Устройство сбора и передачи данных УСПД.248.

Устройство разработано на основе наших решений по ТЗ заказчика (фирмы «СИСТЕЛ», г. Москва)

а) - вид спереди


б) - вид сзади

Рис.1. Внешний вид устройства.

Назначение

• Устройство сбора и передачи данных (УСПД) является промышленным контроллером, используемым в качестве центрального модуля в устройствах телемеханики. Программное обеспечение (ПО) УСПД функционирует под управлением ОС Linux и реализует основные алгоритмы сбора, первичной обработки и передачи данных. В зависимости от установленного прикладного ПО, устройство может выполнять функции либо коммуникационного сервера, либо концентратора (информации), либо совмещать функции коммуникационного сервера и концентратора.
• Разграничение функций устройства на функции коммуникационного сервера и функции концентратора предусмотрено для УСПД, работающих в составе распределенных устройств телемеханики (УТМ) контролируемого пункта (КП).

Основные функции

• Функции коммуникационного сервера:
  • сбор информации от периферийных устройств телемеханики и её передача на верхний уровень автоматизированной системы (АС);
  • прием (и последующая передача периферийным устройствам на исполнение) команд, поступающих от верхнего уровня АС;
  • синхронизация хода внутренних часов устройства с астрономическим временем или UTC (Всемирным координированным временем) – временем верхнего уровня АС;
  • проверка топологии КП, определенной в конфигурационном файле УСПД-сервера, при инициализации посредством опроса периферийных устройств, подключенных к ЛВС;
  • диагностика работоспособности (готовности к работе) устройств, входящих в состав устройства КП.
• Функции концентратора информации:
  • сбор (регистрация) аналоговой и дискретной информации с привязкой ко времени, поступающей от периферийных модулей: измерительных преобразователей (ИП), модулей телесигнализации (ТС), модулей телеуправления (ТУ), модулей текущих телеизмерений (ТИТ);
  • первичная обработка измерительной информации, её передача в устройство, исполняющего функции коммуникационного сервера;
  • прием команд, поступающих от коммуникационного сервера (или верхнего уровня АС), и последующая их передача периферийным модулям на исполнение;
  • синхронизация хода внутренних часов устройства с астрономическим временем или UTC (Всемирным координированным временем) – временем коммуникационного сервера (или временем верхнего уровня АС);
  • проверка топологии устройства, определенной в конфигурационном файле УСПД-концентратора, при инициализации путем опроса периферийных модулей, входящих в состав периферийного устройства КП;
  • диагностика работоспособности (готовности к работе) периферийных модулей в составе периферийного устройства КП и назначение для модулей, подключенных к шине CAN, логических адресов.

Технические характеристики

• Основные характеристики УСПД приведены в Табл. 1.

  Табл. 1. Основные характеристики УСПД

  Характеристика (параметр)		Значение
  Тип процессора		ARM9 (AT91SAM9260)
  Частота процессора, МГц		200
  Энергонезависимая память (SD карта),ГБ		(2..16) х 2
  Оперативная память, МБ/МГц		64/100
  Количество интерфейсов	Ethernet	3
  	RS-232	5
  	CANbus	2
  	USB 1.1 host	1
  Максимальное количество модулей, подключаемых к одной шине CAN		32
  ПО		ОС Linux, Монитор РВ
  Габаритные размеры, мм		156x96x60
  Способ монтажа		на DIN-рельс
  Масса, кг		0.25
  Напряжение электропитания, В		18..36
  Потребляемая мощность, Вт		4
  Допустимые условия эксплуатации	Категория	С3
  	Температура, °С	-40…+70

  
  
• Средняя частота искажения бита информации, вносимая устройством при приеме, обработке и передаче данных по каналам связи при допустимых условиях эксплуатации, не более:
  • 10-6 – для сигналов ТИТ, ИП;
  • 10-10 – для сигналов ТС;
  • 10-14 – для сигналов ТУ.
• Регистрация измерений (ТИТ, ИП) и сигналов (ТС, ТУ) с привязкой ко времени с погрешностью, не более 1 мс.
• Разрешающая способность по очередности – минимальный промежуток времени между событиями, при котором правильно определяется последовательность их следования, не более 1 мс.
• Разрешающая способность по времени – минимальное время между двумя событиями, при котором различимы соответствующие метки времени, не более 1 мс.
• Время опроса – минимальный промежуток времени, необходимый для правильного определения и обработки информации о состоянии периферийного модуля, не более 1 мс.

Устройство и работа

• УСПД включает в себя следующие узлы (печатные платы), объединённые мезонинными разъёмами:
  • Интегрированный узел вычислителя;
  • один или два FLASH-накопителя типа SD-карта, установленные в слоты на плате узла вычислителя;
  • узел интерфейсов и питания;
  • узел светодиодной индикации состояния каналов передачи данных по интерфейсам Ethernet и CANbus.
• Узлы входящие в состав УСПД помещены в корпус из негорючей пластмассы, обеспечивающий крепление на DIN-рейку. В нижней части корпуса находятся контактные клеммы (разъемы) для подключения УСПД к источнику питания (постоянного тока) и интерфейсам (Ethernet, CAN, RS 232). Контакты разъемов промаркированы. К верхней части корпуса выведены светодиодные индикаторы состояния каналов передачи данных).
• При включении питания автоматически запускается ПО устройства. Далее ПО согласно настройкам, прописанным в конфигурационных файлах программы, осуществляет:
  • диагностику портов и в случае их исправности прием данных от подключенных к устройству периферийных модулей;
  • передачу данных на верхний уровень АС (или локальную вычислительную сеть).

Схема подключения

На схеме не показаны цепи измерения (для модулей ИП), ТС и ТУ, соответственно для модулей ТС и ТСУ. Для упрощения показана общая сеть постоянного напряжения (U=24 В) в качестве источника электропитания для УСПД и периферийных модулей.

Рис. 2. Схема подключения периферийных модулей к УСПД