Решения

На рисунке 2 представлены три уровня сети: уровень полевого оборудования, уровень управляющей сети и верхний информационный уровень. На полевом уровне двусторонняя связь полевого модуля с датчиками сероводорода с базовой станцией осуществляется по радиоканалу (диапазон УКВ 400 – 420 МГц).

Уровень управляющей сети связан с полевым уровнем через базовую станцию (протокол Modbus TCP/Ethernet). Передача информации между уровнем управляющей сети и уровнем информационной системы производится по ЛВС (Ethernet TCP/IP).

Краткое описание автоматизированной системы управления (АСУ) беспроводного сбора данных с датчиков загазованности

На рисунке 3 представлена структурная схема АСУ. АСУ состоит из трех уровней сети: уровня полевого оборудования, уровня управляющей сети и верхнего информационного уровня. На полевом уровне (полевая сеть) двусторонняя связь беспроводного полевого модуля с базовой станцией осуществляется по радиоканалу (диапазон УКВ 400 – 420 МГц). Датчик с системой питания и радиомодемом составляет полевой модуль.

Уровень управляющей сети связан с полевым уровнем через базовую станцию (протокол Modbus/RTU). Передача информации между уровнем управляющей сети и уровнем информационной системы производится по ЛВС (Ethernet TCP/IP).

Основная функция полевого уровня

К основным функциям полевого уровня относятся: приём сигналов базовой станцией от полевых модулей по радиоканалу, отображение информации на локальном дисплее, локальная аварийная сигнализа-ция и передача аварийной информации на уровень управляющей сети.

Программирование (калибровка сенсора, значения уставок срабатыва-ния аварийной сигнализации) выполняется автономно на полевом модуле с помощью встроенного ПО с подключаемого в лабораторных условиях компьютера.

Задачи базовой станции

К задачам базовой станции относятся:

• опрос периферийных полевых модулей (информация посту-пает от полевого модуля по протоколу Modbus RTU);
• отображение информации на дисплее в буквенно-цифровом виде (информация на русском языке);
• сравнение значений переменных со значениями уставок в контроллере;
• при превышении значений уставок (Lo-Lo, Lo, Hi, Hi-Hi, выход за диапазон) осуществляется вывод значений переменных на локальный дисплей с привязкой по дате и времени, с номером полевого модуля, уровнем концен-трации и названием измеряемого газа в текстовом виде;
• при превышении значений (выход за диапазон) вышеука-занных уставок производится выдача команды на срабатывание релейного выхода (аудиовизуальной системы аварийной сигнализации) и выдача аварийного сигнала по запросу на контроллер верхнего уровня по протоколу Modbus TCP (Ethernet);
• ведение внутреннего журнала событий с привязкой ко времени и дате с возможностью выдачи по запросу записей в журнале на верхний уровень по протоколу Modbus TCP (Ethernet);
• контроль уровня заряда АКБ на полевом модуле (информа-ция поступает от полевого модуля по протоколу Modbus RTU);
• выдача предупреждающего сообщения на локальный дисплей с возможностью выдачи его на верхний уровень по запросу при снижении уровня заряда АКБ полевого модуля;

Список параметров, передаваемых с базовой станции на управляющий уровень

• адрес полевого модуля
• измеряемый газ
• состояние полевого модуля (включая уровень заряда АКБ)
• код неисправности полевого модуля
• концентрация измеряемого газа
• температура окружающей среды, °С
• диапазон показаний по концентрации
• сигнализационный 1-й порог по концентрации (Hi Alarm)
• сигнализационный 2-й порог по концентрации (Hi-Hi Alarm)
• дата/время для привязки всех событий.

Краткие технические характеристики:

• Сертификат безопасности полевого датчика 1Ex d ib [ib] IIB+H2 T6Gb.
• Полевая часть системы комплектуется шкафом автоматики с блоком автономного электропитания с сертификатом безопасности с кабельным вводом FL1BK под неброни-рованный кабель 6-12 мм.
• Рабочая частота выбирается произвольно в диапазоне 400,00 – 420,00 МГц с шагом 100 кГц.
• Дальность уверенной связи полевого датчика с базовой станцией – не менее 5 км (зависит от КУ применяемой антенны и настроек полевого модуля).
• Порог чувствительности для измерения содержания серо-водорода в диапазоне 0 – 10 мг/м3.
• С целью интеграции базовой станции в сеть верхнего уровня предусмотрен конвертер Modbus TCP/ Ethernet.
• Максимальное число датчиков в системе – 250
• Диапазон температур окружающей среды (для полевого модуля) – минус 40◦С … плюс 75°С