用直流(DC)电压，为安全起见，线缆上的最高电压电平被限制在57 V。
这些线缆阻抗和电压电平约束为系统、特别是距离较远的系统的能效造成了一些限制。
根据IEEE802.3af标准，最大功率为13 W时线缆上的压降为7 V，故总损耗为7 V×350 mA=2.45 W。
对于IEEE802.3at草案(D3.0)标准，25.5 W最大功率时的压降为9 V，相应地总损耗为9 V×600 mA=5.4 W。
另一方面，这技术支持线缆长度达100米的千兆位以太网(GbE)，用于电能传输时会带来边际递增成本(marginal incremental cost)。
在频谱的另一方面，PLC技术利用已有电力线路的优势，以高于电力信号的频率传输数据。
现今PLC技术有两种流行应用，第一种应用是小型办公室/家庭办公室(SOHO)网络，利用家中或办公室中现有的电力网络来传输数据。
PLC在电气自动化控制中的应用价值
PLC在电气自动化控制中的应用价值作者：王佳卉来源：《中国科技博览》2018年第29期[摘要]随着国家工业化的发展，电气自动化控制系统得到了越来越广泛的使用。
为了使电气自动化控制系统更好地服务工业化，更好地服务于人民，PLC在电气自动化控制中得到了广泛应用。
PLC的应用不但有利于提高效率，更有利于保证质量，使得电气自动化控制系统愈加完善，促进了工业化的进行。
本文将对PLC在电气自动化控制中的应用价值进行讨论。
[关键词]PLC；电气自动化；控制；应用中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0352-01在以前的电气自动化控制系统中，由于各种电控盘间的电气控制基本都是通过电气连接线来进行连接，因此会需要大量的维护，从而造成消费大、而且质量还得不到良好的保证，尤其当线路比较复杂的时候会给工作人员的安装等问题带来很多不必要的麻烦。
而PLC即可编程控制器，有效地避免了这些缺点，PLC以其特有的强大功能在电气自动化控制领域获得了广泛应用，在帮助电气自动化控制实现稳定性和安全性显著提升的同时，也极大程度地节约了人力成本，为我国电气自动化水平的提高做出了卓越贡献。
1 PLC定义以及特点1.1 PLC定义PLC是一种可编程的控制器，相当于一台专门针对工业生产控制的计算机，和普通家用电脑类似，由电源、CPU、存储器、端口等组成。
它的重要功能就是根据用户程序的不同需要，按“串行”工作，并且根据可编程控制器中的CPU所扫描的各个输入点的状态来处理数据，最后再向各个输出点来发出信号。
由于CPU在各个时刻不能同时执行两条程序命令，因此会在执行过程中周而复始的进行直到程序结束。
传统的电气自动化控制系统需要很多的电气连接线，维护起来相当麻烦，并且很难对控制系统作出及时更改。
然而，PLC与此不同，大大改进了这一点，当工业生产要求发生改变时，只需要对存储在存储器中的程序进行修改即可。
1.2 PLC特点（1）较强的实用性由于不同工业生产领域电气自动化控制的系统规模以及有关要求均存在差异性，PLC能根据系统的实际需要进行多样化的灵活组合，其本身所具有的强大的数据处理及计算能力，使得控制系统的数字化程度也得到了一定程度的提高。
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PLC调制解调器在智能电表中的重要
性
近年来，在绿色节能意识的推动下，以智能电表为核心的智能电网成为欧美日中等诸多国家竞相发展的一个重点领域。
电网技术面临着一场重要的革命，而不只是简单的技术演进。
表1：传统电网与新的智能电网之间的简单对比。
在智能电网中，智能电表发挥关键的作用，可以使用户与电力系统之间实现互动。
如一方面帮助电力机构精确了解用户的用电规律，为高峰用电或低谷用电设定差异化的电价；另一方面，用户也可以合理调整自己的用电计划，从而优化电费支出。
从功能模块来看，智能电表除了电源和计量模块外，还涉及到数据存储功能，需采用安全可靠的存储器；此外，双向实时通信是智能电网的重要特征，
故通信模块至关重要，需要选择适合的通信方式及相应的最佳解决方案。
实际上，智能电网是一个庞大系统，涉及电力、通信及应用等多个层次，以及局域网(LAN)和广域网(WAN)等不同网络类型。
其中，LAN连接家庭或建筑物内的不同类型的智能电表到数据集中器(concentrator)。
就这一段的网络连接而言，通常它们对通信速率的要求不高，最主要的考虑因素是降低成本，常见的通信方式有无线射频网络，或有线的电力线载波(PLC)或电力线宽带(BPL)等。
具体采用何种通信方式，需要考虑各国电网实际状况等因素，同时先行先试国家的做法也会提供借鉴意义。
图1：法国EDF旗下公司法国配电公司(ERDF)的Linky项目简略示意图。
例如，在欧洲能源市场有重要影响力的法国电力(Electricité de France, EDF)于2009年中启动了当前世界上最大的智能电表项目Linky，计划到2017年在法国部署3,500万个智能电表。
这个项目为智能电表到数据集中器之间的通信选择了PLC技术，然后再利用通用分组无线业务(GPRS)技术将数据传送到该公司的数据中心。
考虑到中国的智能电网仍在试点阶段，法国ERDF的选择对中国等其他国家也具有借鉴意义。
PLC调制技术的选择
虽然PLC技术提供了一种低成本的选择，但电力线的初衷并不是用于通信，故在应用PLC通信时也面临一些挑战。
特别是设计人员需要密切注意会出现的信号衰减和噪声问题，反之也要求复杂的收发器技术。
为了抑制由噪声导致的信号衰减，降低误码率，并改善频率效率，有必要利用适合的信号调制技术。
实际上，电力机构在部署智能电表抄表系统时，有多种不同的调制方式，但主要的有三种，分别是正交频分复用(OFDM)、相移键控(PSK)和扩频型频移键控(S-FSK)。
OFDM的理论带宽较高，但实际上在低压网络中的噪声条件下会损失很大一部分的带宽，而且OFDM的应用成本较高，工作时还消耗可观的电能。
PSK调制技术的应用成本很低，但不是特别可靠，性能会受到相位噪声影响，而且无法充分覆盖较长距离。
相比较而言，虽然S-FSK的数据率比OFDM低，但更胜任智能电表应用。
这种调制技术能实现可靠的通信，同时应用成本更低，消耗的电能也更少。
因此，就当前的智能电网PLC应用而言，复杂度低、商用潜力更大及有可靠现场应用记录的S-FSK调制技术无疑是更适合的选择。
实际上，法国ERDF的Linky项目规范中，物理层参考规范是IEC61334-5-1/EN50065，其中规定的调制技术就是S-FSK，通信频率为标记频率(mark frequency, Fm) 63.3kHz和空频(space frequency, Fs) 74kHz，传输速率2.4Kbps，并与50Hz电气网络频率物理同步。
安森美半导体PLC调制解调器的应用优势
安森美半导体在开发PLC调制解调器方面拥有较长的历史。
速率1.2 kb的AMIS-30585为早前推出，最初开发时就符合IEC 61334标准(SFSK规范)，迄今已历经8年的现场应用检验。
新近推出的AMIS-49587是一款高集成度、符合标准的低功率PLC方案，支持PLC现场部署要求的4种不同模式，如NO_CONFIG、MASTER(集中器)、SLAVE(电表)和SPY(给测试人员的原始数据)，非常适合智能电表以及智能街灯和智能插座等应用。
与AMIS-30585相比，AMIS-49587支持2.4 kb的更高半双工可调节通信速率速率，符合诸如ERDF规范这样的市场新要求，目前已经获得法国原设备制造商(OEM)的先期使用，在中国也已获得数家领先电表客户的选用。
两款器件引脚对引脚兼容，为客户提供了更大的设计便利。
AMIS-49587符合IEC61334-5-1标准，为客户提供众多应用优势。
例如，这器件基于ARM7TDMI处理器内核，同时包含物理接口收发器(PHY)和媒体访问控制器(MAC)层，使其以单芯片方案结合了模拟调制解调器前端和数字后处理功能，而大多数竞争方案需要复杂的嵌入式软件来执行与AMIS-49587相同的功能。
设计人员使用
AMIS-49587调制解调器，可以简化设计，能在不到一个季度的时间内开发出全套互操作PLC方案，还降低开发及
应用成本。
实际上，基于AMIS-49587的调制解调器方案
中仅使用2颗IC(另一颗为NCS5650 2 A PLC线路驱动器)，外加16颗电阻、17颗电容、2个二极管、1个晶体和1
个脉冲变压器，总元件数量仅为39个，提供低物料单(BOM)成本。
此外，AMIS-49587采用S-FSK调制技术，结合高分
辨率的滤波算法，配以自动可信值/中继器(repeater)功能，提供基于长距离电力线的高可靠性数据通信。
通信误差比
其它可选及现有方案更低。
这器件藉板载低抖动锁相环(PLL)与交流主电源(mains)信号同步。
由于包含16位分辨率的模拟前端，使器件具有极优的噪声免疫性和极高的接
收灵敏度。
AMIS-49587的易用性也很突出。
由于内嵌协议处理功能，使设计人员无需涉及PHY和MAC协定传输细节问题，节省多达50%的软件开发耗费，从而加快上市时间，降低总成本。
这器件藉串行接口直接连接至用户主微控制器(MCU)。
AMIS-49587同时兼容于单相和多相电表，满足客户不同需求。
此外，其能耗也比基于数字信号处理器(DSP)的
方案更低，非常适合智能电表至集中器的PLC通信应用。
为了帮助设计人员加快开发进程，安森美半导体还提供评估套件AMIS49587EVK，方便用户开发。
这套件内含2个PLC调制解调器，用于在客户端与服务器端之间配置通信；还包含开源图形用户界面，用于配置端到端通信。
安森美半导体为智能电表应用提供完整方案
与普通电表相比，智能电表无疑是更为复杂的系统。
而安森美半导体为智能电表应用提供完整的解决方案，除了上述用于通信应用的PLC调制解调器和线路驱动器方案外，还提供用于电源管理、测量和存储等关键功能的解决方案。
如在电源管理模块，可以应用安森美半导体的
NCP1014、NCP1015等AC-DC转换器，LM2596、NCP3063和CS51411等DC/DC转换器，MC78L05、MC7805、CAT6217和CAT6219等低压降(LDO)稳压器，以及NTMFS4823等中压及高压FET。
此外，在智能电表应用中，也可采用安森美半导体系列EEPROM、SDRM
等存储器，以及ESD/TVS、SIM卡接口、逻辑、USB保护、监控、I/O扩展、时钟和温度传感器等。
图2：安森美半导体应用于智能电表的解决方案。
本文小结
在方兴未艾的智能电网应用中，智能电表发挥关键作用。
设计人员需要为智能电表与数据集中器之间的通信选择适
合的通信方式，而PLC已经成为业界先导公司及先期试验项目的选择，颇具示范及借鉴意义。
设计人员需要为PLC 通信选择调制解调器方案。
安森美半导体用于PLC的调制解调器产品符合标准及客户规范，并提供众多应用优势，
如简化设计、降低成本、降低耗电、提供可靠通信及加快
上市进程等。
安森美半导体更为智能电表应用提供包括电
源/电源管理及保护、通信、测量和存储等关键功能的完整解决方案，方便客户的选择，帮助他们降低采购成本及加
快产品上市。