Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Mechanizmy automatycznej identyfikacji, konfiguracji i wymiany danych z modułami wewnętrznymi inteligentnego urządzenia kontrolno-pomiarowego

Mechanisms of automatic identification, configuration, and data exchange between internal modules of intelligent control and measurement device
Rys. 1. Schemat ideowy komunikacji międzymodułowej w urządzeniu kontrolno-pomiarowym
Rys. 1. Schemat ideowy komunikacji międzymodułowej w urządzeniu kontrolno-pomiarowym
Rys. archiwum autorow

Zapotrzebowanie na inteligentne systemy kontrolno-pomiarowe spowodowało, że urządzeniom elektronicznym stosowanym w takich systemach zaczęto stawiać nowe ­wymagania i oczekiwania związane z ich funkcjonalnością. Obecnie stosowane rozwiązania ­programowe oparte są na mniej lub bardziej złożonych systemach wbudowanych własnego opracowania i implementacji. Systemy takie ograniczają się zwykle do prostej ­funkcjonalności związanej z zasobami platformy sprzętowej.

Ciągły rozwój techniki mikroprocesorowej sprawił, że znacznie wzrosły możliwości implementacji dodatkowych funkcjonalności związanych zarówno z podstawowym przeznaczeniem takich urządzeń, jak też, a może przede wszystkim, z możliwością elastycznej rozbudowy, automatycznej konfiguracji i współpracy z systemami zewnętrznymi. Platformy takie pozwalają na zastosowanie systemów operacyjnych takich jak np. Linux, skonfigurowanych pod konkretny sprzęt.

Wykorzystanie takich systemów odciąża projektanta urządzenia od wykonania dużego nakładu pracy związanej z implementacją niskopoziomowego dostępu do zasobów sprzętowych, jak też implementacją funkcjonalności komunikacyjnej pozwalającej na wymianę danych z innymi użytkownikami systemu czy też zewnętrznymi systemami informatycznymi.

System scentralizowany czy rozproszony

Jedno z podstawowych pytań, na które należy sobie odpowiedzieć przystępując do opracowania tego typu urządzenia, dotyczy określenia zakresu funkcjonalnego poszczególnych modułów wewnętrznych. Do wyboru mamy dwa podstawowe typy systemu: scentralizowanyrozproszony.

systemie scentralizowanym cała funkcjonalność urządzenia skupiona jest w jednostce centralnej, co pociąga za sobą konieczność wyposażenia takiej jednostki w odpowiednią moc obliczeniową, natomiast moduły wewnętrzne spełniają tylko funkcje pozyskiwania danych zewnętrznych i ewentualnie wystawiania sygnałów na zewnątrz urządzenia.

Komunikacja pomiędzy jednostką centralną a modułami wewnętrznymi w tego typu rozwiązaniach wykorzystuje niskopoziomowe interfejsy komunikacyjne typu I2C, SPI, UART czy DMA, zwykle skonfigurowane na stałe.

Drugim rozwiązaniem jest system rozproszony, gdzie funkcjonalność urządzenia rozłożona jest pomiędzy wszystkie moduły wewnętrzne, natomiast jednostka centralna odpowiedzialna jest za przekazywanie danych pomiędzy modułami wewnętrznymi oraz wykonuje pewną część algorytmów na podstawie danych uzyskanych z poszczególnych modułów wewnętrznych.

Jednostka centralna pełni funkcję koncentratora danych oraz odpowiada za komunikację urządzenia z zewnętrznymi systemami informatycznymi za pomocą protokołów wyższego poziomu.

Oczywiście każde rozwiązanie ma swoje ograniczenia i stopień spełnienia wymagań zarówno funkcjonalnych, jak i technicznych. W dalszej części artykułu zostanie opisana koncepcja identyfikacji i konfiguracji jednostki centralnej i modułów wewnętrznych w systemie rozproszonym.

Identyfikacja modułów

Koncepcja elektronicznego urządzenia kontrolno-pomiarowego złożonego z wewnętrznych modułów sprzętowo-programowych oparta została na modelu systemu rozproszonego [3].

Dostęp do poszczególnych modułów jest zapewniony na dwa sposoby: bezpośredni i pośredni za pomocą jednostki centralnej. Pociąga to za sobą opracowanie zarówno identyfikatorów każdego modułu, jak i samego mechanizmu identyfikacji.

Urządzenie jako całość – dla systemów zewnętrznych – widoczne jest poprzez jednostkę centralną (JC). Taka konfiguracja powoduje, że komunikacja użytkowników zewnętrznych z tą jednostka odbywa się w sposób bezpośredni, natomiast z poszczególnymi modułami w sposób pośredni.

Każdy z modułów wewnętrznych urządzenia charakteryzuje się określoną funkcjonalnością i funkcjonalność ta stanowi kryterium określenia dla niego identyfikatora.

Przyjęto następujące identyfikatory dla poszczególnych grup urządzeń:

  • A – moduły pomiarowe prądu w wielu odpływach niskiego napięcia za pomocą przekładników prądowych,
  • B – moduły obsługujące wejścia i wyjścia dwustanowe,
  • C – jednostka centralna,
  • D – moduły pomiarowe prądów i napięć oraz wejść i wyjść dwustanowych,
  • UPS – urządzenie niebędące formalnie modułem wewnętrznym urządzenia głównego.

Dla każdej grupy urządzeń w skład identyfikatora wchodzi także numer, będący jednocześnie adresem, wykorzystywanym do identyfikacji urządzenia za pomocą protokołu komunikacyjnego. Adres ten nie musi być jednoznaczny w obrębie całego systemu, ponieważ założono, że każda grupa urządzeń będzie realizować komunikację z jednostką centralną na oddzielnym interfejsie komunikacyjnym typu UART. Jedynym ograniczeniem związanym z adresem urządzenia jest możliwość wystąpienia tylko jednego rodzaju modułu wewnętrznego w obrębie jednego interfejsu komunikacyjnego, a więc też i w obrębie całego urządzenia, przy czym przy zastosowaniu odrębnego interfejsu komunikacyjnego ostatnie założenie nie musi być spełnione.

Czytaj też: Przekaźnikowe elementy wykonawcze w systemach automatyki budynkowej – wskazówki doboru i zabezpieczenia >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

mgr inż. Karol Makowiecki
mgr inż. Karol Makowiecki
Instytut Tele- i Radiotechniczny więcej »
mgr inż. Piotr Prystupiuk
mgr inż. Piotr Prystupiuk
Instytut Tele- i Radiotechniczny, Centrum Teleinformatyki i Elektroniki, Warszawa więcej »
mgr inż. Andrzej Gacek
mgr inż. Andrzej Gacek
Instytut Tele- i Radiotechniczny więcej »
mgr inż. Grzegorz  Wojtaś
mgr inż. Grzegorz  Wojtaś
Instytut Tele- i Radiotechniczny więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl