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

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »

 


 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) 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 »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... 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 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... 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 »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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