IEC 61334 - IEC 61334

IEC 61334 , conhecido como automação de distribuição usando sistemas de transportadora de linha de distribuição , é um padrão para comunicações de linha de energia confiáveis ​​de baixa velocidade por medidores de eletricidade , medidores de água e SCADA . Também é conhecido como espalhamento de mudança de frequência ( S-FSK ) e era conhecido anteriormente como IEC 1334 antes da renumeração mais recente do IEC. Na verdade, é uma série de padrões que descrevem o ambiente físico pesquisado de linhas de energia, uma camada física bem adaptada, uma camada de acesso à mídia de baixo consumo viável e uma interface de gerenciamento. Os padrões relacionados usam a camada física (por exemplo, Protocolo da Internet sobre S-FSK), mas não as camadas superiores.

A camada física sincroniza um pequeno pacote de tons para o cruzamento zero da voltagem da linha de força. Os tons são escolhidos por utilitários, não especificados no padrão. Os tons estão geralmente entre 20 kHz e 100 kHz e devem ser separados por pelo menos 10 kHz para evitar diafonia. Um tom é escolhido para marca (ou seja, um binário 1) e o outro para espaço (ou seja, 0). O padrão permite que cada cruzamento de zero transmita 1, 2, 4 ou 8 bits, com maior sensibilidade à temporização à medida que o número de bits aumenta. Em linhas de energia multifásicas, um sinal separado pode ser enviado em cada fase para acelerar a transmissão.

A baixa velocidade do padrão é causada pelo número limitado de bits por ciclo da linha de alimentação. A velocidade também é limitada pelo ruído e pelo jitter local do cruzamento zero da linha CA. A alta confiabilidade vem de seu sistema de temporização confiável (ou seja, cruzamento zero), alta relação sinal-ruído (as frequências são escolhidas para evitar o ruído comum da linha de energia), falta de distorção de intermodulação e detecção de sinal adaptável.

Os bits mais significativos são enviados primeiro, ao contrário de uma porta serial convencional . Os dados de cruzamentos de zero devem ser coletados em bytes de 8 bits. Cada byte é coletado em pacotes de 42 bytes. Os primeiros quatro bytes de cada pacote são um preâmbulo para medir a condição atual do canal. Isso é seguido por 38 bytes de dados e 3 bytes de tempo de silêncio.

O S-FSK centraliza os tons no momento em que a linha CA passa pela tensão zero. Dessa forma, os tons evitam que a maioria dos ruídos de radiofrequência se formem. (É comum que isoladores sujos façam arco no ponto mais alto da tensão e, assim, gerem uma explosão de ruído de banda larga.) Como os pares de tons são escolhidos pelas concessionárias, distritos diferentes podem usar pares de tons diferentes para evitar interferência.

Para evitar outras interferências, os receptores podem melhorar sua relação sinal-ruído adaptando seu decodificador. O silêncio e o preâmbulo permitem que o processamento do sinal do receptor meça as taxas de ruído do canal. Dependendo da relação sinal-ruído, os bits podem ser recuperados da diferença entre a potência da marca e tons de espaço, a potência dos tons de marca apenas ou apenas os tons de espaço. O sistema deve ser capaz de ajustar o método de recebimento em cada pacote de 42 bytes.

A temporização do bit é normalmente recuperada dos limites dos tons, como um UART que é acionado por um bit de início. O tempo é aproximadamente centrado no cruzamento de zero com um temporizador do cruzamento de zero anterior que pode habilitar a detecção de bits. A temporização de bits prática não pode ser derivada apenas do cruzamento de zero, devido ao jitter local e ao ruído no cruzamento de zero causado por cargas locais variáveis ​​na grade.

Os bytes dos pacotes da camada inferior são transformados em bytes para as camadas superiores. A camada de link superior se assemelha fortemente ao HDLC , exceto com um novo recurso que permite que estações selecionadas retransmitam mensagens. A camada de interface de gerenciamento fornece controle remoto das camadas de protocolo de uma estação, incluindo diagnósticos e configuração. Por exemplo, ele permite que um controlador central leia as relações sinal / ruído de uma unidade e defina o bit que permite a uma estação retransmitir estações fracas.

As camadas de protocolo são projetadas para se integrarem a qualquer camada de aplicação, mas a presença de uma interface de gerenciamento sugere um projeto voltado para DLMS / COSEM , um padrão da UE amplamente utilizado para a camada de aplicação de medidores e SCADA. DLMS / COSEM requer uma interface de gerenciamento.

Espalhar chaveamento de mudança de frequência

S-FSK (espalhamento de chaveamento de frequência) é um esquema de modulação que combina algumas das vantagens da modulação de espalhamento de espectro clássico (imunidade contra interferência de banda estreita) com algumas das vantagens do chaveamento de mudança de frequência clássico (FSK é de baixa complexidade ) A diferença entre o S-FSK e o FSK clássico é que no S-FSK, a frequência da marca é colocada longe da frequência espacial . As frequências são colocadas afastadas o suficiente para que o desvanecimento seletivo da frequência e a interferência de banda estreita bloqueiem apenas uma das frequências, de forma que o receptor ainda possa recuperar todos os dados da outra frequência.

Lista de peças IEC 61334

  • IEC TR 61334-1-1: 1995 Considerações gerais - Arquitetura do sistema de automação de distribuição
  • IEC TR 61334-1-2: 1997 Considerações gerais - Guia para especificações
  • IEC TR 61334-1-4: 1995 Considerações gerais - Identificação de parâmetros de transmissão de dados relativos à rede de distribuição de média e baixa tensão
  • IEC 61334-3-1: 1998 Requisitos de sinalização principal - Bandas de frequência e níveis de saída
  • IEC 61334-3-21: 1996 Requisitos de sinalização da rede elétrica - dispositivo de acoplamento capacitivo isolado fase-fase MV
  • IEC 61334-3-22: 2001 Requisitos de sinalização principal - dispositivos de acoplamento intrusivo fase-terra e tela-terra MV
  • IEC 61334-4-1: 1996 Protocolos de comunicação de dados - Modelo de referência do sistema de comunicação
  • IEC 61334-4-32: 1996 Protocolos de comunicação de dados - Seção 32: Camada de enlace - Controle de enlace lógico (LLC)
  • IEC 61334-4-33: 1998 Protocolos de comunicação de dados - Camada de enlace - Protocolo orientado a conexão
  • IEC 61334-4-41: 1996 Protocolos de comunicação de dados - Protocolos de aplicação - Especificação de mensagem de linha de distribuição
  • IEC 61334-4-42: 1996 Protocolos de comunicação de dados - Protocolos de aplicação - Camada de aplicação
  • IEC 61334-4-61: 1998 Protocolos de comunicação de dados - Camada de rede - protocolo sem conexão
  • IEC 61334-4-511: 2000 Protocolos de comunicação de dados - Gerenciamento de sistemas - protocolo CIASE
  • IEC 61334-4-512: 2001 Protocolos de comunicação de dados - Gerenciamento do sistema usando o perfil 61334-5-1 - Base de informações de gerenciamento (MIB)
  • IEC 61334-5-1: 2001 Perfis de camada inferior - O perfil de chaveamento de mudança de frequência de propagação (S-FSK)
  • IEC TS 61334-5-2: 1998 Perfis de camada inferior - Perfil de chaveamento de frequência (FSK)
  • IEC TS 61334-5-3: 2001 Perfis de camada inferior - Perfil de banda larga adaptável de espectro espalhado (SS-AW)
  • IEC TS 61334-5-4: 2001 Perfis de camada inferior - Perfil de modulação de portadora múltipla (MCM)
  • IEC TS 61334-5-5: 2001 Perfis de camada inferior - Espalhamento de espectro - perfil de salto de frequência rápido (SS-FFH)
  • Regra de codificação IEC 61334-6: 2000 A-XDR

Veja também

Referências