Informačné a automatizačné technológie v riadení kvality produkcie Vernár, 12.-14. 9. 2005 PŘENOS DAT PO NÍZKONAPĚŤOVÉ ROZVODNÉ SÍTI



Podobné dokumenty
Zadávací dokumentace

Automatizace zkoušky rázovou vlnou na vinutí elektrických strojů a matematického vyhodnocení naměřených průběhů

Elpro Drive. uživatelská příručka EL-FI DLM PM

Otázky EMC při napájení zabezpečovacích zařízení a rozvodů železničních stanic ČD

Technická specifikace

PRAVIDLA PROVOZOVÁNÍ LOKÁLNÍ DISTRIBUČNÍ SOUSTAVY ProEnerga s.r.o.

SVĚTELNÁ DOMOVNÍ INSTALACE

PRAVIDLA PROVOZOVÁNÍ

Měření kmitočtu a tvaru signálů pomocí osciloskopu

RADIOVÝ KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM WM868 WACO

Zlepšení vlastností usměrňovače s kapacitní zátěží z hlediska EMC

Manželé Stuchlíkovi, Kojetická 301, Praha 9, STAVEBNÍ ÚPRAVY A PŘÍSTAVBA VILLY U OBORY V SATALICÍCH, U Obory 130, Praha 9- Satalice

Regulátor zátěže MC 10. (software pro FATEK B1z + popis zapojení) Technická dokumentace

Ochrana odstředivého čerpadla

Zvyšování kvality výuky v elektrotechnických oborech

RADIOVÝ KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM WM868 WACO

ATENTOVY SPIS. Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. č. 34/1957 Sb. Přihlášeno 28. VÍL 1970 [PV )

Wisensys Platforma bezvodičového měření. Bezdrátový přenos. automatizace a měření

Přišimasy - kanalizace splašková a ČOV DPS01-2 Provozní rozvod silnoproudu

PŘIPOJOVACÍ PODMÍNKY pro osazení měřicích zařízení v odběrných místech napojených ze sítí nn

D Stavební úpravy ZŠ Pstruží. Libuše SVOLINSKÁ projekce elektro Malý Koloredov Frýdek - Místek SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Historický přehled měření rušivých vlivů železničních vozidel na zabezpečovací zařízení

Ovládání RC modelu pomocí Wi-fi. Pavel Valenta

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

Typový list. Technická specifikace:

Odborná zpráva o postupu prací a dosažených výsledcích za rok 2013

návrh, simulace a implementace

Úvod. Základní informace o šetření

Servozesilovače. Digitální servozesilovače TGA, TGP

Pavel Dědourek. 28. dubna 2006

F.4.6. OBSAH DOKUMENTACE

Technická příprava. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie Forma vzdělávání:

Regulátor Komextherm JA-Z KASCON

1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem

Systémová řešení napájení

REZISTIVNÍ DOTYKOVÉ OBRAZOVKY A VYUŽITÍ V UNIVERZÁLNÍM REGULÁTORU Resistive Touch Screens and Usage in a Universal Controller

Textová část. LaD. Stavební úpravy objektu č.p. 758 rekonstrukce sociálního zázemí JEDNOSTUPŇOVÝ PROJEKT. Z.č. HJ A.č.

Obsah. I. Úvod Statické vlastnosti prostředků Dynamické vlastnosti prostředků 5

Obslužný software. vizualizaci zařízení

DIAGNOSTICS OF A HYDRAULIC PUMP STATUS USING ACOUSTIC EMISSION

I N V E S T I C E D O V A Š Í B U D O U C N O S T I

VYHLÁŠKA o způsobu stanovení pokrytí signálem zemského rozhlasového vysílání šířeného ve vybraných kmitočtových pásmech Vymezení pojmů

SUDOP BRNO, s.r.o., Kounicova 26, Brno

VYUŽITÍ KNIHOVNY SWING PROGRAMOVACÍHO JAZYKU JAVA PŘI TVORBĚ UŽIVATELSKÉHO ROZHRANÍ SYSTÉMU "HOST PC - TARGET PC" PRO ŘÍZENÍ POLOVODIČOVÝCH MĚNIČŮ

Zemní ochrana rotoru generátoru ve spojení proudové injektážní jednotky PIZ 50V a ochrany REJ 521

Revitalizace veřejných prostranství sídliště Na rybníku. Technologická část vodního prvku

Intelligent Drivesystems, Worldwide Services SK 135E. Spouštěč motoru s funkcí softstartu a reverzací

TECHNICKÁ ZPRÁVA PS 102 ELEKTROTECHNICKÁ ČÁST ČS1 A ČS2 VÝSTAVBA KANALIZACE A VÝTLAKU OV Z BEZMĚROVA NA ČOV POSTOUPKY DOKUMENTACE PRO PROVÁDĚNÍ STAVBY

Městský úřad Uničov Masarykovo náměstí č. 1, Uničov tel.: ,

TEST PRO VÝUKU č. UT 1/1 Všeobecná část QC

Provozní bezpečnost - Problematika vzniku, monitoringu a eliminace prašné frakce, stanovení prostředí a zón s nebezpečím výbuchu

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Vývoj Elektronický měnič napětí EM 50/750/3

Způsoby měření elektřiny

s XR2206 ale navíc je zapojení vybaveno regulací výstupní amplitudy. vlivu případ- ného nevhodného napájení na funkci generátoru.

GSM Komunikace ČSN EN ISO 9001: 2001

GaleaTM Life spínače, tlačítka

DOSTUPNÉ METODY MĚŘENÍ JÍZDNÍCH DYNAMICKÝCH PARAMETRŮ VOZIDEL

[ db ; - ] Obrázek č. 1: FPCH obecného zesilovače

TECHNICKÁ ZPRÁVA č

Moderní číslicové řídicí systémy vstupy, výstupy, připojení snímačů, problematika rušení (zpracoval P. Beneš)

MONITORING A ANALÝZA KVALITY ELEKTŘINY

Bezdrátový zabezpečovací systém Easy Intelliguard

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

TECHNICKÁ ZPRÁVA ELEKTRO

1. ČLENĚNÍ PŘÍLOH PŘEDMĚT PROJEKTOVÉ DOKUMENTACE PODKLADY ZÁKLADNÍ TECHNICKÉ ÚDAJE... 1

technologie MAR ASŘ chyba Obr.1. Působení chyby vzniklé v MAR

DUM 01 téma: Rozdělení pohonů výklad

Úvod. Základní informace o šetření

VYUŽITÍ A ÚLOHA VODÁRENSKÉHO DISPEĆINKU

Technická zpráva k prováděcímu projektu

napájecí napětí vlastní odběr zařízení podporované funkce počet bitů stopbit nastavitelné adresy maximální počet zařízení na lince

Uživatelský manuál. A3600 DL ( Data Download)

Popis licencování, nastavení a ovládání replikací - přenosů dat

1.0 IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE 2.0 ÚVODNÍ ÚDAJE 3.0 URBANISTICKÉ ŘEŠENÍ 4.0 DOPRAVNÍ ŘEŠENÍ 5.0 TECHNICKÁ INFRASTRUKTURA 6.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ NAPÁJECÍ ZDROJE

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Návod pro obsluhu MT25-Y UPOZORNĚNÍ OBECNÉ POKYNY ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA

GRAFICKÉ ROZHRANÍ V MATLABU PRO ŘÍZENÍ DIGITÁLNÍHO DETEKTORU PROSTŘEDNICTVÍM RS232 LINKY

Měření a automatizace

rozvodům televizního a rozhlasového signálu v místech, kde je tento rozvod zřízen nebo se s jeho zřízením počítá.

Ele 1 RLC v sérií a paralelně, rezonance, trojfázová soustava, trojfázové točivé pole, rozdělení elektrických strojů

D. Dokumentace stavebního objektu

TECHNICKÁ ZPRÁVA. Bilance nároků na příkon el. energie připojovaného objektu:

Rozvody elektrické energie v dolech a lomech

Zdroje elektrosmogu a signály modulace

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

Opravné prostředky na výstupu měniče kmitočtu (LU) - Vyšetřování vlivu filtru na výstupu z měniče kmitočtu

ZÁVAZNÉ POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ BAKALÁŘSKÉ, DIPLOMOVÉ A DISERTAČNÍ PRÁCE

Pasohlávky 32 Pasohlávky PASOHLÁVKY PASOHLÁVKY ÚZEMNÍ ROZHODNUTÍ Č. 42/2011

TECOMAT TC700 ZÁKLADNÍ DOKUMENTACE K SUBMODULU. MR-0155 a MR vydání 3. - listopad 2005

BEZÚDRŽBOVÁ A NESTÁRNOUCÍ PŘEPĚŤOVÁ OCHRANA PRO VAŠÍ SÍŤ. Přepěťové ochrany STRIKESORB

Průmyslové pece Tepelné procesy Sušárny a klimatizační komory Zkušebny Technologické linky Stroje

I. SMLUVNÍ STRANY. Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě Se sídlem: Ostrava, Moravská Ostrava, Partyzánské náměstí 2633/7 IČ:

ENERGETICKÁ NÁROČNOST OSVĚTLOVACÍCH SOUSTAV

PQ monitor MEg38/C. Měřící Energetické Aparáty, a.s Česká 390 Česká republika

Rozváděče nízkého napětí - Elektroměrové rozváděče

Informační systém pro rehabilitační zařízení a oddělení

Transkript:

57 PŘENOS DAT PO NÍZKONAPĚŤOVÉ ROZVODNÉ SÍTI BOHUSLÁVEK Zdeněk, HRBEK Martin Abstrakt: Příspěvek popisuje experimenty vyšetřující vliv různých typů rušení na kvalitu přenosu dat pomocí modemů PLC po rozvodné nízkonapěťové síti. Rušení bylo modelováno třemi zdroji : spínanými napáječi, komutátorovým motorem a frekvenčním měničem. Rušivý signál byl měřen frekvenčním analyzátorem a kvalita přenosu hodnocena podle počtu opakování packetů a docílené maximální rychlosti přenosu. Klíčová slova: kvalita přenosu dat, úroveň rušení, PLC modem ÚVOD Přenos informací po energetických sítích vstoupil do povědomí veřejnosti pod zkratkou PLC. Zkratka je tvořena z anglického názvu Power Line Communication, volně přeloženo do češtiny to znamená Komunikace po napěťovém vedení. PLC je datová komunikace uskutečňovaná po běžné rozvodové síti, kdy informace jsou na vedení modulové v normou povolených frekvencích. O PLC se asi nečastěji mluví v souvislosti s tzv. Internet ze zásuvky. Protože k přenosu pomocí PLC se využívá veřejné energetické sítě, je nutné pro její použití vyhovět jistým kriteriím. Důvodů k nasazení PLC je několik: není nutné budovat speciální vedení pro přenos informací využívá se napěťového vedení, které existuje v každé budově v některých budovách není datová vedení vůbec možné instalovat např. historicky cenné a chráněné budovy nelze provést instalaci datového vedení např. z provozních důvodů nebo by jeho instalace znamenala velké finanční ztráty plynoucí z přerušení provozu např. hotely, výrobní podniky atd. PLC využívá pro přenos vysokofrekvenční signál, který je modulován na elektrickém vedení. Frekvence povolené pro přenos stanovuje harmonizovaná norma ČSN EN 50065 1 a jde o frekvence 9 148kHz a 4 20MHz. Cílem prováděného měření bylo ověřit vliv rušení na kvalitu přenosu PLC. Úkolem tedy bylo zanést na napěťové vedení tyto rušivé vlivy a následně zjistit jejich vliv na kvalitu přenosu. MATERIÁL A METODY a) Charakteristika přenosové cesty Praktické měření přenosových vlastností datového vedení a datových zařízení má ideálně probíhat za následujících podmínek: známé vlastnosti datového vedení jeho elektrické vlastnosti, topologie a připojená zařízení známé vlastnosti koncového zařízení implementace různých samo-opravných mechanismů apod. Na schématu na obr.1 jsou uvedeny možné trasy měření při přenosu informace po nízkonapěťovém (nn) síťovém vedení u systému MODEMTEC, který předává informace o teplotě ze vzdáleného teplotního čidla. Moduly MODEMTEC zajišťují pomocí PLC přenos dat při sledování odběru tepla zákazníky teplárenské společnosti. Pro převod signálu do přenositelné a zpracovatelné podoby slouží modemy MT23 a měření teploty medií otopných těles měří pomocí modulu MT22.

58 obr. 1 Sledované úseky přenosové cesty Při přenosu dat s tzv. Internetem ze zásuvky jsou na obou koncích přenosové umístěné počítače s PLC modemy. Pro experimenty bylo výhodnější využít tento datový přenos a konkrétně byly použity modemy NetGear XE102. Použití těchto PLC modemů umožňuje snadnější analýzu dat na PC. b) Charakteristika nn vedení Měření bylo uskutečněno ve dvou laboratořích, v jedné (018) s točivými elektrickými stroji a v druhé (017) s osobními počítači a automatizačními prvky. Laboratoře jsou napojeny na chodbový centrální rozvaděč a mají vlastní rozváděče a jističe k jednotlivým okruhům zásuvek. Napájení výkonových prvků motory, generátory atd. v laboratoři 018 je realizováno z odděleného rozvodu. Bližší popis topologie sítě se vymyká rozsahu publikace. c) Charakteristika zdrojů rušení a jimi simulovaná prostředí Zdroje rušení a jejich umístění: 1-fázový komutátorový motor, odběr 1,1A, výkon 220W, při měření byl použit s odpojeným filtračním kondenzátorem, umístěn v laboratoři 018 spínané zdroje 13 PC v laboratoři 017, každý zdroj o výkonu 250W Taian T Verter K403-M3 Měnič frekvence umístěný v laboratoři 018 zatížený asynchronním klecovým motorem o výkonu 3kW Charakteristiky simulovaných prostředí přenosu: Prostředí nerušené stav, kdy není na nn vedení vnášeno žádné rušení. Tento stav je pouze teoretický, protože na nn - vedení se stále vyskytuje rušení z jiných částí budovy. Viz. záznam analyzátoru na úroveň rušení činní cca 10 db rušení spínanými zdroji, příklad záznamu rušení s úrovní 15dB je na obr.2, rušení 1-fázovým komutátorovým motorem příklad záznamu rušení s úrovní 20 db je na rušení tyristorovým usměrňovačem a frekvenčním měničem Taian, viz. obr. 3 obr.2 Rušení spínanými zdroji obr.3 Rušení frekvenčním měničem Taian

59 d) Použité přístroje a měřicí technika 2x PLC modem NetGear XE102 PLC modemy založené na technologii Intellon Digitální osciloskop PC Scope Veleman PCS32i se spektrálním analyzátorem - nastavení spektrálního analyzátoru: frekvenční rozsah 0 8MHz, citlivost 0,2V/dílek, měřící sonda s dělením 1:10 Napěťový dělič s ochrannými diodami použitý osciloskop není možné připojit přímo na síťové napětí. Napěťový dělič je navržen tak, aby na výstupu bylo napětí U ef =0,8V 2x PC pro připojení PLC modemů NetGear XE102 Program Ethereal v.0.10.10 programový prostředek na provedení analýzy síťového provozu e) Postup měření a vyhodnocování kvality přenosu Měření kvality přenosu signálu PLC a vlivu rušení na přenos bylo použito schéma uvedené na obr.1. s měřením na trase D D s tímto postupem: jako signálová cesta bylo využito nn vedení, kde byl jeden fixní bod s připojeným PLC modemem a PC. Druhý bod s druhým PLC modemem byl pohyblivý a volen tak, aby bylo umožněno měření na jedné fázi a také na různých fázích napěťového rozvodu na napěťové vedení bylo postupně vnášeno požadované rušení připojenými zdroje popsanými v odstavci c). záznam napěťové úrovně spektrálním analyzátorem při současném přenos bloku dat o konstantní velikosti záznam kriterií kvality přenosu Tab. 1 Přehled provedených měření Typ Stručná charakteristika měření měření 1 Měření na 1 fázi bez vneseného rušení. Délka signálové trasy <1m 2 Měření na 2 fázích bez vneseného rušení. Délka signálové trasy 12m 3 Měření na 1 fázi při rušení spínanými zdroji. Délka signálové trasy <1m 4 Měření na 2 fázích při rušení spínanými zdroji. Délka signálové trasy 12m 5 Měření na 2 fázích při rušení spínanými zdroji. Délka signálové trasy 20m 6 Měření na 1 fázi při rušení komutátorovým motorem. Délka signálové trasy <1m 7 Měření na 2 fázích při rušení komutátorovým motorem. Délka signálové trasy 12m Měření na 1 fázi při rušení frekvenčním měničem. Délka signálové trasy <1m. Měření 8 neprobíhá na nn vedení, které napájí tento střídač. Měření na 2 fázích při rušení frekvenčním měničem - průběžně měněna frekvence. Délka 9 signálové trasy 12m. Měření neprobíhá na nn vedení, které napájí tento střídač. Měření na 2 fázích při rušení frekvenčním měničem se zatíženým motorem na výstupu 10 střídače. Délka signálové trasy 12m. Měření neprobíhá na nn vedení, které napájí tento střídač. K hodnocení kvality přenosu byla zvolena 2 kriteria: 1. Přenosová rychlost zvolena jako primární kriterium 2. Počet opakovaných packetů druhé kritérium doplňkové Průběh přenosu dat byl zaznamenán programem Ethereal, který umožňuje sledovat veškeré dění na datové síti prostřednictvím síťových karet. Program Ehtereal umožňuje zejména: Provést kompletní záznam datového přenosu

60. Provést následnou analýzu zaznamenaného vzorku výsledek zobrazí jako sumární informace o přenosu Zobrazit informaci o rychlosti přenosu Zobrazit informaci o počtu opakovaných packetů Tím jsou získány všechny informace, které jsou nutné pro zhodnocení kvality přenosu. VÝSLEDKY, DISKUZE a) Naměřené údaje Za výše popsaných podmínek probíhal přenos dat o velikosti 13,657MB. Velikost packetu byla 733 byte. Výsledky analýzy jsou zaznamenány do tabulky TAB2: Tab. 2 - Výsledky analýzy rušení přenosu packetů typ měření 1 2 3 4 5 celkem přeneseno packetů ztraceno nebo opakováno počet všech chybných průměrná rychlost přenosu packet/sec 20096 20055 20132 20082 20047 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 840,568 554,151 819,523 525,663 457,783 celkem přeneseno byte 14730368 14700315 14756756 14720106 14694451 přenosová rychlost byte/sec 616136 406193 600710 385311 335555 typ měření 6 7 8 9 10 celkem přeneseno packetů 20088 20090 17278 20055 20098 ztraceno nebo opakováno 38 62 0 0 0 počet všech chybných 46 72 31 31 21 průměrná rychlost přenosu packet/sec 601,444 316,713 703,397 486,209 446,794 celkem přeneseno byte 14724504 14725970 12664774 14700315 14731834 přenosová rychlost byte/sec 440858 232151 515590,001 356391 327500 b) Zhodnocení výsledků měření Z provedeného měření je patrné, že PLC komunikace může probíhat i na velmi silně rušeném prostředí. Dále bylo zjištěno, že použité zdroje rušení produkují rušení v šíři frekvenčního pásma okolo 4 MHz.

61 Komunikace na jedné fázi Přenosová rychlost je silně závislá na úrovni rušení. Kvalita přenosu klesá v závislosti na úrovni rušení ve frekvenčním pásmu, které je použito pro PLC komunikaci. Komunikace mezi dvěma fázemi Přenosová rychlost klesá intenzivněji než komunikace na jedné fázi. Signál PLC jen velmi obtížně proniká přes rozvodné transformátory, protože transformátorové vinutí představuje pro vysokofrekvenční signál příliš velkou impedanci. I přes tuto skutečnost je možný přenos PLC signálu mezi dvěma fázemi. Tento přenos pak pravděpodobně probíhá elektromagnetickou vazbou, a je tedy závislý na konkrétních podmínkách topologii nn vedení. Přechod signálu mezi dvěma fázemi má výrazný vliv na kvalitu přenosu. Přenosová rychlost dosahovala při konkrétních podmínkách pouze 50-60% rychlosti komunikace na jedné fázi. Řešením, jak zkvalitnit přenos PLC signálu při přechodu mezi dvěma fázemi je instalace mezi-fázového můstku. Vliv náhodných rušení Na dlouhodobý trend rušení PLC modemy reagují automatickou detekcí kvality signálové trasy a její při jejím případném zhoršení provedou zpomalením přenosové rychlosti. Jiná situace je v případě výskytu náhodných rušivých vlivů. V jejich případě výskytu dojde k chybovému přenosu a tím k opakování dotazů opakované packety. Obecně se předpokládá maximální chybovost/opakování packetů do 1%, při vyšších hodnotách může dojít k přerušení komunikace. Tento jev opakování packetů v hodnotách cca 0,04 % byl zaznamenán při měření vlivu rušení frekvenčního měniče Taian. ZÁVĚR Na základě výsledků měření je pak provedeno zhodnocení kvality přenosu. Je zřejmé, že praktické nasazení PLC modemů je velmi problematické v místech, kde se vyskytuje velké množství komutátorových elektromotorů a výkonných frekvenčních měničů, kdy i při přenosu signálu na jedné fázi dochází k výraznému zhoršení kvality přenosu ve srovnání s nerušeným prostředím. Naproti tomu na kvalitu přenosu nemá příliš vliv rušení způsobené spínanými zdroji. Tato práce zjišťovala vliv rušení na kvalitu přenosu. Do budoucna by zřejmě bylo vhodné zjistit další vlivy jako například délku signálové trasy a počet PLC modemů na jedné síti. Literatura: [1]Vrba, L., Gloc, S.: Dálkové monitorování procesů řídícím systémem s připojeným mobilním telefonem. Automatizace, č. 9, 1998, s. 605-606 [1]Milan, F.: Nové typy radiotelemetrických modulů firmy ELPRO. Automatizace, č. 4, 1998 [1]Balák, R.: Silnoproudá zařízení. SNTL, 1987, s. 196 [1]Voženílek, L.: Kurz elektrotechniky. SNTL, 1988, s. 368 [1]Meluzin, H.: Elektrotechnická praxe v příkladech. SNTL, 1986, s. 496 [1]JCZ500-004 Test Procedure. Interní dokument společnosti Lucent Technologies Adresa autorů: Doc.Ing. Zdeněk Bohuslávek, CSc, Ing. Martin Hrbek Czech University of Agriculture in Prague, Technical faculty, Dept. of Electroengineering and Automation Kamycka str. 129, 165 21 Prague 6 Suchdol, Czech republic bohuslavek@tf.czu.cz, tel.: +4202 2438 3300