8 (916) 715–83–28
 

Электронная библиотека

Техническое решение по реализации системы контроля и управления оборудованием с применением протокола GPRS

06.10.2009
Справочник разработчика систем | ИТЦ-Промэнерго

        I.      Обоснование выбора канала связи

 

На текущий момент, укрупненно, реализация связи с удаленным оборудованием может базироваться на оборудовании различных стандартов:

 

·         Стандарт GSM (сотовая связь)

·         Стандарт IsatM2M (спутниковая связь)

·         Использование радиоканала (нелицензируемый диапазон)

·         Передача данных по проводным интерфейсам

·         другое

 

В каждом случае решение будет сопровождаться положительными и отрицательными моментами, которые наглядно представлены в табличном виде.

            Остановимся подробнее на возможностях построения систем телеметрии в сетях сотовой связи стандарта GSM. Этот стандарт предусматривает возможность трансляции данных в режиме CSD (Circuit Switched Data),  недостатком в данном случае будет являться высокая стоимость трафика (порядка 7 руб/мин), который будет отсчитываться с двух сторон (соединение модем-модем), а также необходимость оплачивать роуминг. Появление протокола GPRS позволило оптимизировать загрузку сети и, как следствие, тарифицировать объем переданных данных, а не время подключения. Такой подход позволяет получать бюджетные решения, например, зафиксированная при испытании плата за трафик при организации полнофункционального мониторинга с возможностью контроля и управления с применением GPRS составила 2,61 руб. Следует отметить, что GPRS предусматривает передачу информации с использованием сети интернет, поэтому вопросы роуминга в данном случае не актуальны (подробнее – см. информацию на сайтах ОпСоС).  

 

Протокол GPRS (General Packet Radio Service) используется для передачи данных в любых сетях GSM. Это позволяет сетям GSM быть совместимым с Internet. GPRS использует пакетную технологию для эффективной передачи неравномерного трафика. Протокол поддерживает скорость передачи от 9,6 Кб/с до более чем 150 Кб/с на одного пользователя.Основными характеристиками протокола GPRS являются эффективное использование радио- и сетевых ресурсов, а также полностью прозрачная поддержка протокола IP. GPRS оптимизирует использование сетевых и радиоресурсов. Протокол GPRS использует радиоресурсы только в тех случаях, когда реально требуется принять или передать данные. Используя пакетную технологию, этот протокол позволяет приложениям использовать сетевые ресурсы только тогда, когда пользовательские приложения имеют данные для передачи через сеть. Таким образом, протокол адаптирован к неравномерному характеру графика пользовательских приложений.Еще одной важной характеристикой GPRS является обеспечение немедленного

соединения и высокая пропускная способность.

 

        II.      Описание оборудования

 

На тестирование взят телеметрический комплекс Spinner, представляющий из себя устройство, совмещающее GSM-модем с поддержкой GPRS и микропроцессор для обеспечения совместимости программных интерфейсов контроллера, GSM-модема и телеметрического контроллера, и обеспечения процедур вхождения в связь. При включении питания Spinner устанавливает GPRS-соединение, получает свой IP-адрес, устанавливает соединение с клиентским ПО и переходит в режим трансляции данных в соответствии с запрограммированными установками.

При включении питания Spinner регистрируется в сети, подключается в GPRS и устанавливает соединение с сервером «Spyder», передавая ему свой текущий IP-адрес и переходит в режим трансляции данных от ОРС-сервера и от контроллера. На диспетчерском пункте должно быть обеспечено постоянное подключение к Интернету.

Программное обеспечение сервера работает с ОРС-сервером и обеспечивает индивидуальные каналы на каждый адрес ModBus.

Таким образом система «GSM-WEB» самостоятельно обеспечивает работу с GPRS и не требует специальных настроек контроллеров, ОРС-сервера и SCADA-системы. Вся система функционирует так, что имитирует подключение всех контроллеров по СОМ-порту непосредственно к компьютеру с установленным ОРС-сервером.

 

 

Технические данные:

 

Двухдиапазонный GSM/GPRS (EGSM900/1800 МГц)

Полное соответствие стандарту "ETSI GSM Phase 2+”

Мощность передатчика: Класс 4 (2Вт @ 850/900 МГц); Класс 1 (1Вт @ 1800/1900 МГц)

GPRS класс 10

Скорость передачи данных до 38400

Используемые модули GSMSiemens MC55

Интерфейс передачи данных – RS232 и RS485

Напряжение питания = 12-24 В

Потребляемая мощность 10Вт

  

        III.    Настройки системы

 

Прежде всего, проверяем IP-адрес, присвоенный провайдером Вашему интернет-соединению. Заходим на сайт www.myip.ru . Сайт возвращает IP-адрес обратившегося. В настоящее время услуга предоставления внешнего статического IP-адреса стоит 100 – 150 руб. в зависимости от провайдера.

1. Устанавливаем программу Virtual Null Modem (для начала можно скачать с интернета бесплатную версию, но к концу заливки USW она отрубит связь, т.к. установлено ограничение по трафику). Для рабочей эксплуатации потребуется выкупить лицензию. 

2. Эта программа создает и связывает 2 виртуальных COM-порта. Кликните по иконке, зайдите в настройки, установите With full handshake 2.

3. Проверьте в системе, что порты корректно прописались.

4. Установите ПО Spyder на диск С (туда же все, что в этой папке). Корректное функционирование и настройки видны на рисунке ниже. 

5. Дальше задача приводится к типовой. В случае нашего применения (контроллер GC-1F) используется версия служебного программного обеспечения USW 3.11.1. Все доступные версии размещены на сайте производителя www.deif.com/Download_centre/Software_download.aspx.

6. Настройки USW повторите как показано ниже.  Номера компортов поставить в соответствии с прописанными в Virtual Null Modem.

 

       IV.    Результаты тестирования

 

Система проверена в работе, полностью соответствует заявленным характеристикам. Оплата услуг оператора сотовой связи (МТС) за соответствующий объем переданной и полученной информации за сутки составил 56 руб. Статический IP-адрес предоставлен провайдером Билайн (стандартная услуга, активируется из личного кабинета, абонентская плата 130 руб/мес).

Произведено тестирование надежности работы системы:

- в случае пропадания питания контроллера дизельгенератора, система автоматически переустанавливает соединение с контроллером после подачи на него напряжения питания;

- в случае обрыва проводного интерфейса от контроллера дизеля до телекоммуникационного комплекса Spinner, комплекс автоматически продолжит трансляцию после восстановления целостности кабеля;

- в случае снятия напряжения питания с контроллера Spinner, связь автоматически переустановится после подачи напряжения питания на него;

- в случае снятия напряжения питания с ПК диспетчера, потребуется запустить ПК, перезагрузить программное обеспечение. Данные в этот промежуток времени фиксироваться не будут.

На основании проведенных опытов, надежность системы оценивается как высокая.

 

     

        V.    Перспективы использования

 

Применение системы оправдано в решениях по диспетчеризации оборудования в зонах покрытия сети GSM. Низкая стоимость трафика и отсутствие необходимости реализовывать связь с применением проводных интерфейсов позволяет получить бюджетное решение как для подвижных так и для стационарных ДГУ. В обоих случаях решаются специфические задачи по контролю за состоянием агрегатов:

- контроль расхода ДТ;

- реализация тестовых запусков для систем резервного электроснабжения;

- доступ к 100% функционала панели управления для удаленной диагностики состояния агрегата.

           

В перспективе возможно построение геораспределенных систем телеметрии с возможностью управления генераторными агрегатами с диспетчерского пульта.     

 

 

 

    

 

 

 

 



Карта сайта

Обратная связь