Сеть сбора информации - Разработка системы сбора первичной информации о расходе и параметрах энергоресурсов для ООО "КЗПМ"

Конфигурация системы.

При проектировании системы на базе технических средств, соответствующих стандарту EIARS-485, необходимо учитывать весьма важные факторы, среди которых в первую очередь рассматриваются количество передатчиков и приемников, скорость передачи данных, способ объединения технических средств и максимальная протяженность линии связи. Стандарт не устанавливает требования к способам объединения элементов системы и другим средствам связи. Разрабатываемая система состоит из 5 приемников и передатчиков (формирователей), присутствующих в составе драйверов (приемопередатчиков) интерфейса RS-485, которые используются в приборах учета расхода энергоресурсов. Устройства, подключаемые к интерфейсу RS-485, характеризуются важным параметром по входу приемопередатчика:"единица нагрузки".По стандарту в сети допускается использование 32 единиц нагрузки помимо согласующих резисторов, каждая из которых представляется совокупностью приемника и передатчика, находящихся в пассивном состоянии. Согласующие резисторы сопротивлением 120 Ом и мощностью не менее 0,25 Вт подключаются к линии связи в двух наиболее удаленных друг от друга местах подключения нагрузки. Сопротивление каждого согласующего резистора совпадает с волновым сопротивлением применяемого кабеля (Z3=120 Ом). Для снижения потребления тока, протекающего по цепям смещения и согласующему резистору, последовательно с резистором включается конденсатор емкостью 0.1 мкФ.

Формирователи и приемники сохраняют работоспособность при воздействии на них синфазного напряжения в диапазоне от -7 до +7 В. Синфазное напряжение определяется совокупностью нескомпенсированных разностей потенциалов земли приемников и формирователей, максимальным значением напряжения помех, измеренного между землей приемника и жилами кабеля, соединенными с землей на передающей стороне линии связи, а также максимальным значением напряжения смещения выходов формирователей.

Необходимо учитывать ситуацию, при которой в разрабатываемой системе может наблюдаться состояние, когда все подключенные к сети устройства находятся в пассивном состоянии, то есть в сети отсутствует передача и все приемопередатчики "слушают" сеть. В этом случае приемники не могут корректно распознать никакого устойчивого логического состояния. Если переводу всех передатчиков в пассивное состояние предшествовал сеанс информационного обмена, то логическое состояние на выходе всех приемников будет соответствовать последнему принятому биту информации, что эквивалентно помехе в линии связи. Для разрешения данной проблемы в системе учета расхода энергоресурсов были выбраны приборы - приемопередатчики которых оснащены специальными цепями смещения выхода передатчика. При этом после перевода всех передатчиков, входящих в состав сети, в пассивное состояние в линии связи будет поддерживаться уровень, соответствующий состоянию логического нуля.

Выбор кабеля.

В качестве линии связи используется кабельная продукция - экранированная витая пара. Критерии выбора кабеля определяются следующими основными параметрами.

1. Скорость обмена, значение которой определяет длительность передаваемого бита информации.

Длительность информационного бита (Ть) определяется минимально допустимым интервалом времени между переходами передаваемых двоичных состояний. Если напряжение сигнала в линии не успевает достичь уровня, соответствующего передаваемому двоичному состоянию до появления следующего перехода, указанный переход появится на входе приемника с некоторым временным сдвигом, который приводит к возникновению межсимвольных искажений. При выборе кабеля учитывается отношение длительности переднего фронта к длительности информационного бита (tг/Ть) в точке подключения наиболее удаленного приемника.

2. Минимальный уровень сигнала на входе приемника, необходимый для распознавания передаваемых двоичных состояний.

Для правильной работы приемника уровень сигнала, присутствующий на его входе, должен быть не менее его порога чувствительности. При этом минимальное значение входного напряжения выбирается с запасом в зависимости от интенсивности помех, воздействующих на линию связи и на приемник, допустимой вероятности появления ошибок, а также от допустимого уровня искажений сигнала на входе приемника. При определении параметров кабеля задаются минимальным уровнем сигнала на входе самого удаленного приемника с учетом перечисленных факторов.

3. Максимально допустимый уровень искажений сигнала.

Искажения сигнала определяются его временным сдвигом относительно положения при передаче в идеальных условиях. Количественно искажения выражаются в процентах от полной длительности информационного бита. При выборе кабеля учитывается допустимый уровень искажений на входе приемника, расположенного в самой удаленной точке линии связи.

4. Максимальная требуемая протяженность линии связи.

Определение параметров кабеля.

* Находим длительность информационного бита при требуемой скорости передачи информации:

Ть = 104.17 мкс

    - Минимальное напряжение сигнала, которое должно присутствовать на входе самого удаленного приемника : - Минимальное напряжение сигнала на выходе передатчика:Uмин = 1.5В - Максимальный допустимый уровень искажений сигнала на входе самого удаленного приемника: 969876. - Максимальное требуемое значение длины кабеля: L = 800 м. - Волновое сопротивление кабеля: 3% - Максимальное допустимое значение омического сопротивления кабеля длиной L составляет: - Погонное сопротивление кабеля длиной L: 123123123

При использовании справочных данных выбирается кабель, погонное сопротивление которого не более 0.075 Ом/м, а волновое сопротивление составляет 120 Ом. В квчестве среды передачи для разрабатываемой системы выбран интерфейсный кабель марки КИПвЭП, производимый НПП "Спецкабель" по ТУ1б. К990082001. Данный кабель имеет пары скрученных многопроволочных медных луженых проводников, изолированных вспененным полиэтиленом в экране из алюмолавсановой ленты и наложенного поверх нее дренажного проводника и оплетки из медных луженых проволок плотностью 88-92%, в оболочке из светостабилизированного полиэтилена. КИПвЭПс семью лужеными скрученными проволоками обеспечивает соответствие рекомендуемым размерам для отверстий стандартных интерфейсных соединителей RS - 485, повышенную гибкость, лучшую паяемость и коррозийную стойкость проводников. Изоляция проводников из полиэтилена обеспечивает кабелю низкое значение электрической емкости, что дает малую задержку и искажение сигнала при его распространении по кабелю. Это делает возможным передачу сигналов на большие расстояния при высоких скоростях передачи данных.

Таблица 2.9. Электрические параметры кабеля КИПвЭП с одной парой жил

Наименование параметра

Значение параметра

Электрическое сопротивление жилы постоянному току при температуре 20°С, Ом/м, не более

0.059

Электрическое сопротивление экрана постоянному току при температуре 20°С, Ом/м, не более

0.01

Асимметрия электрического сопротивления жил в паре постоянному току на длине 1м, % не более

0.03

Волновое сопротивление при частоте 1МГц, Ом

120

Коэффициент укорочения длины волны

1.47

Электрическая емкость пары, пФ/м, не более

42

Электрическая емкость между одним проводником и другими проводниками, соединенным с экраном, пФ/м, не более

71

Коффициент затухания при частоте 1 МГц, дБ/м, не более

0.0165

2.4 Драйверы расходомеров

Программный интерфейс драйверов.

Каждое устройство, используемое в разрабатываемой системе, имеет свои особенности, связанные с форматами запроса и передачи данных. Поэтому для всех типов счетчиков-расходомеров и вычислителей необходимо использование программного обеспечения, взаимодействующего с ними в соответствии с данными форматами. Драйверы для обмена с каждым типом приборов выполнены в виде динамически подключаемых библиотек (DLL) для операционных систем семейства Windows. Все используемые библиотеки имеют один определенный набор доступных для использования подпрограмм, которые вызываются при необходимости запроса или передачи данных. Используемые подпрограммы делятся на два типа: сервисные и информационные.

Сервисные подпрограммы необходимы для настройки различных параметров прибора, получения от него служебной информации и т. п. (наименования подпрограмм даются в нотации языка С):

- RESULTSetDateTime (DATETIME* pDateTime) - установка текущей даты и времени прибора. pDateTime - указатель на структуру DATETIME, содержащую устанавливаемое время и дату;

RESULTReadDateTime(DATETIME* рDateTime) - чтение текущего времени и даты прибора. рDateTime - указатель на структуру DATETIME, в поля которой помещается текущее время и дата прибора;

    - RESULTSetAddress (ВYТЕ address) - установка адреса прибора, с которым необходимо производить обмен информацией, address - адрес устройства; - RESULTGetManufacturerInfo(CHAR*info) - получение информации об используемом приборе (конфигурация прибора, версия программного обеспечения и т. п.) . info - строка с запрашиваемой информацией; - RESULTGetParametersCount(ВYТЕ count) - получение числа параметров, измеряемых прибором, соипб количество параметров. - RESULTGetParameterName(ВYТЕ parameter, CHAR*name) - получение наименования учитываемого параметра. parameter - номер параметра, пате - наименование.

Информационные подпрограммы служат для получения значений текущих измеряемых параметров энергоресурсов:

    - RESULTReadParameterValue (ВYТЕparameter, ULONGvalue) - чтение текущего значения параметра. parameter - номер запрашиваемого параметра, value - значение параметра; - RESULTReadDTParameterValue (DATETIME* pDateTime, BYTEparameter, ULONGvalue) - чтение из архива прибора значения параметра за определенную дату и время. pDateTime - время и дата для запрашиваемого параметра, parameter - номер запрашиваемого параметра, value - значение параметра.

Все подпрограммы возвращают значение типа RESULT(размер 1 байт), которое описывает результат их выполнения. При успешном выполнении возвращаемое значение равно PES_ОК. Если выполнение подпрограммы неудачно, то возвращается значение, соответствующее коду возникшей ошибки:

    - DEVICE_ERROR - ошибка устройства; - LINE_ERROR - ошибка линии связи; - PARAMETER_ERROR - ошибочный передаваемый параметр; - DATETIME_ERROR - ошибочны передаваемые дата и время; - UNHANDLED_ERROR - неизвестная ошибка.

Для использования в драйверах разработчиками представлены три подпрограммы:

    - VoidInitLine (void) - инициализация линии связи; - voidSendMessage (BYTE* message, BYTEN) - послать в канал связи байт данных, data - байт данных; - voidRecieveData (BYTE* message, BYTE N) - получитьбайт. Возвращаемое значение - полученный байт.

Похожие статьи




Сеть сбора информации - Разработка системы сбора первичной информации о расходе и параметрах энергоресурсов для ООО "КЗПМ"

Предыдущая | Следующая