Aktuální vydání

celé číslo

10

2019

Automatizace v chemii a petrochemii

Hladinoměry

celé číslo

SATELLAR – integrované modulární řešení

SATELLAR je označení pro novou generaci radiomodemového systému SATEL (obr. 1), který umožňuje vytvářet nezávislé a spolehlivé komunikační spojení pra­cující v reálném čase. Je tvořen jednotlivými moduly – jednotkami, které lze snadno spojovat a kombinovat.
 
Satellar je tvořen třemi součástmi: centrální jednotkou, radiomodemem a rozšiřující jednot­kou (obr. 2). Díky modulárnímu řešení je sys­tém velmi pružný, což usnadňuje jeho případ­né dodatečné rozšíření, a to nejen po stránce hardwaru. Centrální jednotka s operačním sys­témem Linux umožňuje využívat další progra­my, které např. eliminují použití dalších zaří­zení v síti Satellar. Prostřednictvím konektoru USB centrální jednotky je možné připojit další dostupná zařízení USB, jako jsou např. modu­ly Bluetooth a WLAN. Jednotka radiomodemu umožňuje ladit rádiovou komunikaci v rozsa­hu 20 MHz a vybírat rozteč kanálů.
 
Moduly jsou k dispozici buď jednotlivě, nebo v těchto kombinacích:
  • Satellar-2DS – zahrnuje radiomodem a centrální jednotku, která poskytuje plnou konektivitu TCP/IP,
  • Satellar-2DSd (obr. 3a) – poskytuje stej­né funkce jako Satellar-2DS, ale navíc je vybaven barevným displejem a ovládacími tlačítky,
  • Satellar-1DS (obr. 3b) – modul radiomo­demu, který je vhodné použít tam, kde je dostačující standardní sériová linka (RS).

Dva režimy přenosu dat

 
Satellar Digital System může být provozo­ván ve dvou režimech přenosu dat: transpa­rentním nebo paketovém. Správný výběr re­žimu pro plánovanou úlohu zajistí optimální výkon a maximální využití rádiového kanálu pro daný případ.
 

Transparentní režim

Transparentní přenos dat je určen pro protoko­ly založené na RS-232, RS-485 nebo RS-422 (Modbus, Profibus atd.). V tomto režimu jsou všechna data směrová­na na port DTE v mo­demu a jsou rádiově přenášena všem příjem­cům přímo nebo jsou směrována přes radio­modemovou síť (mess­age routing). To umož­ňuje vytvářet rozlehlé sítě (s několika stovka­mi modemů) využíva­jící existující komuni­kační protokol. Uvede­ný režim přenosu dat je optimalizován pro krát­kou dobu latence a jeho další charakteristiky závisejí na použitém protokolu. V topologii bod-bod je v tomto režimu dosahováno doby latence 10 ms.
 
Při použití režimu transparentního přenosu dat není centrální jednotka nutná, popř. fun­guje pouze pro připojení pomocí USB nebo ethernetové linky a poskytuje uživatelské roz­hraní pro jednotku radiomodemu.
 

Režim paketového přenosu

Režim paketového přenosu je více optima­lizován na jednoduchost použití než na dobu latence. Modem sám zajišťuje, aby spolu ne­kolidovaly datové pakety v rádiovém přenosu a při směrování. Tento režim umožňuje IP komunikaci (TCP/UDP) za použití radio­modemu a zajišťuje spolehlivou komunikaci prostřednictvím protokolu IP na vzdálenost (>10 km), kterou jinými způsoby není mož­né snadno zaručit.
 
Režim paketového přenosu je možné na­stavit na samotné jednotce radiomodemu. Ale maximální výkon a využití všech možností systému Satellar (např. IP konektivitu) umož­ní stanice vybavená i centrální jednotkou.
 

Dosah

 
Dosah rádiové komunikace v topologii bod-bod v zastavěné oblasti přesahuje 10 km, při přímé viditelnosti dosahuje až 20 km. Vzdálenost mezi radiomodemy je možné zvětšit použitím vhodných antén, zesilovače nebo opakovače.
 

Zabezpečení

 
Rádiový přenos dat je zabezpečen 128bi­tovým šifrováním. Navíc je centrální jednotka vybavena vestavěným firewallem, který zabezpečuje komunikaci rádiové i kabe­lové sítě IP.
 

Systém řízení sítě

 
Radiomodemy jsou často zavedeny v pro­středích, kde jsou nezávislost a spolehlivost klíčovými vlastnostmi. Z tohoto důvodu má systém Satellar vlastní diagnostiku a umož­ňuje vzdálenou správu (pomocí NMS, SNMP, www).
 

Robustnost

 
Moduly Satellar jsou vyrobeny ze slitiny hliníku odolné proti vlivu nepříznivého počasí a náročných podmínek průmyslového prostře­dí. Jsou konstruovány pro spolehlivý provoz v širokém teplotním rozsahu, stejně jako za silných vibrací, které jsou typické pro průmys­lové prostředí. Zařízení může být instalováno přímo na hladký povrch nebo na lištu DIN.
 

Satellar Digital System v systémech SCADA

 
Pro systémy SCADA je navržena meto­da přenosu dat Satellar Digital System, kte­rá zajišťuje bezobslužné a bezpečné spojení v reálném čase. Integrované modulární ře­šení a univerzální vlastnosti tohoto systému dovolují realizovat sítě různého druhu, např. podle IEC 60870-5-101, DNP 3.0. Modbus, Profibus atd., a používat protokoly založené na IP (TCP/UDP).
 

Přenos dat v systému SCADA – příklad 1

Na obr. 4 je znázorněn příklad systé­mu využívajícího protokol IP ve všech bo­dech sítě. Každá radiostanice může fungovat jako směrovač (router) pro případ rozšíření rádiové sítě. Stanice může buď pracovat jako klient, nebo poskytovat bezdrátové napojení (uplink) pro celou síť IP dalších radiostanic. Správa sítě využívá protokol SNMP, takže bezdrátová síť je integrována do firemní sí­ťové hierarchie.
 

Přenos dat v systému SCADA – příklad 2

Ve druhém příkladu (obr. 5) je využívána linka RS-232 a program pro řízení sítě, NMS. Radiomodemy pracují v režimu transparent­ního přenosu dat. Centrální jednotka je nutná pouze na řídicí (master) stanici k poskytnu­tí konektivity IP nebo USB pro počítač s ob­služným programem Satel NMS PC.
 
Více informací zájemci naleznou na adrese www.controltech.cz
(SATEL)
 
Obr. 1. Radiomodemový systém Satellar pro bezdrátovou komunikaci v reálném čase
Obr. 2. Modulární struktura systému Satellar
Obr. 3. Kombinace modulů: a) Satellar-2DSd s barevným displejem a ovládacími tlačítky zahrnuje radiomodem a centrální jednotku, b) Satellar-1DS je modul radiomodemu
Obr. 4. Satellar Digital System využívající IP na všech bodech sítě
Obr. 5. Satellar Digital System s linkou RS-232 a obslužným programem Satel NMS PC
 
Tab. 1. Technické parametry radiomodemu systému Satellar