1 Entwodiksyon
Nan automatisation endistriyèl, metòd kominikasyon filaire pou transmisyon done ant machin mobil ak chanm kontwòl santral yo enkonvenyan akòz bezwen trennen câbles kominikasyon; metòd kominikasyon san fil, nan lòt men an, soufri nan pousantaj erè segondè akòz kondisyon yo piman bouk nan anviwònman endistriyèl. Endiksyon -kominikasyon done san fil (Transmisyon Done pa Radyo Endiksyon) itilize endiksyon elektwomayetik ant yon kab kode (ki rele tou otobis endiksyon) ak yon antèn endiksyon pou fè echanj enfòmasyon. Paske ranje kominikasyon san fil la se sèlman 5-20 cm, metòd sa a asire tou de fleksibilite nan mouvman locomotive ak fyab nan bon jan kalite kominikasyon, pandan y ap pèmèt tou reyèl -swiv tan nan pozisyon locomotive k ap deplase a pandan kominikasyon.
Ekipman elektrik nan anviwònman endistriyèl, patikilyèman varyab -aparèy kontwòl vitès frekans sou lokomotiv k ap deplase, ka jenere amonik fò ki idantik oswa ki sanble ak frekans transpòtè kominikasyon done endiktif san fil. Entèferans ko-frekans sa a pa ka atenye pa filtè bandpass. Si mezi efikas yo pa pran nan opinyon an siprime li, pousantaj erè nan kominikasyon done endiktif san fil ap ogmante anpil, potansyèlman rann sistèm nan inoperab. Renovasyon sistèm elektrik fou Coke Faz I nan Baosteel te itilize ekipman enpòte soti nan Japon. Nan operasyon aktyèl la, "yo te obsève entèripsyon souvan nan kominikasyon busbar endiksyon an, ak analiz ki atribiye kòz la nan entèferans o aza fò ak distòsyon deteksyon antèn." Kontinwe, nan kèk aplikasyon pratik, teknoloji endiktif san fil te abandone pou kominikasyon done, ak sèlman endiktif teknoloji deteksyon pozisyon san fil ke yo te adopte.
Pou siprime entèferans nan kominikasyon done endiktif san fil, ekspè ak entelektyèl nan domèn nan te fè rechèch vaste. Yon etid pwopoze yon konfigirasyon antèn k ap resevwa diferans endiktif san fil, pandan yon lòt te sijere yon metòd lè l sèvi avèk antèn doub k ap resevwa ak yon sèl liy transmisyon. "Travèse liy transmisyon doub ak yon sèl antèn resevwa nan espas egal" ko-chanèl entèferans suppression teknik pou endiktif kominikasyon done san fil prezante nan papye sa a ka efektivman siprime ko-bri entèferans chanèl, amelyore rapò siyal-a{-bri, epi li apwopriye pou deteksyon pozisyon ki baze sou tè-.
2 Prensip debaz nan kominikasyon done endiktif san fil
Pou analize prensip ki ko-kanal entèferans suppression teknoloji amelyore rapò siyal-a-bri nan kominikasyon done san fil endiktif, nou premye bay yon analiz kout ak entwodiksyon nan prensip debaz yo nan kominikasyon done endiktif san fil.
2.1 kode kab ak antèn endiktif
Kab kode a se plat nan fòm epi li gen plizyè pè liy transmisyon ki travèse nan pwen espesifik dapre yon konplo kodaj defini. Se kab la kode enstale sou ray yo nan locomotive mobil la, ak yon bout ki konekte nan chanm kontwòl santral la.
Antèn endiksyon an konsiste de de seri bobin-youn ki sèvi kòm antèn transmetè a ak lòt la kòm antèn reseptè a-nan yon bwat plastik, souvan yo rele bwat antèn la. Bwat antèn la monte sou locomotive k ap deplase a epi konekte ak kabinè kontwòl locomotive a. Bwat antèn la deplase ak lokomotiv la epi kenbe yon distans 5-20 cm ak kab kode a tout tan. Gade figi 1.
Lè bwat antèn la pozisyone tou pre kab kode a, chak pè liy transmisyon nan kab kode a pwovoke yon repons nan bobin ki nan bwat antèn la, kidonk etabli yon kout -chanèl kominikasyon san fil ant bwat antèn la ak kab kode a.
2.2 Analiz de anplitid la ak faz nan siyal la pwovoke
Figi 2 montre yon dyagram chema liy transmisyon L mete plat ansanm ak bobin antèn la. Nan Figi 2, lajè antèn la ak espas ki genyen ant de liy transmisyon kwaze nan kab kode yo tou de egal a W, kote W=2r.
Definisyon: Pwen sant bobin antèn la defini kòm pozisyon bobin antèn la; rejyon ant de entèseksyon liy transmisyon L yo refere yo kòm rejyon K nan liy transmisyon L (K=I, II, III, ...), ak distans d la reprezante devyasyon nan pozisyon bobin antèn x la soti nan liy santral la nan rejyon korespondan K la.
Sèvi ak bobin antèn la kòm bobin transmèt, nou analize fòs elektwomobil pwovoke e ki te pwodwi nan liy transmisyon kominikasyon an. Dapre teyori endiksyon elektwomayetik la, lè yon kouran i=Imsinωt ap koule nan bobin antèn la, emf e pwovoke nan liy transmisyon an se e=di/dt. Isit la, koyefisyan enduktans mityèl M a se yon fonksyon pozisyon bobin antèn la (x, y, z). Sipoze y ak z rete konstan pandan bobin antèn la ap deplase nan direksyon x-, lè sa a:
e=f(x)ωImcosωt
Paske gen yon junction, emf pwovoke eI ki te pwodwi nan rejyon I nan liy transmisyon an pa faz ak emf pwovoke eII ki te pwodwi nan rejyon II a. Si nou pran faz eI kòm referans, se pou
Lè n menm, emf pwovoke e nan liy transmisyon an se an faz ak eI; lè n enpè, e pa faz ak eI, epi koyefisyan faz la se (–1)n.
Lè distans z ant bobin transmèt la ak kab kode a piti, liy flux mayetik ki te pwodwi pa bobin transmèt la ka apwoksimatif kòm yo te distribye inifòm nan direksyon x - epi pase pèpandikilè nan liy transmisyon an. Se poutèt sa, grandè A nan fòs elektwomobil pwovoke e ki te pwodwi nan liy transmisyon an pwopòsyonèl ak zòn endiksyon efikas liy transmisyon an. Jan yo montre nan Figi 2, lè bobin antèn la nan pozisyon 1 (d=0), zòn endiksyon efikas S=W × B nan maksimòm li, ak A=Amax. Nan pozisyon d=r bobin antèn 3, zòn endiksyon efikas S=0, ak A=0. Nan pozisyon bobin antèn 2, zòn endiksyon efikas S=(W – 2d) × B. Nou jwenn:
Kontrèman, si yo pase yon kouran nan liy transmisyon kominikasyon an epi yo itilize bobin antèn lan kòm bobin k ap resevwa a, ekwasyon (1) jiska (3) toujou kenbe verite ki baze sou prensip inductance mityèl la.
3 Entèferans teknik sipresyon bri
Pou siprime entèferans, patikilyèman ko-bri entèferans, apwòch ki pi efikas se anpeche bri entèferans antre nan fen k ap resevwa a. Se poutèt sa, filozofi konsepsyon an se jan sa a: lè nou mete ann aplikasyon yon konsepsyon rezonab pou fen k ap resevwa nan chanm kontwòl la -liy transmisyon kominikasyon kab kode- ak fen k ap resevwa sou veyikil la-antèn k ap resevwa a-bri entèferans diminye pandan y ap siyal kominikasyon yo atténue pi piti ke posib, oswa menm atténue objektif la. amelyore rapò siyal-a-bri.
3.1 Konsepsyon de liy transmisyon ki travèse yon sèl antèn k ap resevwa nan yon espas egal
Nan "konsepsyon de liy transmisyon travèse yon sèl antèn k ap resevwa nan espas egal," de pè liy transmisyon kwaze, L0 ak L1, yo ranje nan kab la kode. Yo itilize yon sèl antèn transmèt ak yon sèl antèn k ap resevwa; se antèn k ap resevwa a fòme pa kondiktè likidasyon nan yon modèl kwaze sou vire miltip, epi yo ka Se poutèt sa dwe konsidere kòm ki gen ladann bobin k ap resevwa 1 ak bobin k ap resevwa 2. Espas ki genyen ant liy transmisyon kwaze yo, espas ki la ant antèn k ap resevwa yo kwaze, ak lajè bobin an transmèt yo tout W. Jan yo montre nan Figi 3.
Figi 3(a) montre estrikti aktyèl la ak yon dyagram chema operasyon an. Figi 3 (b) se yon dyagram chema senplifye nan liy transmisyon L0 ak L1, antèn transmèt la, ak antèn resevwa a, mete deyò plat pou fasilite analiz; nan aplikasyon aktyèl, W=20 cm.
3.2 Analiz de sipresyon entèferans liy transmisyon
Lè yon kouran siyal aplike nan antèn transmèt sou lokomotiv la, sant kontwòl la resevwa siyal la atravè liy transmisyon kominikasyon yo. Pou siprime bri entèferans, liy transmisyon L0 travèse nan entèval regilye nan W. Soti nan yon distans, sa a parèt kòm yon kab trese -pè, bay sipresyon bri entèferans sòti nan plizyè dB a 30 dB, ak yon mwayèn de otan ke 15 dB.
Pou siyal kominikasyon yo, dapre Ekwasyon (3), anplitid AL0 siyal pwovoke sou liy transmisyon kominikasyon L0 se yon fonksyon pozisyon antèn x. Lè sant bobin transmèt la aliyen ak nenpòt pwen entèseksyon sou L0, AL0=0, sa ki lakòz yon zòn mouri chanèl. Pou evite sitiyasyon sa a, yon lòt pè liy transmisyon kominikasyon, L1, ranje nan kab kodaj la, ak pwen entèseksyon yo konpanse ak sa yo ki nan L0, jan yo montre nan Figi 3. Se pou d0 ak d1 reprezante distans yo kote pozisyon x nan bobin transmèt la konpanse ak liy santral yo nan liy transmisyon L0 ak L1, respektivman; answit, r=d0 + d1. Se pou eL0 reprezante siyal ki pwovoke pa liy transmisyon L0, ak eL1 reprezante siyal ki pwovoke pa liy transmisyon L1. Nan ekipman elektwonik chanm kontwòl la, siyal e'L1-ki se eL1 deplase pa 90 degre -se adisyone ak eL0 pou jwenn siyal konpoze e. Dapre Ekwasyon (2), nou genyen:
Nan pwen sa a, antèn transmèt la se nan pi move pozisyon posib. Dyagram vektè e yo montre nan Figi 4.
Analiz ki pi wo a endike ke reseptè liy kwaze de -transmisyon- yo montre nan Figi 3 a trè efikas nan siprime bri entèferans. Pou siyal kominikasyon yo, gen yon atténuation 3 dB lè antèn transmèt la nan pozisyon ki pi move a-.
3.3 Analiz de suppression entèferans pa antèn k ap resevwa a
Pou bri entèferans, antèn tradisyonèl k ap resevwa yo konpoze de bobin sèl san kwa-kouple epi yo pa gen rezistans entèferans. Antèn k ap resevwa yo montre nan Figi 3 la, sepandan, prezante bobin k ap resevwa 1 ak 2 ki janbe lòt. Pandan operasyon nan jaden an, fòs elektwomotif bri entèferans eN1 ak eN2 pwovoke nan de bobin yo soti nan faz. Si onn elektwomayetik bri yo distribye inifòmman nan yon ti zòn 2W nan direksyon x-antèn k ap resevwa a, Lè sa a, eN1=-eN2, ak fòs elektwomayetik bri an extrait pa antèn k ap resevwa a, eN, se eN1 + eN{2=0.
Pou siyal kominikasyon yo, siyal modulation f₀ ki dwe transmèt pa chanm kontwòl santral la anplifye ak transmèt atravè liy transmisyon L₀; siyal f₁ a (ki se 90 degre defaz ak f₀) anplifye epi transmèt atravè liy transmisyon L₁. De siyal sa yo jenere yon jaden elektwomayetik konbine nan espas ki toupre kab kodaj la, ki detekte ak resevwa pa antèn k ap resevwa ki sitiye tou pre kab kodaj la. Piske f₀ ak f₁ se orthogonal, zòn mouri chanèl yo evite. Ekwasyon (6) dekri siyal pwovoke ki pwodui nan yon antèn tradisyonèl k ap resevwa. Jan yo montre nan Figi 3, antèn k ap resevwa a jenere fòs elektwomobil pwovoke e (1) ak e (2) nan bobin k ap resevwa 1 ak 2, respektivman. Akòz karakteristik travèse ekidistans, antèn k ap resevwa a satisfè bagay sa yo nan nenpòt pozisyon:
(1) d0(1)=d0(2), d1(1)=d1(2); dapre Ekwasyon (6), grandè e(1) ak e(2) egal;
(2) Si jaden elektwomayetik ki te pwodwi nan rejyon K nan liy transmisyon Li (i=0, 1) domine bobin resepsyon 1, Lè sa a, jaden elektwomayetik ki te pwodwi nan rejyon K +1 domine bobin resepsyon 2. Akòz travèse liy transmisyon yo, jaden elektwomayetik ki te pwodwi nan rejyon K+1 defaz ak sa ki te pwodwi nan rejyon K+1 resepsyon an, se resepsyon kwa de faz nan rejyon K21. envèrsyon, faz e(1) ak e(2) vin menm.
Se poutèt sa, fòs elektwomotè pwovoke e=e (1) + e (2)=2 e (1) ekstrè pa antèn k ap resevwa a soti nan siyal kominikasyon an se de fwa yon antèn k ap resevwa konvansyonèl.
Anplis de sa, lè bobin transmèt la voye yon siyal, vòltaj la atravè tou de bout bobin transmèt la se 200 Vp-p. Pou anpeche siyal transmèt fò a domaje sikwi preamplifier reseptè a, yo mete bobin transmèt la ant de bobin antèn k ap resevwa a. Nan fason sa a, fòs elektwomobil pwovoke nan antèn k ap resevwa pa siyal antèn transmèt la se apeprè zewo.
3.4 analiz eksperimantal pou resevwa antèn entèferans suppression
Kondisyon eksperimantal yo te jan sa a: longè total liy transmisyon an te 3 m, ak W=20 mm. Yo te itilize yon seri ekipman aktyèl endiktif kominikasyon done san fil, ak yon to kominikasyon 4800 b / s, modulation FSK, ak yon frekans konpayi asirans nan 49 kHz. Pandan operasyon nòmal, pik aktyèl la nan siyal la modulation pase nan L0 te 0.07 A; Kouran an pik nan siyal la modulation pase nan bobin antèn transmèt la te 0.38 A.
Pandan eksperyans lan, distans z ant bobin transmèt la ak kab kode a te kenbe nan 200 mm, epi sant bobin transmèt la te kenbe aliyen ak yon sèl travèse nan L0. Anba kondisyon sa yo, yo te mezire anplitid vòltaj siyal pwovoke sou liy transmisyon L1 pou VL1=25 mVp-p, epi anplitid vòltaj siyal pwovoke sou antèn k ap resevwa a te mezire VA=20 mVp-p.
Si yo itilize yon dèlko siyal kòm sous entèferans epi yo itilize yon pè fil paralèl pou kouple pou pwovoke entèferans, gade Figi 5. Dèlko siyal la bay yon vòltaj entèferans v=Vm sin(2πft), kote f=49 kHz ak R=130 Ω.
Eksperyans yo montre nan Figi 5 (a) koresponn ak entèferans nan yon antèn k ap resevwa konvansyonèl, pandan y ap eksperyans ki montre nan Figi 5 (b) koresponn ak entèferans nan bobin yo kwaze nan yon antèn k ap resevwa. Se pou VNm (pik-a-pik) vle di fòs elektwomotè entèferans-pwovoke ki soti nan antèn k ap resevwa a. Tablo 1 prezante done yo pou tou de eksperyans yo.
Rezilta eksperimantal yo montre ke sistèm nan reyalize yon entèferans suppression bri ki rive jiska 48 dB. Analiz teyorik ak eksperimantal yo prezante pi wo a demontre ke itilizasyon antèn k ap resevwa kwaze ekidistan pa sèlman bay gwo entèferans repwesyon bri, men tou ofri yon pwogrè 6 dB nan siyal kominikasyon yo konpare ak antèn resevwa tradisyonèl yo, kidonk siyifikativman amelyore rapò siyal -a{-bri.
4 Konklizyon
Teknik suppression entèferans ki enplike "travèse liy transmisyon doub ak yon sèl antèn resevwa nan distans egal" yo te aplike nan yon òdinatè -sistèm jesyon kontwòl santralize ki baze sou pou lokomotiv mobil ki itilize teknoloji san fil endiktif. Nan aplikasyon pratik, teknik sa a pwouve efikas nan siprime entèferans nan anviwònman endistriyèl, patikilyèman nan efektivman siprime entèferans ko-kanal ki te pwodwi pa aparèy kontwòl vitès varyab-, kidonk asire fyab nan kominikasyon done. Natirèlman, teknoloji entèferans repwesyon pou kominikasyon done endiktif san fil yo pwopoze nan papye sa a sèlman adrese repwesyon bri nan fen k ap resevwa a. Pou ekipman elektwonik ki opere nan anviwònman endistriyèl difisil, mezi adisyonèl tankou tè ak pwoteksyon yo dwe aplike; sa yo depase limit papye sa a.