開關(guān)控制是工業(yè)控制中最常見的控制方式,下面介紹一種能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制的雙向動(dòng)力線調(diào)制遙控開關(guān)。

1 雙向動(dòng)力線調(diào)制遙控開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)

　　雙向動(dòng)力線調(diào)制遙控開關(guān)的功能是:將任意一端開關(guān)控制狀態(tài)通過(guò)動(dòng)力線傳送至被控對(duì)象,并控制動(dòng)作開關(guān)(一般為繼電器)完成相應(yīng)的動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控。根據(jù)要求,電路組成如圖1所示。

 圖１雙向動(dòng)力線調(diào)制遙控開關(guān)電路結(jié)構(gòu)圖

　　遙控開關(guān)分為主機(jī)和從機(jī),它們配對(duì)使用。主遙控開關(guān)的優(yōu)先級(jí)高于從遙控開關(guān),在通信中占主動(dòng)地位。事實(shí)上,為了簡(jiǎn)化電路,只需設(shè)置一個(gè)跳線開關(guān),由軟件識(shí)別即可區(qū)分。

　　調(diào)制器是動(dòng)力線調(diào)制控制開關(guān)的關(guān)鍵電路,采用ST7536器件構(gòu)成。

　　控制器采用89C51或89C52單片機(jī),其內(nèi)部程序存儲(chǔ)器足以存放控制程序,不需另行擴(kuò)展?？撮T狗MAX813L有兩個(gè)作用,一是當(dāng)遙控開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間不正常工作而控制器超過(guò)1.6秒未向外發(fā)送標(biāo)志信號(hào)時(shí),自動(dòng)復(fù)位控制器;二是當(dāng)控制器電源電壓低于3.75V時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2 集成動(dòng)力線調(diào)制解調(diào)器ST7536簡(jiǎn)介

　　ST7536采用半雙工正弦波頻率調(diào)制模式,通過(guò)調(diào)頻載波將控制信號(hào)串行傳送至約100米外的被控對(duì)象。它除內(nèi)置基本調(diào)制解調(diào)電路外,還設(shè)置了多種抗干擾、改善穩(wěn)定性的電路,使其具有在復(fù)雜環(huán)境中正常工作的能力。

　　ST7536采用FLCC28單片封裝,主要包括時(shí)基控制邏輯電路、調(diào)制器、鑒頻器、接收帶通濾波器、發(fā)送帶通濾波器、接收校準(zhǔn)電路、自動(dòng)電平控制(ALC)、自動(dòng)頻率控制(AFC)及測(cè)試電路等部分,只要添加很少元件即可完成調(diào)制解調(diào)功能。

ST7536具有以下特點(diǎn):

　　·半雙工同步調(diào)制解調(diào)

　　·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(fā)送接收濾波器自動(dòng)調(diào)諧

　　·雙載波時(shí)鐘源(控制器/外置晶體振蕩器)

　　·發(fā)送信號(hào)失真小(S/H2≥50dB)

　　·接收信號(hào)時(shí)鐘再生

3 控制軟件設(shè)計(jì)

　　控制器的主要任務(wù)是檢測(cè)控開關(guān),發(fā)送控制信號(hào),接收控制信號(hào),控制執(zhí)行開關(guān),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(shí)驗(yàn)表明,中斷方式的可靠性高于查詢方式。采用中斷方式的控制程序流程及中斷服務(wù)程序流程如圖2、圖3、圖4所示。

　　在讀取控制開關(guān)狀態(tài)時(shí)必須采取防顫措施。正確值判斷程序1對(duì)相隔0.1秒連續(xù)讀取的五個(gè)控制開關(guān)狀態(tài)值進(jìn)行比較,如果有三個(gè)以上相同,則取值有效,否則無(wú)效,需再次讀取。同樣,當(dāng)遙控開關(guān)接收到對(duì)方送來(lái)的控制信號(hào)時(shí),也應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)據(jù)驗(yàn)證包括兩個(gè)方面,一是標(biāo)準(zhǔn)串行通信的奇偶校驗(yàn),出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)丟棄此數(shù);二是對(duì)連續(xù)傳送的五個(gè)狀態(tài)字節(jié)進(jìn)行比較,只有存在三個(gè)連續(xù)相同的數(shù)據(jù)時(shí)才執(zhí)行,這項(xiàng)工作由正確值判斷程序2完成。此外為了進(jìn)一步提供可靠性,還設(shè)置了開關(guān)執(zhí)行后狀態(tài)回送及檢驗(yàn)?zāi)K,當(dāng)回送開關(guān)狀態(tài)與發(fā)送開關(guān)狀態(tài)不一致的次數(shù)超過(guò)三次時(shí),系統(tǒng)將會(huì)報(bào)警。當(dāng)然,如果對(duì)方?jīng)]有開機(jī)也會(huì)出現(xiàn)相同的情況。

　　通信時(shí)一次發(fā)送十個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),前五個(gè)為控制字節(jié),后五個(gè)為執(zhí)行狀態(tài)字節(jié),每個(gè)字節(jié)的八位分別與八個(gè)開頭相對(duì)應(yīng)。

在使用ST7536推薦放大器的條件下,遙控距離一般可達(dá)100米,如果電磁環(huán)境較好和線路布置合理,可超過(guò)150米。因?yàn)榭紤]數(shù)據(jù)傳送的可靠性采取了重復(fù)傳送,且ST7536的傳輸速率較低,控制上存在一定的延時(shí),但在適合雙向動(dòng)力線調(diào)制遙控開關(guān)工作的大多數(shù)的場(chǎng)合是滿足使用要求的。