курсовая. Курсовой проект асу наружным освещением кп. А119. 12. Мдк. 02. 02. 00. Пз выполнил студент 3 курса, группы А119
 Скачать 4.75 Mb.
|
В системе используется кабель витая пара 5bites FS5525-305BE Рисунок 3.1-Внешний вид кабеля 5bites Данный кабель включает в себя 4 одножильные пары с медным проводником и относится к FTP-типу и категории 5e. Толщина жилы не превышает 0.51 мм. Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности — ноль. Стандарт RS-485 оговаривает только электрические и временные характеристики интерфейса. Стандарт RS-485 не оговаривает: параметры качества сигнала (допустимый уровень искажений, отражения в длинных линиях) типы соединителей и кабелей гальваническую развязку линии связи протокол обмена. Стандарт предназначен для передачи информации с верхнего уровня на средний Так же в системе используется промышленная сеть ZigBee. ZigBee предназначена для обмена информацией между объектом управления и управляющим устройством Zigbee — стандарт для набора высокоуровневых протоколов связи, использующих небольшие маломощные цифровые трансиверы, основанный на стандарте IEEE 802.15.4-2006 для беспроводных персональных сетей, таких как, например, беспроводные наушники, соединённые с мобильными телефонами посредством радиоволн коротковолнового диапазона. Технология определяется спецификацией Zigbee, разработанной с намерением быть проще и дешевле, чем остальные персональные сети, такие как Bluetooth. Zigbee предназначен для радиочастотных устройств, где необходима длительная работа от батареек и безопасность передачи данных по сети.  Рисунок 3.2 - Применение сети zig bee в системе наружного освещения Для интерфейса ZigBee нет единого для всех платформ прикладного протокола API. Сделано это намеренно, чтобы предоставить совершенствование протоколов API производителю платформы. Основная особенность технологии Zigbee заключается в том, что она при малом энергопотреблении поддерживает не только простые топологии сети, но и самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений. Кроме того, спецификация Zigbee содержит возможность выбора алгоритма маршрутизации в зависимости от требований приложения и состояния сети, механизм стандартизации приложений — профили приложений, библиотека стандартных кластеров, конечные точки, привязки, гибкий механизм безопасности, а также обеспечивает простоту развертывания, обслуживания и модернизации. Основными областями применения технологии Zigbee являются беспроводные сенсорные сети, автоматизация жилья («Умный дом» и «Интеллектуальное здание»), медицинское оборудование, системы промышленного мониторинга и управления, а также бытовая электроника и «периферия» персональных компьютеров. Способность к самоорганизации и самовосстановлению, ячеистая (mesh-) топология, защищённость, высокая помехоустойчивость, низкое энергопотребление и отсутствие необходимости получения частотного разрешения делают Zigbee-сеть подходящей основой для беспроводной инфраструктуры систем позиционирования в режиме реального времени. Передача данных в рамках сети осуществляется по радиоканалу. Используемые частоты зависят от региона: для Европы выбрано значение 868 МГц, для США и ряда других стран — 915 МГц. Кроме того, стандарт предусматривает работу на частоте 2,4 ГГц — она не имеет привязки к географическому положению. При этом, подобное обилие вариантов мало сказывается на вопросах совместимости: по факту, практически все ZigBee-оборудование использует частоту 2,4 ГГц. Этот вариант обеспечивает наибольшую пропускную способность — в теории, она может достигать значения в 250 Кбит/с. ZigBee — асинхронный протокол, поэтому каждый узел может инициировать передачу в любой момент времени. Например, когда пользователь включает свет, данные посылаются мгновенно, независимо от быстродействия выключателя. Недостаток ZigBee заключается в том, что нельзя предсказать задержку пакета. Обычно принимается, что для передачи пакета требуется по 10 мс на каждый промежуток между абонентами. В Zigbee логических устройств может быть до 15 миллионов ,но при 1000-х диапазонов узлов будут возникать технические ограничения Таблица 3.1 – технические характеристики сети Zig Bee
Таблица 3.2- цифровые входные сигналы
 Рисунок 3.3 - Принцип работы сети Zig Bee Координатор — это узел, организовавший сеть. Именно он выбирает политику безопасности сети, разрешает или запрещает подключение к сети новых устройств, а также при наличии помех в радиоэфире инициирует процесс перевода всех устройств в сети на другой частотный канал. Роутер — это узел, который имеет стационарное питание и следовательно может постоянно участвовать в работе сети. Координатор также является роутером. На узлах этого типа лежит ответственность по маршрутизации сетевого трафика. Роутеры постоянно поддерживают специальные таблицы маршрутизации, которые используются для прокладки оптимального маршрута и поиска нового, если вдруг какое-либо устройство вышло из строя. Например, роутерами в сети ZigBee могут быть умные розетки, блоки управления осветительными приборами или любое другое устройство, которое имеет подключение к сети электропитания. Конечное устройство — это устройство, которое подключается к сети через родительский узел – роутер или координатор – и не участвует в маршрутизации трафика. Все общение с сетью для них ограничивается передачей пакетов на «родительский» узел либо считыванием поступивших данных с него же. «Родителем» для таких устройств может быть любой роутер или координатор. Конечные устройства большую часть времени находятся в спящем режиме и отправляют управляющее или информационное сообщение обычно только по определенному событию (нажатие кнопки выключателя, открытие окна или двери). Это позволяет им долго сохранять энергию встроенного источника питания. Примером конечных устройств в сетях ZigBee могут быть беспроводные выключатели, управляющие работой светильников и работающие от батареек, датчики протечки воды, датчики открытия/закрытия дверей. Стоит сказать, что конечные устройства делятся на 3 категории, каждая из которых имеет свои особенности, но о них в следующей части. 4 Разработка технической структуры АСУ Данная система наружного освещения многоуровневая а именно: трёхуровневая Нижний уровень –представляет собой объект управления с полевой автоматикой На нем располагаются датчики освещенности, фото реле PS-4, ЭПРА Средний уровень –это контроллеры, осуществляющие формирование управляющих сигналов, сбор и передачу информации на верхний уровень (применяется контроллер ДЕКОНТ-А9E2-16G коммутатор ) Верхний уровень –это операторская станция с автоматизированными рабочими местами (АРМ) операторов-технологов Для организации передачи данных выбран кабель (витая пара) и промышленная сеть zig bee Ящик управления освещением (ЯУО) представляет собой комплектное низковольтное устройство, обеспечивающее комплексную защиту и автоматизацию управления технологическим процессами. Ящики управления разрабатываются на базе микропроцессорной техники с возможностью регистрации событий и параметров и интеграции в систему АСУТП. Ящик управления освещением используется «УРАЛ СП АИС 2021» Устройство ЯУО «УРАЛ СП АИС 2021» представлено на рисунке 4.1  Рисунок 4.1 - Внешний вид ЯУО «УРАЛ СП АИС 2021» В ящике управления установлено два програмируемых логических контроллера ДЕКОНТ-А9E2-16G Контроллер обеспечивает взаимодействие с модулями ввода/вывода, производит необходимую первичную обработку информации, реализует управляющие алгоритмы, ведёт локальные архивы технологических параметров, выступает узлом в распределенных автоматизированных системах на основе сетей уровней LAN , производит непрерывную самодиагностику технического состояния. Для передачи информации контроллер имеют ряд коммуникационных интерфейсов. Внешний вид контроллеров приведен на рисунках 4.2, 4.3, 4.4, 4.5  Рисунок 4.2- Перечисление доступных разъемов для подключения к контроллеру  Рисунок 4.3 - Пояснение к подключению гнезда интерфейса “B”  Рисунок 4.4 - Пояснение к подключению гнезда интерфейса “E1/E2”  Рисунок 4.5 - Внешний вид контроллера ДЕКОНТ-А9E2-16G Контроллер обеспечивает передачу данных, взаимодействие с модулями ввода/вывода, производит необходимую первичную обработку информации, реализует управляющие алгоритмы, ведёт локальные архивы технологических параметров, выступает узлом в распределенных автоматизированных системах на основе сетей уровней LAN и производит непрерывную самодиагностику технического состояния. |