遠程遙控在工業中的應用是很多的,象無人值守站、危險設備、運動設備、惡劣環境中不便于人員直接操作的設備等,都可以用遙控的方法進行控制。常用的遙控方式有無線遙控。有線遙控和紅外線遙控。這幾種遙控方式有其優點,但也有明顯的不足。無線遙控以開放的空間作為傳輸介質,受外界或同類設備干擾嚴重;有線遙控必須將所有的控制信號通過多根電纜傳送到被控對象,因受成本和其它條件的限制,只適合近距離少量簡單信號的傳輸;紅外遙控同樣因環境和作用距離的限制,無法廣泛使用。而動力線調制遙控是利用被控對象的電源線加載控制信號的方法實現遠距離遙控的,其成本低、可控信號多、應用靈活,能較好解決上述問題。
開關控制是工業控制中最常見的控制方式,下面介紹一種能實現遠距離控制的雙向動力線調制遙控開關。
1 雙向動力線調制遙控開關的電路結構
雙向動力線調制遙控開關的功能是:將任意一端開關控制狀態通過動力線傳送至被控對象,并控制動作開關(一般為繼電器)完成相應的動作,從而實現遠距離遙控。
遙控開關分為主機和從機,它們配對使用。主遙控開關的優先級高于從遙控開關,在通信中占主動地位。事實上,為了簡化電路,只需設置一個跳線開關,由軟件識別即可區分。
調制器是動力線調制控制開關的關鍵電路,采用ST7536器件構成。
控制器采用89C51或89C52單片機,其內部程序存儲器足以存放控制程序,不需另行擴展。看門狗MAX813L有兩個作用,一是當遙控開關長時間不正常工作而控制器超過1.6秒未向外發送標志信號時,自動復位控制器;二是當控制器電源電壓低于3.75V時發出報警信號。
2 集成動力線調制解調器ST7536簡介
ST7536采用半雙工正弦波頻率調制模式,通過調頻載波將控制信號串行傳送至約100米外的被控對象。它除內置基本調制解調電路外,還設置了多種抗干擾、改善穩定性的電路,使其具有在復雜環境中正常工作的能力。
ST7536采用FLCC28單片封裝,主要包括時基控制邏輯電路、調制器、鑒頻器、接收帶通濾波器、發送帶通濾波器、接收校準電路、自動電平控制(ALC)、自動頻率控制(AFC)及測試電路等部分,只要添加很少元件即可完成調制解調功能。
ST7536具有以下特點:
·半雙工同步調制解調
·雙傳送速率(600bps/1200bps)
·雙通道(600bps：67.2～67.8kHz/81.75～82.35kHz)(1200bps：71.4～72.6kHz/85.95～87.15kHz)
·發送接收濾波器自動調諧
·雙載波時鐘源(控制器/外置晶體振蕩器)
·發送信號失真小(S/H2≥50dB)
·接收信號時鐘再生
3 控制軟件設計
控制器的主要任務是檢測控開關,發送控制信號,接收控制信號,控制執行開關,其工作流程是固定的,因而控制軟件有查詢和中斷兩種方式供選擇,實驗表明,中斷方式的可靠性高于查詢方式。
在讀取控制開關狀態時必須采取防顫措施。正確值判斷程序1對相隔0.1秒連續讀取的五個控制開關狀態值進行比較,如果有三個以上相同,則取值有效,否則無效,需再次讀取。同樣,當遙控開關接收到對方送來的控制信號時,也應進行驗證。數據驗證包括兩個方面,一是標準串行通信的奇偶校驗,出現錯誤時丟棄此數;二是對連續傳送的五個狀態字節進行比較,只有存在三個連續相同的數據時才執行,這項工作由正確值判斷程序2完成。此外為了進一步提供可靠性,還設置了開關執行后狀態回送及檢驗模塊,當回送開關狀態與發送開關狀態不一致的次數超過三次時,系統將會報警。當然,如果對方沒有開機也會出現相同的情況。
通信時一次發送十個字節數據,前五個為控制字節,后五個為執行狀態字節,每個字節的八位分別與八個開頭相對應。
在使用ST7536推薦放大器的條件下,遙控距離一般可達100米,如果電磁環境較好和線路布置合理,可超過150米。因為考慮數據傳送的可靠性采取了重復傳送,且ST7536的傳輸速率較低,控制上存在一定的延時,但在適合雙向動力線調制遙控開關工作的大多數的場合是滿足使用要求的。
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