CellBOX-H/BOX-RTU. Sterownik komunikacyjny. Autor: Marek Podziewski, Andrzej Jemielity

Transkrypt

1 BIATEL S.A. Jana Pawła II 23, Warszawa tel , fax Oddział w Białymstoku Białystok, ul. Ciołkowskiego 2/2 Tel ; fax Sterownik komunikacyjny CellBOX-H/BOX-RTU Autor: Marek Podziewski, Andrzej Jemielity Tel ; fax Producent zastrzega sobie prawo wprowadzania zmian bez uprzedzenia.

2 Szanowni Państwo! Przekazujemy Państwu do użytkowania wyrób spełniający wysokie wymogi jakościowe, odpowiadające standardom światowym. Oferowane przez nas produkty są zgodne z wymaganymi dyrektywami Unii Europejskiej i posiadają znak CE. Producent zastrzega sobie możliwość dokonywania zmian w konstrukcji i oprogramowaniu wewnętrznym rejestratora CellBOX-H mając na celu podwyższenie walorów technicznoeksploatacyjnych Sądzimy, że wyrób nasz spełni Państwa oczekiwania. Jednakże warunkiem jest zaznajomienie się z treścią niniejszej instrukcji obsługi i eksploatacji oraz użytkowanie zgodnie z zawartymi w niej wskazówkami. Niniejsza instrukcja zawiera podstawowe informacje o rejestratorze CellBOX-H, w przypadku potrzeby dodatkowych informacji technicznych należy zwrócić się do producenta BIATEL S.A.. Należy bezwzględnie przestrzegać warunków eksploatacji podanych w niniejszej instrukcji (warunki środowiskowe, warunki zasilania, parametry elektryczne interfejsów komunikacyjnych, parametry mechaniczne, itd.); Producent nie ponosi żadnej odpowiedzialności na skutek niewłaściwego montażu i użytkowania urządzenia i szkód przez to wyrządzonych Strona 2 z 49

3 Spis treści: 1. Wstęp Opis Techniczny Przeznaczenie Dane techniczne Zasilanie Interfejsy użytkownika Wejścia analogowe Wejścia cyfrowe Pomiar temperatury: Rejestracja pomiarów Odczyt urządzeń zewnętrznych Funkcje dodatkowe Warunki pracy Rodzaj wykonania Moduł GSM (opcja GSM/GPRS) Oprogramowanie Podstawowe zalecenia dla prawidłowej eksploatacji Informacje o bezpieczeństwie użytkowania urządzenia z transmisją GSM/GPRS zalecenia ogólne Montaż Lokalizacja Urządzenia zewnętrzne Stymulatory serca Aparaty słuchowe i inne aparaty medyczne Strefy zagrożone wybuchem Instrukcja montażu Zawartość pakietu Instalacja Rejestrator w obudowie z tworzywa sztucznego Gabaryty CellBOX-H BOX Rozmieszczenie elementów (wersja basic+) Opis złącz Schematy aplikacyjne dla wejść analogowych i cyfrowych Podłączenie magistrali Uruchomienie rejestratora Obsługa rejestratora Komunikacja Harmonogramy pracy urządzenia Konfiguracja wejść analogowych Konfiguracja 3 wejść cyfrowych Liczenie przepływu Konfiguracja trybu licznikowe synchronizowane Konfiguracja 6 urządzeń podrzędnych (slave) Wymiana karty SIM (wersja GSM/GPRS) Konfiguracja pracy modemu Połączenie do serwerów Serwer alarmowy Serwery danych Ponawianie połączenia do serwera danych Strona 3 z 49

4 4.9. Bezpośrednia transmisja danych systemu z urządzeniami podrzędnymi Konfiguracja alarmów Przykładowe zastosowania CellBOX-H BOX w szafach telemetrii Notatki użytkownika Strona 4 z 49

5 1. Wstęp. Niniejszy dokument jest opisem funkcjonalnym-rejestratora CellBOX - H. Zawiera dane o sposobie montażu i eksploatacji urządzenia dla wersji v.2.0 (wykonanie w obudowie metalowej przystosowanej do montażu w skrzynkach hydrantowych CellBOX-H Hydrant i w obudowie z tworzywa sztucznego CellBOX-H BOX) oraz oprogramowania Hydra.NET. Należy bezwzględnie przestrzegać instrukcji obsługi oraz przepisów BHP przy instalacji i deinstalacji rejestratora CellBOX-H. 2. Opis Techniczny Przeznaczenie Urządzenie jest mikroprocesorowym rejestratorem programowalnym, przeznaczonym do pomiarów parametrów sieci wodociągowej z możliwością jednoczesnego wyświetlania i transmisji danych do nadrzędnego systemu. Zapewnia pomiar i rejestrację w czasie rzeczywistym ciśnienia, temperatury, trzech dowolnym wielkości fizycznych przetworzonych na standardowy sygnał elektryczny 4-20mA oraz stanu trzech wejść cyfrowych. W obudowie metalowej jest przystosowany bezpośrednio do pracy w podziemnych skrzynkach hydrantowych. Po zastosowaniu odpowiednich przyłączy dopasowujących gniazdo przyłączeniowe CellBOX-H Hydrant, urządzenie może pracować w innych lokalizacjach poza skrzynką hydrantową. Wykonanie w obudowie z tworzywa sztucznego CellBOX-H BOX jest przystosowane do zabudowy w szafach automatyki jak również jako niezależny rejestrator. Dzięki zwartej budowie, wyposażeniu w kpl. wewnętrznych baterii, nieulotną wewnętrzną pamięć FLASH oraz wbudowany przetwornik ciśnienia (wykonanie obudowa metalowa) i temperatury autonomicznie dokonuje pomiarów i rejestracji. Dla wersji rejestratora wyposażonego opcjonalnie w modem GSM/GPRS, oprócz rejestracji danych lokalnie, możliwa jest automatyczna transmisja wyników pomiarów do centrali (np. dyspozytornia). Strona 5 z 49

6 2.2. Dane techniczne Zasilanie Napięcie zasilania: wewnętrzne pakiet baterii bezobsługowych BPACK-2.1 BIATEL; żywotność baterii 5 lat przy rejestracji pomiarów co 15 min bez obsługi modułu GSM; zewnętrzne maksymalne V DC, zalecane V DC; dla pracy z modemem GSM/GPRS zasilacz powinien być przystosowany do impulsowego obciążenia mocą ok. 10 W; Interfejsy użytkownika Interfejs RS232; Zasilanie zewnętrzne; Złącza dla wejść analogowych i wejść cyfrowych; Złącze antenowe GSM wyk. spec. (opcja GSM/GPRS); Wyświetlacz 16 znakowy LCD; Przycisk; Wejścia analogowe Urządzenie jest wyposażone w 4 wejścia analogowe nieizolowane galwanicznie, o rozdzielczości 12 bitów z filtrem cyfrowym eliminującym zakłócenia sieci energetycznej 50Hz: 4 wejścia uniwersalne standardowo: wej. prądowe o zakresie 4 20mA; rezystancja wejściowa 100Ω; dokładność 0,1%; możliwość innej konfiguracji wg zamówienia wykonanie specjalne; w wykonaniu z wewnętrznym przetwornikiem ciśnienia, jedno z wejść analogowych jest wykorzystane do pomiarów wskazań przetwornika; na specjalne zamówienie ilość wejść analogowych może być zwiększona do 6 zgodnie ze specyfikacją użytkownika Wejścia cyfrowe 3 wejścia konfigurowalne - uniwersalne o wspólnej masie, przystosowane do współpracy z układami typu OC lub łącznik mechaniczny ; średni czas reakcji 10 ms; zdarzeniowe (min. interwał trwania zdarzenia 1 s); licznikowe (np. współpraca z wodomierzem wyposażonym w nadajnik impulsów, fmax=60 Hz); licznikowe-synchronizowane (wejście licznikowe okresowo synchronizowane z urządzeniem zewnętrznym z protokołem Modbus RTU) Strona 6 z 49

7 Pomiar temperatury: - Urządzenie umożliwia pomiar temperatury wewnętrznej: zakres o C; dokładność ±2 o C; Rejestracja pomiarów - Wewnętrzna nieulotna pamięć typu FLASH pozwalająca na rejestrację rekordów 1 z pomiarami w cyklu kołowym (tzn. po zapisaniu całego obszaru nowe zapisy są umieszczane ponownie od początku obszaru logowania), możliwość powiększenia obszaru pamięci x 2. - rejestracja danych z interwałem czasowym od 1s do 31 dni z rozdzielczością 1s; Odczyt urządzeń zewnętrznych - Możliwość odczytu danych z 6 urządzeń zewnętrznych protokołem Modbus RTU - Odczytane dane są rejestrowane w wewnętrznej nieulotnej pamięć typu FLASH. Maksymalna liczba próbek wynosi w cyklu kołowym (tzn. po zapisaniu całego obszaru nowe zapisy są umieszczane ponownie od początku obszaru logowania), możliwość powiększenia obszaru pamięci x 2. - Odczyt i rejestracja danych z interwałem czasowym od 10s do 31 dni z rozdzielczością 10s; Funkcje dodatkowe - Wewnętrzny zegar czasu rzeczywistego; - Kontrola stanu rozładowania pakietu baterii wewnętrznych; - Detektor zasilania zewnętrznego, po podłączeniu napięcia zewnętrznego urządzenie odcina baterie wewnętrzne i pobiera energię z zasilania zewnętrznego. Aktualne źródło zasilanie sygnalizowane jest na wyświetlaczu symbolem baterii lub symbolem składającym się z plusa i minusa. - Detektor aktywności portu RS232 - Przycisk do uaktywniania wyświetlacza LCD i zmiany kolejnych komunikatów; (aktywujący wyświetlacz i zmieniający kolejne komunikaty) inny opis, ale jak uważasz - Odczyt zawartości pamięci rejestratora z komputera przenośnego bez przerywania procesu rejestracji; - Możliwość definiowania progów alarmowych na wejściach cyfrowych jak i analogowych; 1 1 rekord pomiary obrazujące aktualny stan rejestratora (temperatura, stan wejść analogowych, stan baterii, liczniki, zdarzenia:obecność zasilania zewnętrznego, aktywny port RS232, zmiana stanu wejść cyfrowych); Strona 7 z 49

8 Warunki pracy - Temperatura otoczenia: Rejestrator bez modemu GSM: o C; Rejestrator z aktywnym modemem GSM: oC; - Temperatura przechowywania: o C; - Zakres temperatury mierzonego medium (woda): C Uwaga: Urządzenie nie może pracować w przyłączu w przypadku groźby zamarznięcia medium (woda). Grozi to uszkodzeniem przetwornika ciśnienia znajdującego się wewnątrz rejestratora Rodzaj wykonania - Obudowa z tworzywa sztucznego; - Wymiary wysokość max. 61 mm; szerokość max. 131 mm, głębokość max 130 mm; - masa ok. 1 kg; - Wykonanie IP65 (do zabudowy do szafki telemetrii) lub IP67 (do zabudowy bezpośrednio w komorze pomiarowej); Moduł GSM (opcja GSM/GPRS) - Dual Band EGSM 900 and GSM1800 (GSM Phase 2+) - Transmission: GPRS; - GPRS multi-slot class 4, GPRS data downlink transfer: max. 39 kbps, GPRS data uplink transfer: max. 13 kbps; - Rx czułość: dBm (E-GSM 900); dBm (GSM 1800); - Pobór mocy: Class 4 (2W) for EGSM900, Class 1 (1W) for GSM1800; - SIM card 3V (small size GSM version); - Wymagana antena zewnętrzna o impedancji 50 Ω; - Rejestrator posiada gniazdo na karty SIM typu SIM Holder i akceptuje karty SIM 3V; Oprogramowanie Możliwość pracy w systemach SCADA TelWIN oraz innych systemach scada obsługujących protokły ModBUS TCP i ModBUS RTU. Strona 8 z 49

9 Podstawowe oprogramowanie do odczytu i konfiguracji rejestratora: aplikacja Biatel HydraNet Podstawowe zalecenia dla prawidłowej eksploatacji. Aby eksploatacja rejestratora przebiegała właściwie należy bezwzględnie stosować się do następujących zaleceń: Nie wolno wystawiać urządzenia na działanie ognia oraz czynników chemicznych Informacje o bezpieczeństwie użytkowania urządzenia z transmisją GSM/GPRS zalecenia ogólne Montaż. Montaż, instalacje antenowe, połączenia, itp. powinny być wykonywane przez osoby z doświadczeniem z zakresu pracy z urządzeniami elektronicznymi lub radiowymi (np. GSM) Lokalizacja. Przy wyborze miejsca pracy rejestratora z aktywnym modemem GSM/GPRS należy stosować się do obowiązujących na danym obszarze przepisów i oznakowań. Używanie w miejscach gdzie jest zabronione stosowanie urządzeń GSM lub urządzeń emitujących fale o częstotliwości radiowej (z powodu możliwych zakłóceń radiowych lub innych) jest niedozwolone Urządzenia zewnętrzne. Przed instalacją rejestratora z aktywnym modemem GSM/GPRS należy upewnić się czy zewnętrzne urządzenia nie są podatne na sygnały o częstotliwości radiowej (900/1800 MHz zakres pracy GSM) które mogą zakłócać ich pracę. Strona 9 z 49

10 Stymulatory serca. Zalecane jest aby odległość pomiędzy anteną zewnętrzną rejestratora z aktywnym modemem GSM/GPRS a stymulatorem serca była większa niż 20 cm. Jest to minimalna odległość zalecana przez producentów tych urządzeń zabezpieczająca stymulator przed potencjalnymi zakłóceniami Aparaty słuchowe i inne aparaty medyczne. Niekiedy sygnał emitowany przez antenę zewnętrzną rejestratora z aktywnym modemem GSM/GPRS (urządzenie GSM) może powodować zakłócenia w pracy aparatów słuchowych lub w funkcjonowaniu medycznej aparatury elektronicznej. W przypadku stwierdzenia występowania takich zakłóceń należy zapoznać się ze szczegółowymi zaleceniami eksploatacyjnymi producenta aparatu słuchowego a w przypadku aparatury medycznej należy bezwzględnie skontaktować się z producentem w celu upewnienia się o fakcie odpowiedniego zabezpieczenia wyżej wymienionej aparatury przed niekorzystnym wpływem fal o częstotliwości radiowej (zakres GSM) Strefy zagrożone wybuchem. Nie jest dozwolone instalowanie rejestratora z aktywnym modemem GSM/GPRS w miejscach, w których warunki fizyko-chemiczne mogą doprowadzić do wybuchu. W przypadku braku oznakowania nie należy instalować urządzenia w strefach zagrożonych wybuchem, w miejscach składowania paliw płynnych i gazowych, składowania materiałów łatwopalnych, zabrudzonych pyłami metali lub ziaren roślin zbożowych. Strona 10 z 49

11 3. Instrukcja montażu Zawartość pakietu - Płyta CD z oprogramowaniem 1 sztuka - Instrukcja montażu i eksploatacji 1 sztuka - Rejestrator CellBOX - H kpl. (z pakietem baterii wewnętrznych) 1 sztuka - Kabel antenowy wyk. spec. dług. 2 m (opcja dla GSM/GPRS) 1 sztuka - Pakiet akumulatorów zewnętrznych (opcja dla GSM/GPRS) 1 szuka Dla wersji w obudowie metalowej: - Kabel komunikacyjny RS232 v2.0(cab/com/2) standard dług.1m 1 sztuka - Kabel sygnałowy IN2 v2.0(cab/sig/in2/2) - standard dług. 1m 1 sztuka Dla wersji w obudowie z tworzywa sztucznego: - Kabel komunikacyjny RS232 v2.0(cab/com/2) standard dług. 1m 1 sztuka - Kabel sygnałowy IN2 v2.0(cab/sig/in2/2) - standard dług. 1m 1 sztuka - Kabel sygnałowy IN1 v2.0(cab/i2/in1/2)- standard dług. 1m 1 sztuka Przy indywidualnym zamówieniu użytkownika rzeczywista ilość i długość kabli oraz zawartość pakietu może być inna niż podana powyżej. Strona 11 z 49

12 3.2. Instalacja Rejestrator w obudowie z tworzywa sztucznego Wymiary CellBOX-H BOX Rys. 1 Wymiary rejestratora Strona 12 z 49

13 Rozmieszczenie elementów (wersja basic+). Wyświetlacz LCD Przycisk do przewijania komunikatów na wyświetlaczu LCD Uchwyt mocujący do montażu w skrzynce telemetrycznej Gniazdo do przyłączenia zewnętrznego przetwornika ciśnienia oraz zasilania Gniazdo do podłączenia dodatkowych zewnętrznych sygnałów analogowych i cyfrowych Gniazdo Antenowe GSM (opcja) Gniazdo z portem szeregowym RS232 i stykami dla zasilania zewnętrznego Rys. 2 Rozmieszczenie elementów rejestratora wersja basic. Strona 13 z 49

14 3.3. Opis złącz Standardowo urządzenie w obudowie z tworzywa sztucznego i gniazdami z serii 723 jest wyposażone w trzy złącza oznaczone Input 1, Input 2 i Com: a) gniazdo portu szeregowego i zasilania zewnętrznego (ozn. COM); 1 Vext1 zasilanie zewnętrzne CellBOX-H 2 Vext2 zasilanie zewnętrzne CellBOX-H 3 -AI4 4 +AI4 dodatkowe wejścia analogowe 5 GND (masa przejściówki RS232 z komputera) 6 Tx (wyjście) 7 Rx (wejście) 8 VCC_EXT (zasilanie przejściówki RS232 z komputera) Widok od strony styków b) Input 1 gniazdo do przyłączenia zewnętrznego przetwornika ciśnienia o wyjściowym sygnale elektrycznym 4-20 ma oraz zasilania zewnętrznego 1 Vext1 zasilanie zewnętrzne CellBOX-H 2 Vext2 zasilanie zewnętrzne CellBOX-H 3 -AI0 4 +AI0 dodatkowe wejścia analogowe 5 -PIN masa analogowa przetwornika ciśnienia 6 +PIN sygnał analogowy przetwornika ciśnienia 7 NC nie podłączone 8 +Vai zasilanie zewnętrznego przetwornika ciśnienia Strona 14 z 49

15 c) Input 2 gniazdo do przyłączenia dodatkowych zewnętrznych sygnałów analogowych i cyfrowych oraz zasilania zewnętrznego 1 -AI3 2 +AI3 dodatkowe wejścia analogowe 3 +AI2 4 +AI1 5 GNDi wspólna masa sygnałów cyfrowych 6 NC nie podłączone 7 DI2 8 DI0 dodatkowe wejścia cyfrowe 9 DI1 10 -AI2 dodatkowe wejścia analogowe 11 -AI1 12 +Vai zasilanie zewnętrznych przetworników dostarczane przez rejestrator CellBOX-H Dodatkowo dla opcji z modułem GSM/GPRS rejestrator jest wyposażony w czwarte złącze - gniazdo antenowe do przyłączenia zewnętrznej anteny GSM, dla opcji standard + urządzenie wyposażone jest w wewnętrzny przetwornik ciśnienia oraz szybkozłącze umożliwiające bezpośrednie podłączenie. Dla wykonania IP 67 jest to gniazdo z serii ERA.0E.250.CTL. Strona 15 z 49

16 Standardowo rejestrator wyposażony jest w następujące przewody: a) Kabel transmisyjny połączenie Rejestrator - komputer Funkcja Nr pinu DB9F Rx 3 GND 5 Tx 2 Kabel służy do połączenia rejestratora z komputerem PC (odczyt pamięci, konfiguracja). Rys. 3 Kabel komunikacyjny RS 232 v2.0 (CAB/COM/2) b) Kabel sygnałowy INPUT 1 Połączenie Rejestrator - przetwornik Nr pinu Funkcja wtyku Pin 6 +Pin 2 GNDext 1 +Vext 8 +VP Strona 16 z 49

17 Widok wtyku od strony kołków Rys. 4 Kabel rejestrator-przetwornik. Strona 17 z 49

18 a) Kabel sygnałowy INPUT2 Połączenie Rejestrator - przetworniki Nr styku w złączu 720 Funkcja 1 -AI3 2 +AI3 3 +AI2 4 +AI1 5 GNDi 6 NC 7 DI2 8 DI0 9 DI1 10 -AI2 11 -AI1 Kabel służy do przyłączenia zewnętrznych przetworników pomiarowych, układów automatyki (wodomierze, łączniki krańcowe itp.). Widok wtyku od strony kołków Strona 18 z 49

19 Rys. 5 Kabel sygnałowy IN2 v2.0(cab/sig/in2/2). d) Kabel antenowy długości ok. 2m dla opcji z modułem GSM/GPRS. Kabel o impedancji 50 Ω służy do przyłączenia anteny zewnętrznej GSM. Zakończony jest wtykiem FFA.0E.250.CTAC30 opcja IP67 lub gniazdem FME dla opcji IP Schematy aplikacyjne dla wejść analogowych i cyfrowych Rejestrator CellBOX-H Złącze 100 Ohm GND Układ zasilania rejestratora +Vai +AI1 -AI1 Przetw. pomiarowy wyj. prądowe 4-20mA + - Przetwornik pomiarowy zasilany zewnętrznie Przetw. pomiarowy wyj. prądowe 4-20mA + - Przetwornik pomiarowy zasilany z rejestratora Przetw. pomiarowy wyj. prądowe 4-20mA Zasilacz Przetwornik pomiarowy zasilany z linii pomiarowej poprzez zewnętrzny zasilacz - Rys. 6 Wejście analogowe (Przykład kanału AI1). Rejestrator standardowo jest wyposażony w trzy wejścia analogowe bez separacji galwanicznej zabezpieczone przeciw-przepięciowo o zakresie pomiarowym 4-20 ma. Użytkownik może podłączyć do nich dowolny przetwornik pomiarowy z wyjściem standardowym 4-20 ma i własnym zasilaniem lub skorzystać z zasilania rejestratora +Vai (przy zasilaniu z Strona 19 z 49

20 zasilacza zewnętrznego +Vai jest równe +Vext 1,2V, natomiast przy braku zasilania zewnętrznego +Vai jest równe napięciu zasilania przetwornika ciśnienia z wewnętrznego pakietu baterii tzn. może zmieniać się w granicach od 12 do 25 V DC). Uwaga: Napięcie +Vai jest generowane tylko przez okres 200 ms z interwałem czasowym równym okresowi rejestracji rejestratora. Rejestrator CellBOX-H Złącze VCC DI1 GNDdi Łącznik mechaniczny Łącznik typu OC Rys. 7 Wejście cyfrowe (Przykład kanału DI1). Do wejść cyfrowych można podłączyć dowolny łącznik mechaniczny, styki przekaźnika, kontaktronu lub układ typu OC. Wejścia mogą pracować zdarzeniowo rejestrując zmianę stanu lub w trybie licznikowym zliczając kolejne impulsy. Maksymalna częstotliwość pracy wejść licznikowych wynosi 60Hz. Wejścia analogowe i cyfrowe posiadają zabezpieczenia przed podaniem napięcia o odwrotnej polaryzacji oraz przeciwprzepięciowe. Przy instalacji urządzenia poza studnią pomiarową zaleca się stosowanie separatorów sygnałowych. Strona 20 z 49

21 Rys. 8 Wejście analogowe Input 1 (Przykład podłączenia przetwornika ciśnienia) Podłączenie magistrali 485 Rys. 9 Podłączenie magistrali RS485 Strona 21 z 49

22 CellBOX-H Modbus RTU może odpytywać urządzenie podrzędne po magistrali RS485. W tym celu należy podłączyć konwerter COIN-U24(prod. Biatel SA) do gniazda COM CellBOX-a a z drugiej strony do zasilania i magistrali RS485. Poprawne podłączenie konwertera będzie sygnalizowane świeceniem diod LED(światłem ciągłym dioda sygnalizująca zasilanie i miganiem diod sygnalizujących nadawanie i odbiór) Uruchomienie rejestratora Użytkownik otrzymuje rejestrator wyposażony w pakiet baterii wewnętrznych dzięki czemu urządzenie jest gotowe do pracy. Aby wydłużyć ich czas życia w trybie GSM/GPRS (opcja z modułem GSM/GPRS) zaleca się stosowanie zasilania zewnętrznego. Urządzenie należy skonfigurować do pracy w systemie pomiarowym wg zaleceń niniejszej instrukcji. Przy pierwszym uruchomieniu można to wykonać wyłącznie poprzez port szeregowy RS-232 posługując się programem Biatel HydraNet (niezbędny komputer PC oraz zalecany zasilacz zewnętrzny). W przypadku potrzeby późniejszej zmiany ustawień konfiguracyjnych dokonujemy ją w sposób podobny jak przy pierwszej konfiguracji ale pamiętając, że w wersji GSM/GPRS dostępna jest również konfiguracja zdalna za pośrednictwem sieci GSM poprzez usługę GPRS. Konfiguracji podlegają następujące elementy: a) 3 wejścia analogowe uniwersalne: b) 3 wejścia cyfrowe uniwersalne: c) konfigurację 6 urządzeń podrzędnych d) konfigurację połączenia GSM/GPRS Strona 22 z 49

23 4. Obsługa rejestratora Rejestrator jest urządzeniem w pełni autonomicznym wyposażonym w wewnętrzny pakiet baterii wystarczający na pracę przez okres ok. 5 lat, wyłącznie przy rejestracji pomiarów, co 15 min. lub rzadziej. Należy pamiętać, że zwiększanie częstotliwości pomiarów jak i odczytów bez podawania zasilania zewnętrznego skraca czas pracy baterii. Czas pracy rejestratora z aktywnym modułem GSM/GPRS na wewnętrznym pakiecie baterii lub zewnętrznym pakiecie akumulatorów silnie zależy od częstości nawiązywania połączenia, jego długości jak i poziomu sygnału (im mniejszy poziom sygnału sieci GSM oraz dłuższe, częstsze transmisje danych, tym okres pracy bateryjnej będzie krótszy np. w skrajnym przypadku dla modemu włączonego non-stop i transmisji bieżących pomiarów co 5 s przewidywany czas życia przy zasilaniu z wewnętrznych baterii wyniesie ok. 36 godzin!), z tego też względu jest zalecane korzystanie z zewnętrznego zasilacza lub pakietu akumulatorów (produkcji BIATEL). Rejestrator kontroluje stan baterii i wyświetla ten parametr w jednostkach napięcia [V]. Prawidłowe wskazanie napięcia baterii powinno być w granicach 25.2 [V] Wskazanie poniżej 21 [V] oznacza, że należy w niedługim czasie dokonać wymiany baterii, a wskazanie poniżej 19.6 [V] oznacza, że baterie są rozładowane. W niskich temperaturach napięcie baterii samoczynnie obniża się. Jest to zjawisko normalne i nie należy tego traktować jak rozładowanie pakietu baterii. Rejestrator jest odporny na zmianę biegunowości zasilania zewnętrznego. Strona 23 z 49

24 4.1. Komunikacja Komunikacja z urządzeniem może odbywać się przez: wyświetlacz LCD; sieć GSM/GPRS (opcja); port szeregowy rs232. Wyświetlacz LCD; Sposób aktywowania wyświetlacza jest zależny od rodzaju urządzenia: CellBOX H w obudowie metalowej Przysłanięcie na ok. 10 s okienka czujnika optycznyego; CellBOX H w obudowie z tworzywa sztucznego Naciśnięcie przycisku na obudowie urządzenia. Czas wygaszenia wyświetlacza wynosi 120 sekund od ostatniego naciśnięcia przycisku na obudowie urządzenia. Po uaktywnieniu wyświetlacza pomiar ciśnienia i temperatury jest dokonywany co 10 s niezależnie od ustawionego interwału próbkowania (zapis do pamięci w dalszym ciągu odbywa się z ustalonym okresem próbkowania). Wyświetlacz jest podzielony na dwa pola: 1. aktualnych wartości pomiarowych i systemowych; 2. stanu zasilania i aktywności modułu komunikacyjnego GSM/GPRS. Dla urządzeń CellBOX H w obudowie metalowej aktualne wartości pomiarowe i systemowe zmieniają się cyklicznie co 2 sekundy. Dla urządzenia CellBOX H w obudowie z tworzywa sztucznego zmiana wyświetlanej wartości następuje po naciśnięciu przycisku. Użytkownik może wybrać do 32 parametrów jakie będą cyklicznie wyświetlane. Wyświetlany parametr składa się z następujących elementów: a. opisu parametru, np. Bat, T, AI0; b. wartości bieżącej; c. jednostki charakterystycznej dla parametru, np. kpa, C, V. Strona 24 z 49

25 Jeżeli długość wyświetlanego parametru przekracza 14 znaków jest on przewijany tak, by użytkownik mógł odczytać jego wartość. W polu stanu zasilania i aktywności modułu komunikacyjnego GSM/GPRS wyświetlane są cyklicznie następujące elementy: 1. stan zasilania: a. zasilanie zewnętrzne b. zasilanie bateryjne; stopień wypełnienia wyświetlanej baterii oznacza stopień jej naładowania 2. stan poziomu sygnału GSM a. sygnał od 0 do 8 b. sygnał od 9 do 16 c. sygnał od 17 do 25 d. sygnał od 26 do sygnalizacja wykonywanych czynności przez urządzenie pracujące w GSM/GPRS a. M włączony modem b. C zalogowany do GSM c. G zalogowany do GPRS d. D połączony do serwera danych e. A połączony do serwera alarmowego f. T przezroczystość do urządzeń podrzędnych 4. Sygnalizacja podłączenia kabla komunikacyjnego a. - odłączony kabel komunikacyjny b. - podłączony kabel komunikacyjny Aby komunikować się z rejestratorem, należy dysponować oprogramowaniem Biatel Hydra.NET oraz specjalnym kablem komunikacyjnym. Do odczytania pamięci rejestratora nie jest wymagany zasilacz zewnętrzny, Strona 25 z 49

26 jednak w przypadku dłuższej pracy rejestratora z komputerem zaleca się stosowanie zasilacza zewnętrznego o napięciu V DC w celu oszczędzania baterii wewnętrznych. Za pomocą portu lokalnego można dokonać konfiguracji urządzenia oraz odczytać zawartość pamięci. Domyślne parametry portu szeregowego (do transmisji używamy tylko sygnałów Rx i Tx): Prędkość transmisji: 9600 bitów/s Bity danych: 8; Parzystość: brak; Bity stopu: 1; Sterowanie przepływem: brak. Wymagania jakie należy spełnić aby korzystać z rejestratora CellBOX-H w wersji GSM/GPRS: - należy dysponować kartą SIM z aktywną usługą GPRS i statycznym adresem IP (karta będzie pracować w rejestratorze); - w punkcie, gdzie zostanie zainstalowany rejestrator (dokładnie antena) musi być zasięg działania operatora Sieci GSM, do którego jest przypisana karta SIM; - po stronie odbiorczej: należy dysponować oprogramowaniem komunikacyjnym np. Hydra.NET odczyt zawartości pamięci, stanu bieżącego jak również wykonanie zdalnej zmiany konfiguracji i zarządzanie pakietami kontrolnymi, dołączane z każdym rejestratorem) lub dedykowaną aplikacją zarządzającą systemem telemetrii i udostępniającą wizualizację stanu pracy szeregu urządzeń; sterownikiem CellBOX-U lub modemem GSM/GPRS (kolejna karta SIM z usługą GPRS, połączenie typu Dial-Up lub łączem stałym do APN). Strona 26 z 49

27 Urządzenia CellBOX-H komunikują się przy użyciu protokołu TCP/IP. Urządzenie pracuje jako TCP klient (urządzenie łączy się do systemu Hydra.NET). Zaletą tego rozwiązania jest to, że użytkownik nie musi kontrolować czasu w którym następuje połączenie. Zadania dla urządzenia (odczyt danych, konfiguracja) są składowane w bazie danych i realizowane w momencie połączenia. W tym trybie w urządzeniu można stosować karty SIM dowolnego operatora 4.2. Harmonogramy pracy urządzenia Wszystkie czynności urządzenia wykonywane są w cyklach zwanymi harmonogramami. Można wyróżnić następujące harmonogramy: 1. Rejestracja parametrów urządzenia 2. Odczyt danych z urządzeń podrzędnych (slave) - po odczycie danych mogą one być rejestrowane w pamięci nieulotnej 3. Dwa harmonogramy do konfiguracji połączeń do serwerów danych Strona 27 z 49

28 4. Systemowy wykonywany co sekundę, bez możliwości modyfikacji jego parametrów; jest odpowiedzialny za: Sprawdzanie czy nie zachodzi konieczność logowania alarmowego Jeżeli uruchomiony jest wyświetlacz, port komunikacyjny lub modem co 10 sekund dokonywany jest pomiar analogowy Co 10 sekund wyliczany jest przepływ i zliczana jest wartość liczników Co 10 sekund sprawdzany jest stan wejść cyfrowych skonfigurowanych jako zdarzeniowe W przypadku nieudanej próby połączenia do serwera danych (połączenia cykliczne) po upłynięciu 10 minut nastąpi kolejna próba zestawienia połączenia. Maksymalna liczba powtórzeń wynosi 3. W konfiguracji harmonogramów istnieją trzy parametry: 1. Czas następnego wykonania Parametr określający kiedy zostanie wykonane zadanie. Ustawienie tego parametru na wartość teraz spowoduje natychmiastowe wykonanie zadania. Strona 28 z 49

29 Czas kolejnego wykonania zadania zostanie wyliczony na podstawie wielokrotności parametru interwał w stosunku do parametru start 2. Interwał Określa częstotliwość wykonywania zadań. 3. Start Określa czas wykonywania kolejnych zadań. Jeżeli jest ustawiony na wartość teraz, czas wykonania kolejnego zadania zostanie obliczona od momentu uruchomienia zadania z doliczonym interwałem. Jeżeli ma ustawiony czas startu z przeszłości, czas kolejnego zadania zostanie ustawiony najbliższy czas w przyszłości (wielokrotność interwału) W momencie modyfikacji ustawień któregokolwiek z 5 harmonogramów nastąpi reinicjalizacja wszystkich harmonogramów. W takiej sytuacji harmonogramy z ustawioną wartością Start na teraz zostaną wykonane natychmiast Strona 29 z 49

30 4.3. Konfiguracja wejść analogowych Użytkownik może dokonać konfiguracji zakresów pomiarowych trzech wejść uniwersalnych oraz ciśnienia. Zakresy pomiarowe temperatury i baterii są ustawione przez producenta i nie ma możliwości ich modyfikacji. Pomiar wszystkich wejść analogowych (3 wejścia ogólnego przeznaczenia, ciśnienie, temperatura i bateria) dokonywany jest jednocześnie wg konfiguracji harmonogramu pomiarowego. Możliwa jest również modyfikacja opisów wejść oraz ich jednostki które będą wyświetlane na wyświetlaczu LCD. Strona 30 z 49

31 Wszystkie wejścia analogowe są skalibrowane przez producenta i użytkownik nie ma możliwości modyfikacji ich nastaw Konfiguracja 3 wejść cyfrowych Każde z trzech wejść cyfrowych może być skonfigurowane na jeden z następujących trybów pracy: Wyłączone - w tym trybie wejście nie jest obsługiwane Zdarzeniowe co 10 sekund sprawdzany jest stan wejścia, zmiana stanu wykryta podczas sprawdzania jest sygnalizowana stosownym alarmem, który może powodować wymuszenie połączenia do serwera alarmowego lub zwiększenie częstotliwości logowania Licznikowe w tym trybie urządzenie zlicza przychodzące impulsy i co 10 sekund oblicza wartość licznika głównego. W tym trybie dla wejścia liczony jest również chwilowy przepływ Licznikowe synchronizowane z urządzeniem SLAVE w tym trybie urządzenie po odczytaniu urządzenia SLAVE (wg harmonogramu) synchronizuje wartość swojego licznika z licznikiem urządzenia podrzędnego. Pomiędzy odczytami urządzenie koryguje swój licznik na podstawie przychodzących impulsów na wejście podobnie jak to ma miejsce w trybie licznikowe. Na podstawie przychodzących impulsów liczony jest również przepływ. Funkcjonalność ta jest możliwa do zrealizowania przy współpracy z wszystkimi typów licznikami Strona 31 z 49

32 komunikujących się protokołem ModBUS RTU z dostępnymi rejestrami licznika Liczenie przepływu Dla wejść cyfrowych skonfigurowanych jako licznikowe, lub licznikowe synchronizowane liczony jest chwilowy przepływ Przepływ liczony jest na podstawie czasu między dwoma ostatnimi impulsami na każdym wejściu osobno. Strona 32 z 49

33 Konfiguracja trybu licznikowe synchronizowane Przykład konfiguracji dla urządzenia MAG 8000 Konfiguracja urządzenia podrzędnego: Konfiguracja wejścia licznikowego synchronizowanego z pierwszym licznikiem urządzenia (zwracam uwagę na kolejność rejestrów): Konfiguracja wejścia licznikowego synchronizowanego z pierwszym licznikiem urządzenia: Strona 33 z 49

34 4.5. Konfiguracja 6 urządzeń podrzędnych (slave) Sterownik CellBOX H ma możliwość odczytywania danych z maksymalnie sześciu urządzeń podrzędnych. Wszystkie urządzenia podrzędne podłączone do urządzenia CellBOX-H komunikują się z nim na jednej prędkości transmisji. Prędkość tą konfiguruje się w zakładce Połączenie Strona 34 z 49

35 Wszystkie urządzenia podrzędne muszą mieć unikalne adresy modus. Ustawienie adresu modus urządzenia podrzędnego na wartość 0 spowoduje zaniechanie odpytywania tego urządzenia przez sterownik CellBOX H. Użytkownik może również nadać urządzeniom podrzędnym charakterystyczne nazwy które będą pojawiały się na wyświetlaczu LCD podczas wyświetlania informacji o liczbie ramek poprawnych i niepoprawnych podczas komunikacji z urządzeniem. Wszystkie urządzenia podrzędne odpytywane są cyklicznie wg jednego harmonogramu. Strona 35 z 49

36 Użytkownik może zdefiniować po którym odczycie danych z urządzeń mają one być zalogowane do nielotnej pamięci FLASH: Odczytanych i zalogowanych do pamięci nielotnej może być maksymalnie 64 szesnastobitowych rejestrów ze wszystkich urządzeń podrzędnych. Użytkownik ma do dyspozycji 32 bloki w których określa z jakich urządzeń podrzędnych będą odczytywane określone rejestry. Należy zdefiniować: kod funkcji protokołu modus adres początkowy rejestrów liczba rejestrów Strona 36 z 49

37 Dane z urządzeń podrzędnych mogą być odczytywane następującymi funkcjami protokołu modbus: Wybranie kodu funkcji unused spowoduje pomijanie tego bloku danych w cyklach odczytów i logowania danych z urządzeń. Strona 37 z 49

38 4.6. Wymiana karty SIM (wersja GSM/GPRS) Sprawdzić czy w gnieździe karty SIM znajdującym się wewnątrz rejestratora jest karta SIM (jeśli jej brak - to należy ją tam umieścić). W tym celu należy odkręcić 4 śruby montażowe górnej pokrywy rejestratora, a następnie ostrożnie wyjąć lub odwrócić panel z modułem elektroniki. Należy zwrócić uwagę, aby nie rozpiąć złącz kabli wychodzących z wnętrza rejestratora. Kierunek wkładania karty SIM W/w czynności należy wykonywać wyłącznie przy odłączonym zasilaniu zewnętrznym. Rys. 10 Sposób montażu/demontażu karty SIM. Strona 38 z 49

39 Podłączyć rejestrator do komputera i uruchomić oprogramowanie Hydra.NET. Posługując się aplikacją należy przygotować rejestrator do wyjęcia/włożenia karty SIM: Odznaczyć Tryb pracy modemu w opcji Wyłączony Jeżeli modem jest włączony poczekać aż do momentu wyłączenia (na wyświetlaczu nie będą wyświetlane informacje o poziomie sygnału GSM) Przy wkładaniu karty należy zwrócić uwagę, aby była ona zwrócona stykami w kierunku płytki drukowanej modemu GSM. Gniazdo karty SIM znajduje w modemie GSM na płytce drukowanej Po włożeniu karty SIM należy zazaczyć w opcji Tryb pracy modemu preferowany sposób pracy urządzenia a następnie przeprowadzić montaż rejestratora w odwrotnej kolejności zwracając uwagę na prawidłowe dokręcenie śrub mocujących górną pokrywę urządzenia oraz położenie przewodów elektrycznych. Instalację i deinstalację karty SIM należy prowadzić tylko i wyłącznie przy nie podłączonym zasilaniu zewnętrznym i w czasie kiedy modem jest nieaktywny (wyłączony), w przeciwnym razie może dojść do jej uszkodzenia Konfiguracja pracy modemu Urządzenie pracuje jako TCP client i może być zalogowane do GPRS: na stałe (online) może się łączyć okresowo (wg harmonogramu). Strona 39 z 49

40 Można również określić, czy urządzenie może włączać modem w przypadku pracy na bateriach wewnętrznych Połączenie do serwerów Urządzenie w danym momencie może być połączone tylko z jednym z trzech skonfigurowanych serwerów: Serwer alarmowy połączenie następuje w przypadku wystąpienia któregoś ze skonfigurowanych alarmów Pierwszy serwer danych (Serwer 1) Drugi serwer danych (Serwer 2) Strona 40 z 49

41 Dla wszystkich trzech serwerów należy skonfigurować IP oraz port na który będzie łączyło się urządzenie. Nie ma żadnych przeciwwskazań, by wszystkie trzy serwery były skierowane na ten sam adres IP i port Serwer alarmowy Połączenie do serwera alarmowego następuje w momencie pojawienia się lub zniknięcia sytuacji alarmowej: W przedstawionym powyżej przykładzie połączenie do serwera alarmowego nastąpi po wystąpieniu następujących alarmów: Wystąpienie lub zanik alarmu 1 Wystąpienie lub zanik alarmu 3 Strona 41 z 49

42 Zwarcie lub rozwarcie wejścia cyfrowego 2 Zwarcie lub rozwarcie wejścia cyfrowego 3 Jeżeli modem jest wyłączony następuje natychmiastowe jego włączenie i nawiązanie połączenia do serwera alarmowego Jeżeli urządzenie ma włączony modem i jest połączone do jednego z serwerów danych nastąpi natychmiastowe rozłączenie sesji TCP z tym serwerem i nawiązane zostanie połączenie do serwera alarmowego. Po upłynięciu konfigurowalnego czasu braku transmisji danych między serwerem alarmowym a urządzeniem nastąpi połączenie do serwera danych. UWAGA! Jeżeli urządzenie jest skonfigurowane tak, był włączało modem tylko przy zasilaniu zewnętrznym, a tego zasilania nie ma i wystąpi zdefiniowany alarm, to nastąpi wymuszenie połączenia do serwera alarmowego i po upłynięciu czasu połączenia do serwera alarmowego bez względu na to czy dane są transmitowane czy nie, nastąpi rozłączenie połączenia i urządzenie wyłączy modem Serwery danych W urządzeniu CellBOX H Modbus można skonfigurować połączenie do dwóch serwerów danych, z tym, że w danym momencie może być zestawione tylko jedno połączenie. Strona 42 z 49

43 W zależności od trybu pracy modemu połączenie do serwerów zestawiane jest następująco: 5. Łączenie okresowo (wg harmonogramu) do obu serwerów przyporządkowane są rozdzielne harmonogramy, wg których będzie realizowane zestawianie połączenia; należy zwrócić uwagę na to, by oba harmonogramy nie pokrywały się, w przypadku gdy wystąpi moment połączenia do serwera a w tym momencie będzie aktywne drugie połączenie, połączenie do nie zostanie zrealizowane 6. połączenie online możliwe są następujące konfiguracje: połączenie tylko do pierwszego serwera danych połączenie tylko do drugiego serwera danych przemienne łączenie do serwerów, w takim przypadku urządzenie będzie przełączało się między serwerami po upłynięciu czasu bez przesyłania danych Strona 43 z 49

44 Ponawianie połączenia do serwera danych W przypadku cyklicznej pracy urządzenia połączenia do serwera urządzenie trzykrotnie ponawia próbę połączenia w przypadku niepowodzenia. Ponawianie następuje co 10 minut. Nie dotyczy to połączenia do serwera danych a jedynie do serwera danych. W trybie pracy online może dojść do sytuacji, że urządzenie jest poprawnie w GPRS ale nie następuje poprawne połączenie do serwera danych. Może to wynikać z faktu, że np. serwer nie odpowiada, lub, że wystąpił problem ze stosem modemu i połączenie nie może być zrealizowane z powodu modemu. Po 10 kolejnych nieudanych próbach połączenia, modem jest restartowany i wykonywana jest kolejna próba połączenia do serwera. Błędne połączenie do serwera alarmowego nie jest uwzględniane. Każde poprawne połączenie do serwera danych powoduje zerowanie licznika niepoprawnych połączeń Bezpośrednia transmisja danych systemu z urządzeniami podrzędnymi Ramka protokołu Modbus RTU przysłana przez modem GPRS adresowana bezpośrednio do urządzenia slave przełącza urządzenie CellBOX w tryb przezroczystości Jeżeli CellBOX jest w trakcie komunikacji z urządzeniem podrzędnym slave kończy z nimi rozmowę i się przełącza w tryb przezroczystości Jeżeli jest w stanie przerwy między pytaniami od razu przełącza się w tryb przezroczystości. Przejście w tryb przezroczystości powoduje zapis zdarzenia tryb przezroczystości Wyjście z trybu przezroczystości powoduje zapis zdarzenia koniec trybu przezroczystości Przezroczystość jest realizowana tylko przy połączeniu do serwera danych. Przy połączeniu do serwera alarmowego nie jest to możliwe. Strona 44 z 49

45 Dane które nie są ramką modbus lub nie zgadza się CRC są odrzucane i nie ma na nie odpowiedzi. Tryb przezroczystości kończy się: po ustalonym czasie bez pytań przezroczystych. W tym czasie urządzenie nie loguje i nie odczytuje urządzeń slave, Po otrzymaniu przez urządzenie CellBOX ramki modbus TCP adresowanej do niego Wejście i wyjście z trybu przezroczystości może powodować zgubienie pierwszej ramki Konfiguracja alarmów W urządzeniu zostały rozdzielone sytuacje na ALARMY i ZDARZENIA: 1. ALARMY sytuacje interesujące użytkownika szczególnie, mogą one powodować ALARMOWE włączenie modemu, przyspieszone logowanie, są to: Nazwa alarmu Numer bitu w system_status Opis ALARM_ANALOG_0 0 Wystąpienie alarmu analogowego 1 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_1 1 Wystąpienie alarmu analogowego 2 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_2 2 Wystąpienie alarmu analogowego 3 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_3 3 Wystąpienie alarmu analogowego 4 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_4 4 Wystąpienie alarmu analogowego 5 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_5 5 Wystąpienie alarmu analogowego 6 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_ANALOG_6 6 Wystąpienie alarmu analogowego 7 (AI0-AI4, Q1-Q3) ALARM_DI1 7 Wystąpienie alarmu na wejściu Strona 45 z 49

46 cyfrowym 1 ALARM_DI2 8 Wystąpienie alarmu na wejściu cyfrowym 2 ALARM_DI3 9 Wystąpienie alarmu na wejściu cyfrowym 3 ALARM_EXT_POWE R ALARM_COM_CONN ECTED 10 Zanik zasialnia zewnętrznego 11 Podłączenie kabla komunikacyjnego Wystąpienie alarmu powoduje ustawienie bitu w szesnastobitowym rejestrze SYSTEM_STATUS. Zanik alarmu powoduje wyzerowanie odpowiedniego bitu. 2. ZDARZENIA sytuacje informacyjne, nie mogą one powodować alarmowego włączenia modemu i przyspieszonego logowania: a. Restart urządzenia b. Modyfikacja parametru c. Włączenie modemu d. Wyłączenie modemu e. Zalogowanie do GSM f. Zalogowanie do GPRS, g. Przejście w tryb bezpośredniej komunikacji z urządzeniami SLAVE h. Wyjście z trybu bezpośredniej komunikacji z urządzeniami SLAVE i. Przejście w tryb konfiguracji urządzenia j. Wyjście z trybu konfiguracji urządzenia k. Połączenie z serwerem alarmowym l. Rozłączenie połączenia z serwerem alarmowym m. Połączenie z serwerem danych n. Rozłączenie połączenia z serwerem danych Strona 46 z 49

47 Strona 47 z 49

48 4.11. Przykładowe zastosowania CellBOX-H BOX w szafach telemetrii. Strona 48 z 49

49 5. Notatki użytkownika Strona 49 z 49