Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Firma BD sensors uvádí na trh řadu univerzálních převodníků Unicom pro připojení inteligentních snímačů fyzikálních veličin do sítě Ethernet a bezdrátových komunikačních sítí. Převodníky se uplatní tam, kde je požadován sběr dat a obousměrná komunikace mezi snímačem a nadřazeným systémem prostřednictvím komunikačního rozhraní.
Charakteristika převodníků
Řada Unicom obsahuje tři převodníky rozšiřující komunikační možnosti snímačů (obr. 1):
– Unicom E pro připojení snímačů k síti Ethernet,
– Unicom B pro připojení k rozhraní Bluetooth pomocí plně transparentní bezdrátové sériové linky,
– Unicom Z pro připojení k bezdrátovému rozhraní IEEE 802.15.4; tento typ je připraven pro implementaci perspektivních bezdrátových síťových protokolů.
Všechny převodníky jsou dodávány v identickém mechanickém provedení modulární koncepce pro montáž na lištu DIN a jsou vybaveny indikací stavů diodami LED. Všechny převodníky mají rozhraní typu UART (TTL), RS-232 a RS-485 pro připojení inteligentních snímačů s komunikačním protokolem HART. Po dohodě se zákazníkem lze převodníky vybavit i rozhraním pro jiný komunikační protokol. Uspořádání měřicího řetězce je znázorněno v blokovém schématu na obr. 2.
V tomto článku je podrobněji představeno provedení Unicom E pro připojení k síti Ethernet.
Převodník Unicom E
Převodník Unicom E (obr. 3) je určen k připojení snímačů s komunikačním protokolem HART k síti IEEE 802.3 (Ethernet). Nadřazeným systémem pak může být jakékoliv standardní zařízení podporující Modbus/ TCP nebo libovolné PC s běžnou síťovou kartou a vhodným softwarem.
Převodník zabezpečuje tyto funkce:
-
připojení snímače s protokolem HART s fyzickým rozhraním UART 3,3 V, RS-232 a RS-485 a s možností vzdálené volby rozhraní prostřednictvím webového serveru,
-
galvanické oddělení snímače od napájení i od sítě Ethernet,
-
komunikaci s nadřazeným systémem protokolem Modbus/TCP (port 502) – implementován je Modbus/TCP slave pro přenos dat ze snímače,
-
vzdálené nastavení parametrů snímače prostřednictvím webového serveru – chráněno přístupovým heslem,
-
uživatelské nastavení adres IP převodníku a výchozí brány a masky podsítě,
-
nastavení komunikační rychlosti v rozsahu 150 až 115 200 Bd,
-
uživatelské nastavení přístupového hesla (osm znaků),
-
obnovení výrobního nastavení tlačítkem na převodníku.
Provozní stav je indikován diodami LED, které signalizují přítomnost napájecího napětí, navázání spojení na úrovni fyzické vrstvy rozhraní Ethernet a jeho aktivitu, rychlost rozhraní Ethernet 10 a 100 Mb/s a chybové stavy rozhraní HART a Modbus/TCP.
Výhodou popsané koncepce převodníku je jednoduchá obsluha a snadné zapojení měřicího řetězce. Stačí pouze připojit snímač ke svorkovnici převodníku a ten zapojit standardním konektorem RJ45 k síti Ethernet. Po připojení napájecího napětí začne snímač s výstupem UART 3,3 V automaticky komunikovat. U snímačů s rozhraním RS-232 nebo RS-485 je třeba navíc prostřednictvím integrovaného webového serveru nastavit komunikační parametry.
Převodníky Unicom E umožňují uživatelům jednoduše distribuovat naměřené údaje z inteligentních snímačů fyzikálních veličin do sítě Eternet a také snadno dálkově nastavovat parametry snímačů z téměř libovolného místa při minimálních požadavcích na hardware i software.
Závěr
Převodníky byly vyvinuty za podpory MŠMT ČR (výzkumný záměr MSM0021630503 Mikrosyn, výzkumného projektu 2C08002 KAAPS), MPO ČR (projekt FT-TA2/087), 6. rámcového programu Evropské unie (výzkumný projekt FP6/2004/IST/NMP/2-016696 VAN) a Vysokého učení technického v Brně, FEKT.
Zdeněk Bradáč, Petr Fiedler,
Ondřej Hynčica, Václav Kaczmarczyk
Obr. 1. Univerzální převodníky pro připojení snímačů fyzikálních veličin – zleva doprava: Unicom E s rozhraním Ethernet, Unicom B s rozhraním Bluetooth a Unicom Z s rozhraním IEEE 802.15.4
Obr. 2. Schéma měřicího řetězce s převodníkem Unicom
Obr. 3. Zapojení převodníku Unicom E