西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0使用选型

西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0使用选型

1 GPRS技术简介

    　GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是一种基于二代移动通信系统GSM的无线分组交换技术，特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS的传输速率可达171．2 kbps，实际应用中的平均速率也高达53．6kbps。GPRS为移动用户和数据网络之间提供连接，为移动用户提供高速无线接口和X．25服务。GPRS采用数据分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以有多个用户共享，因而资源被有效利用。用户永远在线，按流量计费，降低了服务成本。

   　 利用GPRS进行具有如下的优点：

  　  ①接入范围广。GPRS是在现有的GSM网上升级，可充分利用全国范围的电信网络，可以方便、快速、地为用户数据终端提供远程接入网络的部署。

    ②传输速。理论值可达171．2 kbps，是当前GSM网络中电路数据交换业务速度的十几倍。下一代GPRS业务的速度甚至可以达到384 kbps，可以满足用户应用需求。

 　   ③登陆快捷。GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均耗时为2 s。

    ④永远在线，提供实时在线功能。“实时在线”或“永远在线”即用户随时与网络保持联系。即使没有数据传送，终端也一直与网络保持联系，这将使访问服务变得非常简单、快速。

    ⑤按流量计费。用户只有在发送或接收数据期间才占用无线资源，按照用户接收和发送数据包的数量计费。没有数据流量时，用户即使挂在网上也不收费。

   　 ⑥切换自如。用户在进行数据传送时，不影响语音信号接收。数据业务和语音业务的切换有自动和手动2种方式，具体形式依据不同终端而定。

2 系统总体结构

 　   按照路灯远程测控系统的设计要求和要实现的功能，将系统大体分为控制室、集中控制器和路灯控制器3层网络结构。

1层控制室是l台PC服务器，负责整个城市路灯的监控；2层集中控制器负责一条街上全部路灯的控制；3层路灯控制器负责同一灯杆上的所有灯具。其中，l层与2层之间使用了GPRS无线通信网，这两层之间距离远，虽然通信成本较高但通信成员少。2层与3层应用了窄带电力线载波通信技术，利用现有的电力线传输信号，不用另外铺设线缆，几乎没有运行成本，特别适合通信对象多的情况。

 　   另外，本设计还具有电量计量等功能，由电压互感器和电流互感器对各路段路灯的电力参数进行实时，将采集到的数据进行分析和存储，或者通过监控的巡检把现场各路段工作参数(包括电压电流开关量等)传回监控。监测终端能自动检测到跳闸、断路、电压异常、供电故障、开关灯控制异常等突发事件，并及时将告警数据上传监控，以供监控值班人员及时了解情况做出处理。GPRS通信网络是监控与无线数据采集监测终端的通道，选用固定方式通过GPRS网络将所采集到的工作参数主动、及时地上传到监控。

3 系统硬件设计

3．1 GPRS发送模块电路设计

 　   GPRS模块主要实现无线上网的功能。市场上有一些成熟的产品，譬如说Sony／Eircsson公司的M47c、Simens公司的MC35等。这里选用Cello公司的CMS91，它是一种双频段GSM／GPRSlO级模块，主要优点有低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS10、开发多媒体应用、价格较低等。同时，它也提供SMS(短消息服务)和语音功能。GPRS模块提供RS232接口，可以通过它来完成对模块的控制，譬如拨号和切换模式等。一旦通过模块连接上Internet，采集到的数据就可以用TCP／IP传输方式发送到任意一台具有公网IP地址的主机上去，从而实现采集数据的无线传输。

在该设计中，CMS91模块相当于1个无线调制解调器用户的应用系统，需要通过PPP(LCP／／IPCP)先和运营商的Internet接入服务器连接，然后才能应用TCP／IP／UDP或者高一层的应用层程序(如HTTP、FTP等)进行通信。该模块已经集成了1个天线模块，实际使用时需接入SIM卡插座。GPRS终端是通过RS232接口与设备进行通信的，利用电平转换芯片MAX232实现了微处理器的TTL电平与RS232电平的转换。MAX232能满足TIA／EIA-232-F和1TU v．28标准的要求，其工作电源电压为3～5．5 V，有1个驱动器和1个，数据速率可达250 kbps，该芯片具有静电保护功能和自动掉线的特点。

3．2 电力线载波模块设计

 　   电力线接口模块由线驱动器和线接口组成，它的主要功能是：

    ①发送模式中，用于将ST7537送来的传送信号(AT0)放大和滤波；

 　   ②接收模式中，从电力线给ST7537的接收口提供接收信号；

    ③有抵制尖峰脉冲和过载的保护电路。

   电力线接口模块的框图如图3所示。线驱动器起放大ST7537的输出信号(AT0)的作用。为了使线驱动器适用于电力线，使用了线接口。在线接口中使用了变压器，其功能为：

 把其他电路与电力线隔离开；

    把传输信号送到电力线上去；

    从电力线中提取出接收信号；

    滤除传输信号中的谐波。

 变压器由1个主绕组和2个副绕组组成。绕组比例为4：1：1，其参数为：主绕组9．4μH，副绕组140μH，C1=2．2 nF。为了防止非线性畸变，C2的线性非常好，C3滤除从电力线过来的50／60 Hz的信号，并有短路保护功能。当相位不知时，使用附加电容C4加到C3上去，组成放电回路，避免发生触电危险。

    为了避免尖峰信号对电路的破坏，采用1个双向稳压管。当电压值大于或等于稳压管电压时，稳压管就会短接到地，保护接口电路地器件不会被烧坏。

    另外，该系统采用了Dallas半导体公司的DS1302涓流充电时钟芯片。该芯片是可编程I2C串行接口时钟芯片，还提供31字节的非易失SRAM用于数据存储。优点是电路结构简单，可以通过单片机的任意I／O口作为SCL和SDA信号线，编程简单，成本较低。

4 系统软件设计

 　   系统主要采用无线Modem CMS91来进行历史数据、实时数据以及报告信息的远程传输。通过单片机AT指令对CMS91进行上网前的设置和数据的传输。当收到CMS91的正确反馈回答后，1条物理信道就在CMS91和GPRS网络之间建立起来。单片机通过向Modem发送不同的AT命令来控制其工作。

   　 CMS91加电后，应用程序需通过P0口操作CMS91的ON／OFF控制位，CMS91正式启动的过程大约3～5 s，若CMS91接有有效的SIM卡，CMS91将附着在GPRS网络。对CMS91的串口读写操作仍然由中断服务程序来实现，复位上电后，程序行工作频率等参数的设置，然后进行拨号和PPP协商。PPP协商成功后，将得到系统本地IP，一旦获得自己的IP，系统实际上就已经连入Internet，但要和连入Internet的另一IP终端通信，就还需要与另一IP终端进行端对端的TCP连接。在TCP连接成功后，整个程序将保持这个连接状态。进入TCP连接状态后，可能会收到TCP连接的另一IP终端发来的数据，在层层解包处理之后，便可以得到TCP层之上的种种应用层数据。如果要向对方发送数据，则要行中断请求发送，在等到TCP连接建立之后方可发送。这部分TCP／IP协议的处理由CMS91内嵌的单片机来完成。

5 结论

    本文设计的基于GPRS和PLC的远程路灯监控系统，相对于以往的时钟以及光电控制路灯，能够对路灯线路进行有效的监控，实现遥控、遥测和遥信功能，而且运行稳定、。该设计采用GPRS和PLC进行通信，重新铺设线缆和构建新的通信网络，运行成本很低，具有很好的应用和推广。

1 引 言

plc是近四十年发展起来的现代工业控制技术，由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点和继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格等优点结合起来，并且其本身具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，因而在工业生产过程控制中的得到了广泛应用，被称为现代工业自动化的三大支柱(plc、 数控技术、工业机器人)之一。

对于输入输出点数比较少的系统可以不需要接口扩展；当点数较多时，需要进行输入输出扩展。不同公司的plc产品，对系统总点数及扩展模块数量都有限制，当扩展仍不能满足需要时，就不得不使用网络结构，这既增加了系统的复杂度，也提高了系统成本。

针对大量开关量信号输入的问题，以日本三菱公司的fx系列plc为例，本文设计了一种基于组扫描输入的plc开关量采集方法，借助于输入接口板，可以实现多个开关输入信号接入plc单个输入点，使用这种方法，对输入点数较多的控制系统，可以节省plc的输入点数，提高plc的信息效率效率，对降低控制系统成本具有重要意义。

2 硬件设计

对于工业现场中经常会用到的开关、按钮等开关量信号，通常按照图1的配线方法接入plc的输入点，该方法以com端作为所有开关量输入信号的公共端，每一个开关或按钮接入一个plc的输入点。

为解决大量开关量信号输入问题，利用信号扫描原理，设计了一种基于组扫描输入的plc开关量输入采集方法，硬件结构如图2所示。图中以16个开关量输入信号为例，这16个开关量输入信号被分为4组，分别接入四块接口板(每块接口板可接入4路信号，通过二管输出)。通过接口板后，k1、k5、k9、k13均接入plc的x1输入端，依此类推，k2、k6、k10、k14均接入plc的x2输入端，k3、k7、k11、k15均接入plc的x3输入端，k4、k8、k12、k16均接入plc的x4输入端，16个开关量输入信号只占用了plc的4个输入端。

4块接口板分别由plc的4个输出y1～y4选通(用虚线画出)，如当y1有效而y2～y4均无效时，接口板i被选通，此时k1～k4的信号被送入x1～x4，当y2有效而y1、y3、y4无效时，k5～k8的信号被送入x1～x4，另外两组信号的送入方法相同。在这种结构中，输出端y代替com作为公共端。

这样每个周期扫描4次，可分4次将16个信号送到plc的输入端，每次扫描过后在程序中将x1～x4的状态转移到其他位置。16个输入信号仅占用了4个输入端和4个输出端，节省了一半的plc输入输出点数，在实际使用中还可以根据需要进行灵活扩展，获得高的使用效率。如若每块接口板上接8个开关量输入信号，4块板共接入32个输入信号，共占用plc的8个输入端，输出端仍然是4个。

设计时要注意接口板中二管的选择，一定要选择质量高、稳定性好的二管，如果出现二管损坏或击穿的情况，将会出现输入信号不能被正确送入plc输入端或出现输入紊乱。另外输入信号的组数不宜过多，图2中是4组，若每次扫描时间间隔为100ms，则4次扫描的扫描周期是400ms，输入信号的延迟大可能达到400ms，若组数过多(如过10组)，会出现信号延迟导致系统的灵敏度下降。

3 软件设计

在软件设计中要考虑两个主要的问题。一是要定时输出单个扫描选通信号，用来选通相应的接口板，二是要及时将扫描进来的数据转移到其他位置。在这种plc输入设计方法中，在每个扫描周期，每组开关量信号中的一个依次送入一个plc输入端，这样就在下次扫描数据来临前将上一次扫描进来的开关量信号状态转移到其他位置保存。

基于上述考虑设计的软件程序(梯形图)如图4所示。每次扫描时间间隔100ms，16个开关量信息到plc后分别送入m100～m115保存，指令rol和ref的含义分别是循环左移和输出刷新。

4 结束语

本文设计的一种基于组扫描输入的plc开关量采集方法，利用信号扫描原理，能有效解决工业现场中存在的大量开关量信号输入问题，该方法可以大大减少plc的输入点数，降低控制系统设计成本，系统结构稳定，扩展性、灵活性好，具有一定的使用和推广意义。

1  引言

  　  主要用于石油管路铺设的φ1100mm大口径钢管由板材经焊接后，其它辅助工艺与设备包括管内清渣机用于管内焊接后残留的焊渣的清理；钢管内壁除尘机、外焊清渣机等。本系统是后一道工序，主要是对钢管的总重量的测量以及长度的测量，并形成数据存贮起来。

2  原理设计

2.1 工艺概述

测量系统由横移车将钢管放到输送辊道，然后由开关发出钢管到位信号传送给本系统，由称重装置进行重量检测，称重装置位于钢管的底部，由液压油缸起称重装置，这样钢管的重量由称重装置来承担，左、右两侧各安装一个称重传感器，通过rs232串行口与工控机通讯，将重量值传给上位机。称重完成后测量长度小车分别由两侧起始点同时启动且相向而行，当快接近钢管端面时(由接近开关发信号)小车减速运行，当行至钢管端面时，小车停止运行，同时将钢管长度计算出来传至上位机。

2.2 系统组成

控制系统由接近开关采集现场信号送入西门子plc s7-216内，完成逻辑关系的运算，其输出到安川sgdm-04ada驱动控制器，由sgmah-04a电机经齿轮、齿条传动驱动测量小车，驱动系统由两套组成，分别位于钢管的两侧，工作时小车相向而行。液压系统驱动称重装置，plc和称重装置分别与上位机组成串行通讯，上位机软件采用visual basic编制，通过编制的画面发出指令并时实显示钢管重量及测量长度。系统硬件由西门子plc 6es7216-2bd22-0xb0，通讯模块6es7277-0aa22-0xba，扩展模块6es7223-1hf22-0xa0组成。

2.3工作方式

控制系统具有手动/半自动/自动三种工作方式。手动工作方式下，可以分别对测量小车、称重装置进行单调整；半自动工作方式可以对钢管进行单循环测量，即按启动则开始称重与测量，结束后等待下一启动指令；自动工作方式则对钢管连续测量，直到按下自动停止按钮，方可停止。

3  系统实现

3.1 传感器通讯编程

称重传感器采用的是美国zemic公司bm8h-5t，它通过信号分配器gm-jx-v与深圳市杰曼科技有限公司称重管理器gm8803a连接，gm8803a终与上位机进行rs232串通讯，其通讯协议尊循使用说明书中规定波率为9600kbty，奇偶校验位为奇校验，数据位为8位，站地址为2，停止位为1。按此规定用vb编写上位机部分通讯协议程序如下：
            　dim rcvlenth
            　dim rcv() as bbte         定义模块级变量
            　private lub bbbb-load()　　定义接收字符的动态数组
            　with  mscomml
            　comport=2　　　　　　　　选择串口2
            　settings=”9600,n,8,1”　　　9600kbit/s,　奇校验，8位数据位，1位停止位
            　injputmode = combbbbbmodebinary　以二进制格格式读取接收缓冲区
            　rthershold=1　　　　　　　　　　接收的字符数大于等于1就会产生接收事件
            　bbbbblen=0　　　　　　　　　　　读接收缓冲区内容
            　outbuffercount =0　　　　　　　　清空发送缓冲区
            　inbuffercornt=0 　　　　　　　　　清空接收缓冲区
            　end with
            　if not mscomm1.portopen then
              mscomm2.portopen=ture　　　　　打开串口2
            　end if
            　end sub

  　3.2 信号调理

    小车行走的距离通过旋转编码器反馈回来的脉冲接入plc的高数计数端子，通过计数值可以知道小车行走的长度，计算精度可达0.01mm。由于项目所用的高数计数器是ab正交输入方式，只需将a+、b+及公共端接入plc即可，而伺服控制器脉冲输出为a+ a- b+ b- z+ z-，在调试中发现，plc的高数计数值不稳定，误差很大，感觉有干扰存在，经分析认为是a- b- 是干扰源，因此我们采用以上电路，用比较器将a+ a-进行比较后经三管开关接入plc，问题得了解决，则即提升了电压又抑制了干扰，了良好的效果：

3.3 编码设计

伺服电机后端的旋转编码器的分辩率为13比特，即2048脉冲/转，而电机转速为3000r/min，plc大捕捉频率为20khz，为达到匹配，将驱动器的参数pn201分频比设定为400，即达到400脉冲/转，为进一步提在plc中采用4倍分辨率，即为1600脉冲/转，由此根据电机驱动齿轮、齿条转一圈所走的距离计算出每个脉冲所走的距离，得出位移值。伺服系统采用多段速控制方式，p-son、n-cn、p-cl三端组合且设置以下参数：

            　pn000.1    设为3　　　　　设为多段速控制方式
            　pn201     设为400  　　　　设置倍频
            　pn50c     设为8fea 　　　41端子速度1；45端子速度2；46端子速度3
            　pn50a     设为2801　cn140端子输入on;p-con无效；cn142端子禁止正转
            　p n 50b    设为8843　cn143端子禁止反转；cn144端子警报解除；p-cl\p-nl为无效；
            　pn50e     设为0000　　对应端子无效
            　pn 50f     设为0001　　25、26端子为扭矩限制检测

3.4 plc通讯编程

 　 plc与上位机通讯方式设为自由口方式，初始化程序设置sm30为05意义为：每个字符为８位，无校验，波特率为19200，自由口方式。通讯协议规定为：

所有的发送数据格式为：

00h，总字节数，(数据)，校验码，ffh

其中总字节数是包括00h到ffh在内的总数，占一个字节，校验码是包括00h和总字节数在内的校验码之前的所有数据的异或值，占一个字节。以下只对数据位格式进行说明。

数据位所占字节数不确定，格式如下：

a，(发送数)

其中a是对数据的说明，如果是命令，则a=07h，如果是数据，则a=15h，a占一个字节。

当a=07h时，发送数占一个字节，发送数的数据说明如下：

01h——与电脑连机

设备启动后，在工作过程中，每次测量前向电脑发送一次此命令，电脑发回的回复信息与plc发出的数据相同，即：

00h，06h，07h，01h，00h，ffh

plc发送此命令后，如果在2秒内不能收到回复信息，再发送一次，如果2秒内还不能收到回复信息，则plc自动转为自存储方式，把本次测量的长度顺序记录在plc内存中，并不再发送称重命令。如果在5秒内收到回复信息，plc把内存中的记录发送给电脑，然后再正常工作，(即plc不再自存储，直接把长度数据发送到电脑，并在每次工作都发送称重命令)；

02h——称重命令

电脑发回的回复信息与plc发出的数据相同，如果发出此命令后2秒内收不到回复信息，再　发送一次，如果2秒内还不能收到回复信息，则放弃。

03h——通知来料

无回复信息

当a=15h时，发送数占字节数未定，发送数的数据说明如下：

            　b，(bd1，bd2，bd3，…)
            　其中bd1，bd2，bd3，…为bcd码，即每个字节都为0～9的数字，高位在前。

 回复信息：
            　00h，06h，15h，04h，17h，ffh
            　如果发出此数据后2秒内收不到回复信息，再发送一次，如果2秒内还不能收到回复信息，则放弃。
               西门子s7-200自由口部分编码通讯plc程序如下：
            　sbr1                              子程序1　将接收到的字符依次放入接收缓冲区
            　network 1 　　　　　　　　　　　　　网络1
            　ld     sm0.0
            　incb   vb100　　　　　　　　　　　接收字节数加1
            　incd   vd86　　　　　　　　　　　接收缓冲区指针加1
            　movb   smb2, *vd86　　　　　　　将接收到的字符存入vd86指向的地址
            　int 0
            　network 1
            　ldb<>  smb2, 0　　　　　　　　　　若不是起始字符0
            　creti　　　　　　　　　　　　　　　中断返回
            　network 2
            　ld     sm0.0　　　　　　　　　　　movb   0, vb100　　　　将接收字节　计数器vb100清零
            　movd   &vb100, vd86　　　　　　指针vd86指向接收缓冲区地址vb100
            　call   sbr1                     将起始字符存入接收缓存区的vb101
            　atch   int1, 8                   接收字符中断连到int-1
            　int1                             
            　network 1 
            　ld     sm0.0
            　call   sbr1                      存放接收到的报文数据区字节数
            　movb   smb2, vb99　　　　　　　　将报文数据区字节数存于vb99
            　movb   vb99, vb90                  校验码字节vb90初始化
            　atch   int2, 8　　　　　　　　　　　字符中断事件连接以中断程序2
            　int 2　　　　　　　　　　　　　　　　接收数据区数据的中断程序2
            　network 1 
            　ld     sm0.0
            　call   sbr1　　　　　　　　　　　将收到的数据存入接收缓冲区
            　xorb   smb2, vb90　　　　　　　　　将数据区的数据逐字节异或，计算校验码
            　decb   vb99　　　　　　　　　　　　数据字节计数器减１
            　network 2 
            　ld     sm1.0　　　　　　　　　　　　零标志sm1.0＝1,表示vb99＝0,接收已完成
            　atch   int3, 8　　　　　　　　　　　字符中断事件连接到中断程序3
            　int 3
            　network 1 
            　ldb<>  vb90, smb2　　　　　　　　如果校验错误
            　atch   int0, 8　　　　　　　　　　重新启动接收
            　creti　　　　　　　　　　　　　　　中断返回
            　not　　　　　　　　　　　　　　　　报文结束且校验　正确
            　call   sbr1
            　call   sbr6

4  结束语

本项目采用plc与visual basic工具设计和开发了大口径钢管的称重与测量系统，系统稳定，称重准确度高，测长精度可达0.01mm，满足工艺要求，使系统即有控制又有完整的人机界面，在使用过程受到了用户的认可，且受到。

近年来，在节能意识的推动下，以智能电表为的智能电网成为欧美日中等诸多国家竞相发展的一个领域。如欧盟强制要求2022年前所有欧盟成员国的电表都替换为智能仪表。美国也计划在每个家庭都安装智能仪表。中国也在2009年5月开始提出构建坚强智能电网的构想，准备投资高达4万亿元，计划经历当前的试点和2011年开始的建设等阶段后，到2020年基本实现构想。在此推动下，电网技术面临着一场重要的，而不只是简单的技术演进。

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，主要的考虑因素是降，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，同时先试国家的做法也会提供借鉴意义。

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大的智能电表项目bbbby，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。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，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，但胜任智能电表应用。这种调制技术能实现的通信，同时应用，消耗的电能也少。因此，就当前的智能电网PLC应用而言，复杂度低、商用潜力大及有现场应用记录的S-FSK调制技术无疑是适合的选择。

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，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，但胜任智能电表应用。这种调制技术能实现的通信，同时应用，消耗的电能也少。因此，就当前的智能电网PLC应用而言，复杂度低、商用潜力大及有现场应用记录的S-FSK调制技术无疑是适合的选择。

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，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电表客户的选用。两款器件引脚对引脚兼容，为客户提供了大的设计便利。

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()层，使其以单芯片方案结合了模拟调制解调器和数字后处理功能，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性数据通信。通信误差比其它可选及现有方案低。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，使器件具有优的噪声性和高的接收灵敏度。

AMIS-49587的易用性也很。由于内嵌协议处理功能，使设计人员涉及PHY和协定传输细节问题，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*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。

总结：

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已经成为业界公司及先期试验项目的选择，颇具及借鉴意义。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、降低耗电、提供通信及加快上市进程等。安森美半导体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。