Chương 1: 1.1 việc sử dụng năng lượng trong quá trình sản xuất, sử dụng trong hộ gia đình, chiếu 1.2 sáng,… ngày càng không ngừng phát triển. Làm cho tất cả các chương - Đáp ứng sự phát triển đó công nghệ truyền thông qua đường dây điện đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực trong công nghiệp cũng như đời sống. Công nghệ truyền thông qua đường dâu điện gọi tắt là PLC ( power-line communication ) được ứng dụng nhiều trong đời sống như ứng dụng điều khiển trong nhà thông minh, sử dụng trong các tòa nhà, văn phòng mà ở đó không sử dụng sóng truyền hoặc cần bảo mật. Xuất phát từ ý tưởng đó với đề tài ứng dụng công nghệ PLC là thiết kế và thi công mạch điều khiển thiết bị 220VAC đã ra đời.2 Khái quát về công nghệ PLC ( power-line communication): 1.
Định nghĩa: - công nghệ truyền thông PLC (power-line communication) là công nghệ sử dụng mạng lưới đường dây điện cho mục đích truyền tải thông tin nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư. Để có thể truyền thồng tin qua phương tiện truyền dẫn là dây điện cần phải có các thiết bị đầu cuối là PLC modem, các modem này có chức năng biến đổi tín hiệu từ các thiết bị viễn thông truyền thống như máy tính, điện thoại sang một định dạng phù hợp để truyền qua đường dây dẫn điện. Hiện nay, công nghệ PLC được sử dụng cho các ứng dụng thương mại trong nhà như hệ thống giám sát, cảnh báo, tự động hóa… Các ứng dụng truyền tin dựa trên PLC hiện đang còn rất nhiều tiềm năng cần được tiếp tục khái phá. 1 download by : skknchat@gmail.2 Lịch sử phát triển của PLC: -Truyền thông đường dây điện hẹp đã bắt đầu ngay sau khi nguồn cung cấp điện trở nên phổ biến.
Khoảng năm 1922, các hệ thống tần số sóng mang đầu tiên bắt đầu hoạt động trên các đường dây cao áp với tần số từ 15 đến 500 kHz cho các mục đích đo từ xa và điều này vẫn tiếp diễn. Các sản phẩm tiêu dùng như báo thức cho trẻ sơ sinh đã có sẵn ít nhất từ năm 1940. Vào những năm 1930, tín hiệu sóng mang gợn sóng đã được đưa vào hệ thống phân phối trung bình (10-20 kV) và điện áp thấp (240/415 V). -Électricité de France (EDF) đã phát triển một hệ thống được gọi là "phím thay đổi tần số lan truyền" hoặc S-FSK.
Đây là một hệ thống chi phí thấp đơn giản với một lịch sử lâu dài; tuy nhiên nó có tốc độ truyền rất chậm, từ 200 đến 800 bit / giây. Vào những năm 1970, Công ty Điện lực Tokyo đã tiến hành các thí nghiệm báo cáo hoạt động hai chiều thành công với hàng trăm đơn vị.GridComm đã quảng cáo "GridNet tốc độ cao, không có lỗi", mà nó mô tả bằng cách sử dụng "mạng lưới điện hiện tại của bạn như là một phương tiện truyền dữ liệu hiệu quả cao" vào giữa những năm 1980. -Kể từ đó, đã có một sự gia tăng quan tâm trong việc sử dụng tiềm năng kỹ thuật truyền thông kỹ thuật số và xử lý tín hiệu số. Các ổ đĩa là để sản xuất một hệ thống đáng tin cậy mà là giá rẻ đủ để được cài đặt rộng rãi và có thể cạnh tranh chi phí có hiệu quả với các giải pháp không dây.
Tuy nhiên, kênh truyền thông đường dây hẹp cho thấy nhiều thách thức kỹ thuật; một mô hình kênh toán học và một cuộc khảo sát về công việc đã có sẵn. -Đường dây mạng (PLN) sử dụng hệ thống dây điện hiện tại, dù là trong tòa nhà hay trong mạng lưới điện, như cáp mạng, có nghĩa là chúng cũng mang tín hiệu dữ 2 download by : skknchat@gmail. Nó có thể là một phương tiện mở rộng mạng hiện có vào những địa điểm mới mà không cần thêm dây mới. -Ví dụ, một máy tính có thể được nối tới một bộ định tuyến như sau: một bộ chuyển đổi được kết nối với một bộ định tuyến của một mạng cục bộ có dây có sẵn, thông qua cổng mạng của nó.
Bộ sạc thứ hai được kết nối với thiết bị Ethernet sẵn sàng như máy tính. Khi cả hai adapter cắm vào ổ cắm trên tường, họ sẽ có kết nối mạng thông qua hệ thống dây điện giữa hai ổ cắm tường đang được sử dụng.Một số thiết bị mạng, chẳng hạn như bộ định tuyến hoặc thiết bị chuyển mạch, cũng có kết nối dây nguồn được tích hợp. Điều này không có dây mới vì chúng cần phải được cắm vào tường để hoạt động mọi lúc. Đường dây điện được chuyển thành đường dữ liệu thông qua sự chồng chéo của một tín hiệu thông tin năng lượng thấp với sóng điện.
Vì điện là 50 hoặc 60 Hz, dữ liệu được truyền ở ít nhất 3 kHz để đảm bảo rằng sóng điện không can thiệp vào tín hiệu dữ liệu. -Một thách thức về kỹ thuật là do dây điện không được che chở và không bị tắc nghẽn, dây hoạt động như một ăng-ten, do đó dây điện phát ra năng lượng vô tuyến, gây nhiễu cho những người sử dụng hiện có của cùng một băng tần. Các đường dây điện cũng có thể hoạt động như các ăng-ten thu và nhận tín hiệu từ tín hiệu vô tuyến. -Trong nhiều khu vực pháp lý, việc truyền như vậy là bất hợp pháp.
Hoa Kỳ là một ngoại lệ, cho phép các tín hiệu băng rộng hạn chế được đưa vào dây không được che chở, miễn là dây không được thiết kế để truyền sóng radio trong không gian tự do. -Kết nối PLC có nhiều ưu điểm so với kết nối không dây; tuy nhiên chất lượng của kết nối vẫn sẽ phụ thuộc vào chất lượng của hệ thống điện trong nước. Các dây nối và bộ ngắt mạch không thích hợp giữa các cáp nối có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất, và có thể gây gián đoạn kết nối. PLC (cùng với 12 loại sản phẩm khác) đã 3 download by : skknchat@gmail.com được liên quan đến việc sản xuất "sự can thiệp không cần thiết với bộ máy điện tín không dây".
Tại Vương quốc Anh, đã có 158 và 114 vụ khiếu nại trong năm 2013 và 2014 tương ứng trên tất cả 13 loại sản phẩm. Các loại sản phẩm này đang được tăng cường kiểm tra để đảm bảo điều này tránh được. -Các topo PLC được xác định bởi topo của mạng lưới cung cấp điện áp thấp được sử dụng như một phương tiện truyền dẫn. Mặc dù trường hợp này, một mạng PLC có thể được tổ chức phụ thuộc vào nhu cầu hoạt động - Topology phụ thuộc vào bốn yếu tố.Vị trí của mạng: một mạng PLC có thể được đặt trong một môi trường kinh doanh, nhà ở, hoặc một môi trường công nghiệp.Mật độ người dùng của mạng: phụ thuộc vào số người dùng trong mạng điện áp thấp cũng như nồng độ người dùng, kích thước tô pô tăng lên và co lại.
Mật độ người sử dụng thấp có thể được nhìn thấy trong nhà của người tiêu dùng, trung bình trong các tòa nhà với số lượng lớn các căn hộ hoặc văn phòng, và lớn trong toàn bộ tòa nhà chung cư hoặc tháp.Chiều dài của mạng: khoảng cách giữa máy biến áp và khách hàng trong mạng lưới hạ thế phải được xem xét. Chiều dài phải đáp ứng được nhu cầu về kích thước của mạng.Thiết kế mạng: mạng điện áp thấp thường bao gồm nhiều phần mạng, khác với mạng lưới. Các phần này chia nhỏ mạng lưới thành nhiều phần nhỏ hơn để giúp quản lý dễ dàng hơn. -PLC có thể được phân nhóm rộng như PLC băng hẹp và PLC băng thông rộng, còn được gọi là tần số thấp và tần số cao tương ứng.
Nó cũng có thể được nhóm như 4 download by : skknchat@gmail.com AC hoặc DC. Về mặt chức năng, có bốn dạng cơ bản của truyền thông đường dây điện: 1.Các ứng dụng nội bộ hẹp: nơi mà dây dẫn gia đình được sử dụng cho các dịch vụ tốc độ bit thấp như tự động hóa gia đình và thiết bị liên lạc nội bộ.Các ứng dụng ngoài trời hẹp: chủ yếu được sử dụng bởi các công ty tiện ích để đọc đồng hồ tự động và giám sát và điều khiển từ xa.Các ứng dụng trong nhà băng rộng: đường dây nguồn điện có thể được sử dụng để truyền dữ liệu tốc độ cao cho mạng gia đình.Các ứng dụng ngoài trời băng thông rộng: dây điện ngoài trời có thể được sử dụng để cung cấp truy cập internet băng thông rộng. -PLC thu hẹp hoạt động ở tần số thấp hơn (3-500 kHz), tốc độ truyền dữ liệu thấp (lên đến 100 giây) và có tầm hoạt động dài hơn (vài kilômét), có thể mở rộng sử dụng bộ lặp. Nó có thể được áp dụng trong lưới điện thông minh trong việc tạo ra năng lượng thông minh, đặc biệt là trong bộ biến đổi nhỏ cho các tấm pin mặt trời.
Tốc độ dữ liệu và giới hạn về khoảng cách rất khác nhau theo nhiều tiêu chuẩn truyền thông đường dây điện. Tần số thấp (khoảng 100-200 kHz) các tàu sân bay gây ấn tượng trên các đường dây cao áp có thể mang theo một hoặc hai mạch thoại tương tự, hoặc các mạch đo và điều khiển từ xa với tốc độ truyền dữ liệu tương đương là vài trăm bit mỗi giây; Tuy nhiên, các mạch có thể dài nhiều dặm. -Thông tin liên lạc vận chuyển điện (PLCC) chủ yếu được sử dụng cho viễn thông, bảo vệ từ xa và giám sát từ xa giữa các trạm biến áp điện thông qua các đường dây điện ở các điện áp cao như 110 kV, 220 kV, 400 kV. Điều này có thể được sử dụng bởi các tiện ích cho các kỹ thuật quản lý năng lượng tiên tiến (như OpenADR và OpenHAN), phát hiện gian lận và quản lý mạng, đọc đồng hồ tự động (AMR), cơ sở 5 download by : skknchat@gmail.com hạ tầng đo lường tiên tiến, kiểm soát tải, và đáp ứng nhu cầu.Một dự án của EDF bao gồm quản lý nhu cầu, kiểm soát chiếu sáng đường phố, đo lường và thanh toán từ xa, tối ưu hóa giá cước cụ thể của khách hàng, quản lý hợp đồng, dự toán chi phí và an toàn ứng dụng khí một tụ điện ghép nối được sử dụng để kết nối các máy phát và thu vào đường dây cao áp.
Cả hai hệ thống một chiều và hai chiều đã được sử dụng thành công trong nhiều thập kỷ. -Trong hệ thống một chiều (chỉ gửi đến), các bài đọc "bong bóng" từ các thiết bị đầu cuối (như mét), thông qua cơ sở hạ tầng truyền thông, tới "trạm tổng thể" xuất bản các bài đọc. Một hệ thống một chiều có thể là chi phí thấp hơn so với hệ thống hai chiều, nhưng cũng rất khó để cấu hình lại khi môi trường vận hành thay đổi.