Nowe technologie Edukacja Kontakt O nas Dodaj do ulubionych Ustaw tę stronę jako startową

MobiBUS

Radiowa transmisja w magistrali MODBUS

Centra Dyspozytorskie wodociągów, energetyki i ciepłownictwa monitorują oraz sterują pracą urządzeń wykorzystując specjalizowane sterowniki PLC. Sterowniki automatyki przemysłowej PLC komunikują się z Centrum Dyspozytorskim w protokole MODBUS najczęściej po łączu stałym. Wszędzie tam gdzie:

  • są wysokie koszty instalacji łącza stałego,
  • zależy nam na dużej odporności na awarie,
  • niezawodnym sposobem jest zapewnienie łączności radiowej.

Dotychczasową barierą dla technologii pakietowej łączności radiowej GSM/GPRS/Mobitex w profesjonalnych systemach telemetrii był brak na rynku odpowiednich urządzeń. Powinny one umożliwiać bezpośrednie podłączanie sygnałów wejściowych i wyjściowych, które zapewniałyby bezpośrednią komunikację z przyrządami pomiarowymi (np. analizatorami powietrza, przepływomierzami, licznikami energii, sterownikami PLC). Użytkownik powinien mieć możliwość samodzielnego konfigurowania sieci. Zwykły modem GSM/GPRS/Mobitex jest w tym przypadku mało użyteczny.

X-Serwis opracował moduły telemetryczne, łączący w sobie funkcje modemu GSM/GORS/Mobitex, rejestratora sygnałów i konwertera protokółów transmisji. Zastosowanie trybu transmisji zdarzeniowej, w którym oddalony obiekt sam wysyła dane w określonych sytuacjach, umożliwia szybkie przekazywanie do centralnego systemu informacji o zmianach stanu dowolnie odległych obiektów, nawet w przypadku bardzo rozbudowanych instalacji, obejmujących setki monitorowanych punktów.

X-Serwis przygotował kompletne rozwiązanie łączności radiowej składające się z MobiBUS XS-8 i MobiTerm v.5x86 zapewniające monitorowanie obiektów i sterowanie w sposób ciągły, dokładnie taki jak przy łączności przewodowej (czasy reakcji na zdarzenie nie przekraczają z reguły kilku sekund.

Schemat działania takiej instalacji pokazany jest na poniższym rysunku.

Koncentrator MobiBUS XS-8
MobiBUS XS-8 jest urządzeniem podłączonym bezpośrednio do magistrali MODBUS w Centrum Dyspozytorskim. Jego zadaniem jest zapewnienie łączności radiowej pomiędzy wieloma oddalonymi obiektami a Centrum Dyspozytorskim. Do połączenia wykorzystywana jest jedna z sieci: GSM 900/1800, Mobitex, trunking lub trunking cyfrowy TETRA.

Cały system jest skonstruowany tak, że koncentrator z punktu widzenia aplikacji nadzorczej w centrum dyspozytorskim stanowi punkt sieci MODBUS przez który pakiety są przekazywane do sterowników PLC znajdujących się na obiektach ( np. stacjach transformatorowych ). Przystawka MobiTerm v.5x86 na obiekcie również spełnia rolę punktu sieci MODBUS przekazującego pakiety do sterownika PLC. Ponieważ transmisja radiowa wnosi pewne opóźnienie sięgające kilka lub nawet kilkanaście sekund, w celu zapewnienia szybkości koncentrator tworzy wirtualne sterowniki odpowiadające rzeczywistym sterownikom na obiektach. Te wirtualne sterowniki są tworzone gdy aplikacja nadzorcza realizuje funkcję połączenia z obiektem za pomocą radiomodemu. Informacja o numerze radiomodemu ( adres MAN ) i adresie sterownika znajdującego się na obiekcie są przekazywane za pomocą rozkazu protokołu MODBUS. Rozkazy te są przechwytywane przez koncentrator i powodują utworzenie wirtualnego sterownika oraz wysłanie adresu sterownika wraz z rozkazem odczytu rejestrów sterownika na podany adres MAN radiomodemu znajdującego się na obiekcie.

Koncentrator po otrzymaniu danych uaktualnia wartości w rejestrach wirtualnego sterownika. W normalnym trybie pracy zapytanie aplikacji nadzorczej o rejestry sterownika powoduje odczyt rejestrów wirtualnego sterownika i wysłanie odpowiedzi bez angażowania transmisji radiowej.

Odmienny tryb pracy zastosowano w przypadku poleceń sterujących.

Każde polecenie sterujące jest natychmiast przekazywane do przystawki MobiTerm v.5x86.

Przystawka przekazuje je do sterownika PLC. Ponieważ polecenie sterujące powoduje zmiany w rejestrach, to informacje te są natychmiast przesyłane do koncentratora powodując zmiany w rejestrach wirtualnego sterownika.

Gdy aplikacja nadzorcza wyśle zapytanie o rejestry to natychmiast uzyska informacje o zmianach np. o załączeniu lub wyłączeniu obwodów co spowoduje zmiany na ekranach aplikacji nadzorczej.

Koncentrator jest przygotowany do obsługi grup złożonych z ośmiu przystawek MobiTerm v.5x86. Ograniczenie to wynika jedynie z ograniczeń magistrali MODBUS i aplikacji w CD. Jednak dodanie kolejnego koncentratora MobiBUS XS-8 zwiększa liczbę obiektów połączonych radiem o kolejne 8.Ważną funkcją wykonywaną dodatkowo przez moduł sterowania jest monitorowanie stanu łączności radiowej. W przypadku zaniku sieci oraz braku transmisji przez dłuższy czas moduł podejmuje decyzję o czasowym wyłączeniu radiomodemu oraz powtórnym włączeniu.

Przystawka MobiTERM 5x86
MobiTerm v.5x86 - jest urządzeniem zapewniającym realizację połączenia pomiędzy Obiektem a Centrum Dyspozytorskim. Z jednej strony za pomocą szyny MODBUS MobiTerm v.5x86 jest podłączony do Sterownika PLC, a z drugiej za pomocą modemu radiowego realizuje połączenie z CD.

MobiTerm v.5x86 po podłączeniu do szyny MODBUS i uruchomieniu rozpoczyna proces odpytywania sterownika PLC. Jednocześnie uruchomiony zostaje modem radiowy i przystawka oczekuje na dane konfiguracyjne od koncentratora.


W momencie odbioru danych konfiguracyjnych, a w szczególności adresu sterownika przystawka odczytuje zawartość rejestrów ( ilość rejestrów i adres pierwszego rejestru do odczytu jest przekazywana w komunikatach koncentratora MobiBUS XS-8).
Proces jest sterowany pętlą czasową. Co jedną sekundę następuje przerwanie programowe, które na podstawie analizy stanów poszczególnych elementów systemu podejmuje decyzje o uruchomieniu odpowiednich funkcji.

Podstawowe funkcje to:

  • wysyłanie polecenia do sterownika PLC
  • analiza różnic wartości wszystkich rejestrów i wysłanie odpowiedzi do koncentratora pełnej lub informacji o różnicach
  • nadzór nad błędami MODBUS i sieci radiowej i ewentualne powiadamianie koncentratora MobiBUS XS-8
  • jeżeli nadeszło polecenie, natychmiastowe wysłanie tego polecenia do sterownika PLC
  • wysyłanie pełnej informacji do koncentratora MobiBUS XS-8 w przypadku wystąpienia dłuższej przerwy w transmisjach radiowych
  • wykonywanie poleceń otrzymywanych od koncentratora MobiBUS XS-8 i aplikacji specjalnych. Polecenia te nie są związane z aplikacją nadzorczą i dotyczą możliwości uzyskania trybu diagnostycznego nie wpływającego w żaden sposób na prace obiektu ani aplikacji nadzorczej.
  • obsługa protokołu transmisji radiowej i protokołu MODBUS.>

Do pobrania: