Titelaufnahme

Titel
Datenübertragung auf Basis von Power Line Communication für den Einsatz im Spezialtiefbau
Weitere Titel
Power-Line-Communication-based data transmission for use in ground engineering
VerfasserRohm, Matthias
GutachterEngelmann, Gerhard
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)NB-PLC / PRIME / OFDM / DPSK / Tiefbau
Schlagwörter (EN)NB-PLC / PRIME / OFDM / DPSK
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

In der Baubranche wird bei gesteuerten Horizontalbohrungen eine im Bohrrohr eingebaute

Sonde mit Gyroskopen zur Positionsbestimmung verwendet, die Daten mit Hilfe von RS-

422 an einen Steuercomputer sendet. Diese Übertragungsmethode soll durch eine zweipolige

Datenübertragung mittels Narrowband Power Line Communication (NB-PLC) ersetzt werden,

die einer Übertragungsrate von mindestens 38 kbps und einer Leitungslänge von > 300 m

genügt.

In dieser Arbeit wird auf die Grundlagen der Power Line Communication (PLC) eingegangen, der

Stand der Technik dargelegt. Danach werden für ein vergrabenes, nicht zugängliches, Bohrrohr

die Leitungsparameter des RLGC-Modells gemessen, ermittelt und in ein Matlab/Simulink-

Modell implementiert.

Der gemessene Dämpfungsbelag des Rohrs zeigt eine Abweichung zum angewendeten theoretis-

chen Modell und der Simulation mit Matlab/Simulink. Leitungsinhomogenitäten und mögliche

Asymmetrien des Bohrrohrs gehen nicht in die Modellierung mit ein. Aus dem gemessenen

Dämpfungsbelag und den durch Chiphersteller vorgegebene Kenndaten für die Implementierung

eines geeigneten Protokolls errechnet sich eine maximale Leitungslänge von 2,745 km.

Die Übertragungsraten des Protokolls PRIME mit einer maximalen Übertragungsgeschwindigkeit

von 128,6 kbps im CENELEC-A-Band und die errechnete maximale Leitungslänge zeigen, dass

die Anforderungen für diese Konfiguration des Bohrrohrs erfüllt sind. Andere Bohrrohre müssen

gesondert betrachtet werden.

Zusammenfassung (Englisch)

The construction industry uses probes with gyroscopes mounted in casings for horizontal

directional drilling. For positioning purposes these probes transmit data to a control computer

via RS-422. This method of transmission shall be replaced by a bipolar data transmission system

using narrowband power line communication (NB-PLC), which covers a transmission rate of at

least 38 kbps and a transmission line length of > 300 m.

After describing the basic principles of power line communication (PLC) and the state of the

art thereof, the transmission line parameters of the RLGC model of a buried, non-accessible

casing are measured, determined and implemented in a Matlab/Simulink model.

Measured attenuation of the casing deviates from the underlying theoretical model and the

Matlab/Simulink simulation. Potential asymmetry of the casings as well as other inhomogeneities

result in different attenuation levels and are not included in the model. Based on the measured

attenuation level per meter and the parameters of the implementation protocol defined by the

chip manufacturer a maximum transmission line length of 2.745 km is calculated.

The transmission rates of the PRIME protocol with a maximum transmission speed of 128.6 kbps

in the CENELEC-A-Band and the calculated maximum line length show that the requirements

for this type of casing are met. Other casing systems remain to be analyzed.