Аналоги реле Phoenix Contact, Finder, Omron, ABB, Schneider
РадиоЛоцман - Все об электронике

Медленно, зато надёжно. Передача данных по сетям питания с помощью IT700 компании Yitran

Yitran IT700

Идея передавать управляющую информацию по сетям питания возникла почти одновременно с началом развития электрических сетей. Действительно, зачем тянуть дополнительный кабель для передачи данных (в то время использовался телеграф), если провода уже есть? С течением времени, однако, один за другим выявлялись недостатки этого метода. Из-за того, что линии электропередачи и сети питания не рассчитывались для передачи данных и не были должным образом защищены от помех, скорость обмена информацией была невысокой. Ещё одной проблемой стали собственные помехи, возникающие как раз на радиовещательных частотах, в результате чего применение систем передачи данных было ограничено.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

С совершенствованием цифровой обработки сигналов и появлением новых видов модуляции технология PLC (Power Line Communications) возродилась заново. Но, несмотря на то, что техническая возможность обеспечить достаточно высокие скорости передачи данных теперь есть, проще и выгоднее оказывается применять для обмена данными выделенные линии, например, Ethernet или радиоканалы.

Но с развитием и воплощением в жизнь концепций Интернета вещей и «умного дома» стало понятно истинное предназначение этой технологии. Нет более удобного способа управлять множеством «умных» осветителей и прочих маломощных устройств, чем передавать команды прямо по сетям питания. Высоких скоростей для этого не требуется, линии передачи относительно коротки, и не нужно возиться с лишними проводами или настраивать беспроводную сеть.

Сегодня технологии передачи данных по сетям питания стандартизированы, поэтому для того, чтобы внедрить их в свои изделия, требуется всего лишь найти подходящие компоненты, реализующие эти стандарты. Это может быть, например, микросхема IT700 компании Yitran (Рис. 1).

Микросхема Yitran IT700
Рис. 1. Микросхема Yitran IT700.

Не стоит обманываться её малыми размерами. Система на кристалле IT700 содержит все необходимые функциональные блоки для реализации физического, канального и сетевого уровней протокола обмена данными по сетям питания HomePlug Command & Control. Вычислительная основа микросхемы – микропроцессорное ядро 8051 с 256 Кбайт флеш-памяти, а для связи с исполнительными устройствами имеются 24 входа/ выхода общего назначения (GPIO, Рис. 2).

Структура микросхемы Yitran IT700
Рис. 2. Структура микросхемы Yitran IT700.

Особенность решения Yitran – сверхнадёжная физическая реализация передачи данных на основе запатентованного метода широкополосной дифференциальной фазовой манипуляции и «фирменные» алгоритмы коррекции ошибок и синхронизации. Благодаря этому линия связи имеет высокую устойчивость к помехам, затуханиям сигнала, искажениям и изменениям импеданса. Максимальная доступная скорость обмена данными – 7.5 Кбит/с, также доступны скорости 5, 2.5, 1.25 и 0.625 Кбит/с; чем ниже скорость, тем выше надёжность линии.

На канальном уровне микросхема поддерживает до 1023 логических сетей с 2047 узлами каждая, обмен данными с квитированием (ACK) и без него (UnACK) и механизм повторной передачи. Разработанный компанией адаптивный алгоритм отсрочки передачи основан на стандарте IEEE802.11 и оптимизирован для специфических свойств линий электропередачи.

Наконец, на сетевом уровне обеспечивается поддержка до 1000 различных перекрывающихся сетей с 2000 узлами каждая. Для безопасности обмена данными применяется шифрование AES 128 с 32-битной аутентификацией. Сеть из 100 узлов формируется за 5 минут, а для добавления нового узла требуется 15 секунд.

Микросхема IT700 доступна в двух версиях:

  • Контроллера протокола, включающий сетевой стек Yitran Y-Net. Для связи с внешним контроллером используется интерфейс UART и простой командный интерфейс. В этой версии не предусмотрен прямой доступ к микроконтроллеру;
     
  • Открытая версия, позволяющая использовать все ресурсы микроконтроллера IT700 для пользовательских задач. В этом случае микросхема может играть роль вычислительного ядра всего устройства. Для организации взаимодействия пользовательской программы и сетевой периферии служит API Yitran.

Таким образом, с помощью IT700 любой электронный прибор получит доступ в сеть по протоколу HomePlug; более того, эта микросхема может стать основой устройства Интернета вещей, оснащённого функцией обмена данными по линиям электропитания.

О компании

Yitran Logo

Компания Yitran Technologies – разработчик и ведущий поставщик решений для обмена информацией по линиям электропитания основана в 1996 году. Головной офис компании находится в городе Омер (Израиль), а представительства открываются по всему миру. Крупные проекты с участием компании реализовывались в странах Восточной Европы, Китае, Южной Африке и Российской Федерации.

Посмотреть подробные характеристики модулей PLC компании Yitran

Контест
Россия
IT700-PS-4C
3 979 ₽
Akcel
Весь мир
IT700-S/SP2
Cypress
по запросу
Acme Chip
Весь мир
IT700YAINC
по запросу
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Тема, вероятно, актуальная. А вот актуальность материала вызывает сомнения, поскольку компания Yitran обанкротилась полтора года назад, а ее бывшие специалисты организовали другую фирму, собственную. Насколько мне известно, продукцию Yitran эта фирма не производит. На рынок вышли альтернативные, более производительные и недорогие решения.
  • Думаю тема довольно актуальна сегодня и станет актуальнее "завтра". В энергетике куча своих "проблем" для применения данных устройств: освещение улиц, отключение подстанций, контроль счетчиков многотарифных и предприятий и т.д., для этого не обязательно пользоваться "стекловолокном".
  • Владимир_666, вот мне интересно, когда, по Вашему мнению, наступит это самое "завтра"? Потому как я в этой теме "варюсь" больше 10 лет, из которых вплотную - 7, и жаркого спроса на применение в России этих технологий по-прежнему не наблюдается. За эти годы даже компания Yitran, продукция которой как ни в чем не бывало рекламируется в статье, "накрылась медным тазом"... В конце концов, бог с ним, ну не желают в России всерьез рассматривать низковольтные электросети как среду передачи данных телеметрии и телеуправления, потому как сети тут, в подавляющем большинстве своем, "сопливые" и "замусоренные". Но ведь те же самые решения могут быть с блеском использованы для передачи данных по двухпроводной выделенной линии на десятки!!! километров. П274 по стоимости существенно дешевле оптоволокна, грозозащита с PLC-модемами гораздо проще реализуется, чем на привычном RS485, топология сети, в принципе, может быть любая, а не только линейная. Что мешает? Косность сознания?
  • Отвечу таким образом. 30 лет назад, заканчивая институт дружил с ребятами, которые сидели на передаче данных крупных предприятий. Все было государственное, сейчас во многих СНГ они частные. Все зависит от стоимости проекта, объемов, объектов и как это преподнесут. Так, как дорога идет как на право, так и на лево. 1 путь - как в газовом хозяйстве перебросить на плечи потребителей, 2_й опереться на автоматизацию, что влечет сокращения. Что мешает, не думаю, что кто то правильно ответит. Модем для компа стоит 20 баксов, а для промышленности без изменений 200 баксов и т.д. и т.п.
  • Благодарю за ответ. В плане соотношения цен 20/200, Вы, разумеется, правы. Впрочем, лишь отчасти, потому что сравнивать модемы за 20 и за 200 несколько некорректно. 20 - это "Интернет из розетки", бытовая аппаратура, источник помех для радиосвязи, поскольку функционирует в диапазоне частот 2-30МГц, при том, что дальность связи точка-точка десятки метров. 200 - промышленная аппаратура, функционирующая в диапазоне частот до 148,5кГц (или до 450 кГц) и обеспечивающая дальность связи точка-точка по низковольтной электросети до 2км., а это накладывает особые требования к компонентам изделия: источнику питания, выходному усилителю, трансформатору связи. В конечном счете, цену изделия во многом определяет спрос-предложение. Промышленное всегда дороже бытового в разы - так было, есть и будет. Помимо готовых комплектных корпусных изделий, у которых отпускная цена со склада производителя составляет 130 баксов, наш партнер предлагает OEM-решение с отпускной ценой 30 баксов - печатная плата модема, для придания которому завершенности потребуется доукомплектация источником питания с малым уровнем шума, драйвером интерфейса и корпусом РЭА + сборка. Если откатимся назад в 80-е~90-е, наверное, как в те времена, появятся любители сборки "на коленке" из того, что нашлось под рукой, и потребители самодела. Но на "светлое будущее" это мало смахивает... Пока же, если и настроены приобретать, то готовое и штучно. А штучные поставки - это совсем другие цены, потому как другие накладные расходы. Круг замкнулся: не покупаем, потому что дорого, не везем, потому что потребление штучное. За рубежом частные энергокомпании отнюдь не редкость. Только там государство активно поддерживает как производителей оборудования, так и потребителей PLC-технологий, что обеспечивает приток частных инвестиций. Внедряется повсеместно: АИИС КУЭ, уличное освещение, автоматика зданий, солнечная и ветроэнергетика, промавтоматика, ж/д и пр. и пр. Здесь 6 лет продолжаются эксперименты и конца им не видно.
  • Я за проект писал частично. В 80_е не было автоматического управления подстанций, требований по счетчикам многих предприятий типа ЛУЗОТ, за рубежем введена практика счетчиков с предоплатой за потребленную энергию и т.д. Учитывая закольцованные провода по всей стране - все эти мероприятия уменьшаются в затратах в разы, но смысл тот же, народ нужно убедить в данном проекте, в частности хозяев. Это при государстве, чем больше через чиновника бабла пролетело, тем больше откат получил, у хозяина свои мерки на затраты. Повторюсь, убеждение и цифры.
  • Тоже занимаемся аналогом PLC для сетей 660/6000В, только много проще: AFE + МК для связи точка-точка, а дальше на пульт диспетчера по RS-485 (т.е. фактически программный PHY без поддержки множества узлов и подсетей). Почитал ветку и согласен со всеми приведёнными аргументами относительно прошлого и настоящего PLC. Только вот ни согласен по поводу возможного эконом- и любого другого эффекта, "учитывая закольцованные провода по всей стране". Поскольку все когда-либо выпущенные изделия класса PLC по сравнению с другими массово производимыми сетевыми устройтвами - изделия действительно штучные, "капля в море". Дело в том, что так или иначе уже наступило "это самое "завтра". И когда речь идёт о неспешной передаче телеметрии, существуют куда менее затратные технологии, например ZigBee [URL="http://embee.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=122:2013-11-05-07-28-07-novost-merkuriy&catid=38"]www.embee.ua[/URL]. Причём на отечественном рынке есть производители модулей-полуфабрикатов, правда из импортных комплектующих. Любая беспроводная технология выиграет в плане надёжности, широкополосности, электробезопасности и распространённости. Ну а вопросы помехозащищённости трансиверов в условиях производства и в быту - это разные задачи. Поэтому, быть может, имея повсеместно GSM, WiFi, etc стоит руководствоваться девизом "Go Wireless!"
  • Мне трудно аргументировать, так, как я только со стороны иногда наблюдал кажется ЦТ5000. Что касается да же "массовости" эн. сбыта - соглашусь с 1 стороны, но у монеты их 2, и 3 - когда монету поставили рубо. И так: телефонная связь - платить за каждый номер, мобильная, волоконка и т.д. дороже. В предложенном варианте - модемы и сервер, остальное уже стоит по всей стране. Ни рыть, платить и т.д. Что касается импортной комплектации - да она везде и во всем. Самое сложное - програмное и подмять модемы под него, все остальное стандартно и эн. сбытом делается и сейчас, но с другими модемами и программами. И не соглашусь по надежности, в "своем огороде" наилучшая надежность. не нужно думать о какой то аренде и вытекающих последствиях. Здесь наоборот - своя рука - владыка.
  • В том плане, что wireless always win, Вы, antonydublin, не правы в корне. Гляньте хотя бы на родном Вам украинском [URL="http://eom.com.ua/index.php/topic,10338.15.html"]форуме[/URL]. Там и про Yitran, и про ZigBee. По всей видимости, Вам доселе не приходилось реализовывать сети на объектах, где радиосвязь невозможна в принципе. Примеров из реальной практики можно привести не один десяток, но озвучу четыре: а) жилой дом, при строительстве которого выполнено полное экранирование квартир; б) населенный пункт, рассеченный высокими холмами; в) промышленный объект, где во всем диапазоне до нескольких гигагерц стоит непрерывный шум (о такой ерунде как ЭМС задумываться было не принято); г) установка, состоящая из неподвижной и подвижной части - тот случай, когда расстояние между стационарной и нестационарной антеннами может оказаться произвольным, и антенна, установленная на подвижной части, может оказаться в минимуме радиоволны тогда, когда подвижная часть не находится в движении. А про подвал даже упоминать не стоит, об этом говорилось на форуме, гиперссылку на который привел. Владимир_666 уже ответил Вам, что: Тем не менее, подкреплю примерами. Первое. С GSM, antonydublin, ваш канал связи целиком зависит от работы оборудования оператора связи (а у него не только на радио завязано). Отказала связь по причине выхода из строя базовой станции, по причине порыва оптоволокна или же по банальной причине повышенной нагрузки на сеть в праздничный день. А связь с объектом вам нужна круглосуточно. Что предпримете? Станете рвать на себе волосы и писать претензию оператору? Ну, он ответит вам, если сочтет нужным, через 60 дней, отпиской. Пока заказчик будет круто нагибать вашу скромную компанию, будете сражаться в арбитраже с ветряными мельницами?? Второе. Построили вы сеть энергоучета на ZigBee в жилом доме, а хитрый жилец, неплохо разбирающийся в электронике, ее в два счета нагнул путем постановки радиопомех, или, хуже того, прослушал, после чего стал закидывать вам в систему искаженные данные. В Украине таких "умельцев" - пруд-пруди. Что предпримете?? PLC - это та же радиосвязь, только антенна у обоих приемопередатчиков единая. Принципиально прослушать связь при работе аппаратуры в частотном диапазоне, отведенном стандартом CENELEC, можно. Но для этого потребуется нетривиальная аппаратура и недюжинный ум. В быту этим не станут заниматься даже умельцы. Ибо хлопотно и долго. В заключение поста надобно отметить, что чаще всего в сторону PLC-решений смотрят уже тогда, когда все прочие варианты организации сети перепробованы с отрицательным результатом, а PLC выступает как последняя соломинка. И она выручает, спасая от расторжения контракта.
  • Замечательно, что обсуждаемые в ветке вопросы обрастают конкретикой и примерами. Очевидно, что не стоит смешивать бытовой сектор, промышленность и особые случаи сложной электромагнитной обстановки, подводя передачу данных на объектах под единый стандарт/принцип. Поэтому озвученный мною девиз не следует проецировать на "свой огород" буквально, как возможные сложности с [URL="http://microchip.ua/index.php?p=view_prod.php&leng=rus&tl=%CF%F0%EE%E4%F3%EA%F6%E8%FF&tlp=GSM%20GPRS%20GPS%20Wi-Fi%20Bluetooth&pmen=GSM-GPRS%20%EC%EE%E4%F3%EB%E8%20SIMCOM&razd=RAZD026&npm=5&ipm=2#up"]GSM/GPRS[/URL]. Напротив, стараюсь не быть голословным. И вот пример из моего скромного опыта - передача данных телеметрии под землёй, на шахтах. В общем-то, тут и говорить было бы не о чём, ведь на большинстве предприятий уверенно трудится разношёрстная советская телемеханика, передающая и по телефонным связным проводам с пометкой "Ш" до 10км, и по силовым кабелям. И когда речь идет о подсистемах безопасности (аварийные ситуации с оборудованием, внезапные выбросы газа), то выбор связного кабеля/витой пары - единственно верный. Кроме случаев, когда сам кабель проложить нет возможности - например, связь машинистки подъёма с клетью в стволе, плюс сигнализация о срабатывании парашютов, зависании скипа. И вот, казалось бы, радиоканал под землёй в ограниченном пространстве, с массой металла, в условиях обводнённости и запылённости работать на должен (например, армировка ствола - несколько тысяч тонн железобетона, рельса, швеллеров и перекрытий). Но работает, причём уверенно, и зачастую заводится в обратную связь аварийных защит. Тут, кстати, выбор частотного диапазона самый широкий - из под земли никто не услышит ни 1МГц, ни 5ГГц (касаемо вопросов с ГКРЧ). Но веяния времени заставляют уважающие себя горнодобывающие предприятия заводить полноценные АСУТП, построенные на мощных SCADA. А тут уже требуется не только засветить лампочку "Норма/Авария" (утрирую), но и вести базу данных множества на первый взгляд бесполезных данных о работе стационарного и подвижного оборудования. А это сотни датчиков тока, давления, температуры, депрессии, метана, вибрации и чего угодно. И вот тут наблюдается общая тенденция к построению сетей RS485 (или CAN) с выходом на Ethernet (не важно, медь или оптоволокно). Причём наблюдается естественное увеличение среднего времени опроса кольца с ростом количества точек контроля. Повторюсь - это касаемо мониторинга как на поверхности, так и под землёй. Извиняюсь за многословность, просто хотелось более-менее охарактеризовать "объект". Везде ли в такой ситуации уместна PLC? Как быть с десятками трансформаторных подстанций и разделением сетей, которые как-то нужно обходить, наращивая число и сложность подключённого оборудования? А в случае с Etehrnet/CAN как быть с необходимостью прокладки новых кабелей там, где они не предусмотрены проектом? И вот часто установка маломощных радиотрансиверов может оказаться более выгодным решением. Например, завести на ПК диспетчеру данные о работе главных вентиляторов и турбокомпрессоров на поверхности, а также данные со счётчиков электроэнергии на подстанциях можно и с помощью ячеиcтой топологии ZigBee. А вот параметры работы насосов где-нибудь под землёй даже глупо надеется "выдать на гора" ретрансляцией от маршрутизатора к маршрутизатору - в подземных условиях роутеров не напастись. Но есть и гибридные системы. Такие, например, строит[URL="http://www.granch.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=69&Itemid=48"]НПФ "ГРАНЧ"[/URL], [URL="http://www.granch.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=77&Itemid=45"]Granch SBGPS[/URL] - очень интересные разработки по применению 802.11 под землёй. И ещё один объект - угольный комбайн. Это стальной монстр с питанием 660/1140В и несколькими асинхронными двигателями суммарной мощностью 200-300кВт, тянущий за собой кабельный "хвост". Как раз пример той самой "установки, состоящей из неподвижной и подвижной части", упомянутой Вами, elyjack. С него хотелось бы передать на поверхность координату и направление движения, давление и температуру, ток потребления - передать хотя бы до высоковольтной ячейки КРУ. Вот тут PLC как нельзя кстати. И есть заточенные решения, отработанные в течение десятилетий. Если бы не одно но. Существуют жесткие требования и ограничения по искробезопасности. И такому передатчику в условиях "недружественной" среды шахтной сети с сотнями асинхронных приводов мощностями от 10кВт до 1МВт (мощные помехи в широчайшем спектре) может просто банально не хватить мощности, какие бы "фирменные" алгоритмы коррекции ошибок не использовались, следуя обсуждаемой статье про IT700 производства Yitran. Радиоканал тут тоже неприменим - в условиях забоя и мощности передатчиков понадобятся запредельные, и ещё пара ограничений. Отдельный информационный кабель тоже никто за комбайном тянуть не будет. Оговорюсь, что надёжные решения всё же существуют, но это выходит за рамки любого бюджета. Я кратко охарактеризовал одно предприятие, в рамках АСУ которого оправдано применение трёх технологии: связной кабель (витая пара), PLC, радиоканал. И привел пример задачи, в которой ни одна из технологий не даст удовлетворительного результата. Поэтому, elyjack, Ваше утверждение, что "PLC выступает как последняя соломинка" я не принимаю. И мне кажется, что Вы перегнули с пунктом Случай абсолютно исключительный. И уж простите за ироничный тон, но это, видимо, комплимент украинцам: Вот как. Оказывается, почти в каждом украинском доме найдётся технарь, способный взломать 128-битный ключ AES шифрования данных в ZigBee сети. А затем, нисколько не утомившись, из байтового потока выделить форму элементарной посылки и сфабриковать данные. Ну, а осмысленно постановкой радиопомех на Украине, нужно понимать, занимается каждый "пересічний громадянин" :-) Значит, не всё так плохо с образованием.
  • =antonydublin;179064]Замечательно, что обсуждаемые в ветке вопросы обрастают конкретикой и примерами. ................ . рельса, швеллеров и перекрытий). Но работает, причём уверенно, и зачастую заводится в обратную связь аварийных защит. Тут, кстати, выбор частотного диапазона самый широкий - из под земли никто не услышит ни 1МГц, ни 5ГГц (касаемо вопросов с ГКРЧ). . Вот как. Оказывается, почти в каждом украинском доме найдётся технарь, способный взломать 128-битный ключ AES шифрования данных в ZigBee сети. ................. Много интересных тем. Что касается помех, если память не изменяет в 80_х для подтверждения данных в космической отрасли существовало подтверждение 3_х кратное с разных источников (пакетов данных), 2_е подтверждение на короткий срок привело к многомиллиардным потерям. Что касается взлома данных, если память не изменяет, в нете есть раздел управления устройствами через интернет и подобрав или взломав код можно управлять от домашней камеры до различных блоков эл. станций. Помехи, глушилки и т.д. могут быть на любом виде интернета, а витая пара в движущемся механизме, это самое ненадежное из всего, что можно придумать. Да же не угольная промышленность, в энергетике много разделов, где нужна надежность, в частности подстанции и т.д. И не думаю, что на частном случае не нужно заострять внимание (в 3_х метрах от окна стоит труба от котла, 50% магазинов на тротуарах, на половине перекрестков стоянки вплоть до перекрестка и пешеходного перехода..), есть требования, кажется на сегодняшний день перейти от разрешений за бабки к бабкам за упорядочение законов - легче дышать будет.
  • Во-первых, дорогие коллеги, Ваши посты приятно читать :) Уважаемому [B]antonydublin[/B], отвечу в обратном порядке. В отношении умельцев з незалежної, як в лапках, так і без них. Без какой-либо иронии, на полном серьезе. С одной стороны, я действительно и с почтением отвешиваю комплимент в адрес тех громадян, кто сберег и лелеет тягу к радиолюбительству, демонстрируя достойную инженерную школу и инженерное мышление. С другой же стороны, "как обмануть электросчетчик", "как преобразовать 99% активной энергии в реактивную", "как вскрыть ... " (нужное подставить) и #вотэтовотвсё потоком звідти... А при наличии желания, светлой голове на плечах и руках, растущих откуда надо, вскрыть можно что угодно. Будьте покойны, зайдет вожжа под хвост, або приспичит - вскроют и AES128. В плане шума во всем диапазоне радиочастот палку не перегнул. Это из пракики. На одном металлургическом комбинате никакая радиосвязь не пашет. А на другом 24В светодиодные индикаторные лампы светятся без видимой разности потенциалов. И, наконец, по существу: Мне довелось запроектировать и ввести в эксплуатацию несколько электротолкателей ж/д составов с дистанционным управлением/электропитанием по 3-хфазной троллейной сети, 2-мя ЧРЭ на борту, по одному приводу на ось, суммарной мощностью 150-200кВт, т.е. мощности угольного комбайна и толкателя сопоставимые. Напряжение не 660/1140, а 380, что для PLC хуже, так как токи в троллеях и, как следствие, затухание сигнала в линии выше. Связь осуществляется между ПЛК пульта оператора (стационарной частью установки) и ПЛК толкателя. Пропускная способность канала связи на уровне приложения - 5кБит/с. От той же ТП запитана еще куча ЧРЭ по 10-15кВт и привод эксгаустера 1МВт. Проблемы решали по месту, используя подручные средства, а потому фильтры на линию склепали самопальные. Дальность связи 500 м. В эксплуатации 10 лет, успешно. Цена вопроса (промышленные NBPLC-модемы + LC-фильтры на троллейную линию) - порядка 3500-4000 зеленых на толкатель. P.S. По прошествии 10 лет с появлением конкурентных решений появился серьезный шанс существенно снизить ту стоимость, что назвал выше.
Полный вариант обсуждения »