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


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

SEP świętuje 100 lat!

Jak co roku targom ENERGETAB towarzyszą konferencje organizowane przez izby i stowarzyszenia patronujące. Z okazji obchodzonego w tym roku 100-lecia Stowarzyszenia Elektryków Polskich...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

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