广州致远电子股份有限公司类别 内容 关键词 PLC 电力载波摘 要本文讲解了PLC 电力载波通讯模块的具体参数及使用方法。

修订历史版本日期原因V3.00 2013/01/07 创建文档V3.01 2013/01/10 增加ZPLC-POWER参数V3.02 2013/05/07 增加分段读取配置命令V3.03 2013/10/09 更新文档模板V3.04 2013/11/15 增加应用图和命令示例目录1. 功能简介 (1)2. ZPLC-10性能指标 (3)2.1 ZPLC-10引脚说明 (3)2.2 ZPLC-10工作参数 (4)2.3 ZPLC-10机械尺寸 (4)2.4 系统应用图 (4)3. 电力载波供电模块 (6)3.1 PD2IHE551LD-10W引脚说明 (6)3.2 PD2IHE551LD-10W机械尺寸 (7)3.3 系统应用图 (7)4. 使用说明 (8)4.1 PLC网络说明 (8)4.1.1 组网方式 (8)4.1.2 通讯地址 (8)4.1.3 Server节点 (8)4.1.4 Device节点 (8)4.2 复位时序 (9)4.3 ZPLC-10状态灯指示 (9)5. 串口协议 (10)5.1 ZPLC-10数据通讯协议 (10)5.1.1 命令介绍 (11)5.2 ZPLC-10参数配置协议 (12)5.2.1 命令介绍 (12)6. ZPLC-10配置工具 (17)7. 免责声明 (18)1. 功能简介ZPLC-10模块是一款集成了电力载波（PLC ）和耦合器的紧凑型一体化PLC 电力载波通讯模块。

ZPLC-10模块如图 1.1所示：图 1.1 ZPLC-10外观图ZPLC-10模块具有以下特点： ● 支持自组网● 支持单相和三相电通讯 ● 高度集成，应用简单 ● 支持自动中继路由 ● 符合G3电力协议标准 ● 支持本地配置和电力线配置 ● 通信速率：5.5kbps ● 灌胶工艺，性能稳定可靠 ● 符合工业级-40℃~+85℃温度要求ZPLC-10模块内部结构如图 1.2所示。

图 1.2 ZPLC-10内部结构ZPLC-10模块应用如图 1.3所示，用户系统使用串口（UART ）与ZPLC-10模块通信。

图 1.3 ZPLC-10应用示意图用户系统可以通过配置命令使ZPLC-10模块工作于Server 或Device 状态，每个电力载波通信网络中只能有一个Server 节点，其余为Device 节点，网络结构如图 1.4所示。

图 1.4 ZPLC-10网络结构图在PLC 网络中只有Device 节点与Server 节点之间可相互通信，Device 节点与Device 节点之间不能相互通信。

Server 节点具有广播和与特定节点单播通信的功能，具体说明如表 1.1所示。

表 1.1 ZPLC-10网络通信方式通信方式 Device 是否应答特点应用示例 广播 否 数据对所有节点有效 全网络节点控制 单播是数据对单个节点有效单节点状态查询与控制2. ZPLC-10性能指标2.1 ZPLC-10引脚说明ZPLC-10电力载波通信模块引脚如图 2.1所示，引脚定义如表 2.1所示。

图 2.1 ZPLC-10引脚图（顶视图）表 2.1 ZPLC-10引脚定义类别引脚号 引脚名称 方向 功能 说明强电接口1AB － 三相载波信号输入各相需要外接耦合电容 2 L － 相线 单相信号输入，内部集成耦合电容3 N － 零线 弱电接口4 GND － 地5 VCC － +12V 供电6 RXD I 串口接收 7TXD O 串口发送8nRSTIPLC 复位输入内部上拉，低电平使能复位，上电需提供正确的复位信号 9DEFI串口默认参数设置内部上拉，上电把该管脚拉低，ZPLC 模块串口参数固定为：1152008N1，不使用可悬空10StateLEDOPLC 状态指示灯外接LED 指示灯，指示模块工作状态，不使用可悬空2.2 ZPLC-10工作参数表2.2 ZPLC-10工作参数参数名称参数值说明最小标准最大载波电压－－300VAC工作电压+10V +12V +18V工作电流500mA －－串口通信波特率2400 －115200 出厂默认115200输入高电平+2.0V －+3.6V输入低电平-0.3V －+0.8V输出高电平+3.2V －－输出低电平－－+0.1V工作温度-40℃+85℃2.3 ZPLC-10机械尺寸ZPLC-10电力载波通信模块机械尺寸如图2.2所示。

图2.2 ZPLC-10机械尺寸2.4 系统应用图ZPLC-10在单相电中的应用如图2.3所示；在三相电中的应用如图2.4所示，在三相电应用中，通过AB管脚外接两个耦合电容（C1, C2），连同ZPC-10模块内部的耦合电容形成三相的耦合，进行载波通信时载波信号同时向三个相线发送，三相电的接法一般用于三相电网络的Server节点。

图2.3 ZPLC-10在单相电的应用图2.4 ZPLC-10在三相电的应用RL为自恢复保险丝，需要根据系统电流选型；RV为压敏电阻，推荐值为470V AC/4500A；C1, C2为X2电容，推荐值为CTX154M300VP10R1, R2为1MΩ，1W的电阻3. 电力载波供电模块PD2IHE551LD-10W 是专为电力载波系统设计的DC-DC 电源供电模块。

PD2IHE551LD-10W 具有输入电压范围大，三路电源隔离输出，可用于单相电系统和三相四线电系统等特点。

PD2IHE551LD-10W 需要加上整流桥接入到市电中。

3.1 PD2IHE551LD-10W 引脚说明PD2IHE551LD-10W 电源模块引脚如图 3.1所示，引脚定义如表 3.1所示。

图 3.1 PD2IHE551LD-10W 引脚图（顶视图）表 3.1 PD2IHE551LD-10W 引脚定义类别引脚号 引脚名称 方向 功能 说明 强电接口1EN － 使能控制 不用可悬空2 Vin+ － 电源输入正 输入电压范围：56～700VDC3 Vin- － 电源输入地弱电接口4 Vout1+ － 第1路电源输出正 隔离输出+12V ，7W 输出，ZPLC-10模块使用该路电源5Vout1- － 第1路电源输出负6 Vout2+ － 第2路电源输出正 隔离输出+12V ，1W 输出用户系统使用7 Vout2- － 第2路电源输出负8 Vout3+ － 第3路电源输出正 隔离输出+5V ，2W 输出用户系统使用9Vout3-－第3路电源输出负3.2 PD2IHE551LD-10W机械尺寸PD2IHE551LD-10W电源模块机械尺寸如图3.2所示。

图3.2 PD2IHE551LD-10W机械尺寸3.3 系统应用图PD2IHE551LD-10W电源模块和ZPLC-10电力载波通信模块在单相电系统中应用电路图如图3.3所示。

图3.3 单相电系统应用电路图RL为自恢复保险丝，需要根据系统电流选型；RV为压敏电阻，推荐值为470V AC/4500A；Cx为安规电容，推荐值为0.22uF/300V AC 安规X1级；T1为共模滤波电感，推荐值为18mH 0.5A；D1~D4为整流二极管，用于给PD2IHE551LD-10W DC-DC模块整流，推荐值为1A/1kV。

4. 使用说明ZPLC模块分为Server节点和Device节点，节点类型可通过配置来设定。

4.1 PLC网络说明4.1.1 组网方式每个PLC网络中只能有一个Server节点，其余为Device节点。

PLC网络中只有Device 节点与Server节点之间可相互通信，Device节点与Device节点之间不能相互通信。

Server 节点具有广播和单播的功能，Device节点只有单播的功能。

PLC网络结构图如图4.1所示。

图4.1 PLC网络结构图4.1.2 通讯地址每个PLC网络节点都有一个16位网络ID（PanID）、16位网络地址和64位MAC地址。

网络ID由Server节点管理，只有具有相同网络ID的Device节点和Server节点才能进行通信；Server节点的网络地址为0x0000，Device节点的网络地址范围为：0x0001～0xFFFE，同一网络中Device节点的网络地址不能重复，网络地址0xFFFF为广播地址；每个PLC节点都有唯一的MAC地址，MAC地址出厂已固定，不可更改。

4.1.3 Server节点ZPLC模块Server节点负责整个PLC网络的管理，包括PLC网络的建立、Device节点连接管理等。

4.1.4 Device节点ZPLC模块Device节点具有自组网功能，Device节点上电后自动查询现有PLC网络并加入到现有网络中。

Device节点具有中继的功能，当Server节点向远端Device节点传输数据或Device节点向Server节点传输数据时，可通过中间的Device节点作为中继传递信息，增加传输距离。

ZPLC模块的中继路由方式是由模块自动完成，用户不需要任何操作。

ZPLC 模块可实现最多8级的中继（按照1000米一级计算，可实现8公里的覆盖，应用在城市路灯系统中，可覆盖前后8公里范围，总共16公里）。

4.2 复位时序ZPLC-10在上电时需要提供正确的复位时序，ZPLC-10的8脚nRST在模块上电稳定后至少需要拉低10ms才能使ZPLC-10模块可靠复位。

ZPLC-10模块的复位时序图如图4.2所示。

图4.2 ZPLC-10复位时序4.3 ZPLC-10状态灯指示ZPLC-10模块的StateLED管脚可指示ZPLC-10当前的工作状态，状态如表4.1所示，用户进行电路设计时可把该管脚接LED，用于ZPLC-10模块诊断指示。

表4.1 ZPLC-10 LED状态指示灯LED闪烁状态ZPLC-10工作状态1S闪烁一次ZPLC-10正在连接网络，此时不能收发数据，如果向模块发送数据命令，返回繁忙应答3S闪烁一次ZPLC-10已连接上网络，可进行数据收发，串口有数据收发，指示灯闪烁5. 串口协议用户与ZPLC-10模块之间的串口协议包括数据通讯协议和参数配置协议。

串口协议采用命令应答的方式进行通信，如图5.1所示。

图5.1 串口协议工作方式5.1 ZPLC-10数据通讯协议ZPLC-10数据通讯协议命令帧格式如表5.1所示。

表5.1 通讯协议命令1字节1字节1字节N字节1字节0xA5 长度（N+1）功能码协议内容0x5A长度：功能码+协议内容（不包括帧头0xA5、帧尾0x5A、长度字段）。

功能码：分为发送单播数据和发送广播数据，如表5.2所示。

表5.2 通讯命令功能码命令类型功能码备注发送单播数据0xD1发送广播数据0xD6 只支持Server节点各通讯命令帧返回的应答帧中包含有各种操作的错误码，错误码如表5.3所示。