Системы передачи данных в протоколе TETRA
TETRA модемы TMO-100 Funk-Electronic Piciorgros GmbH для инфраструктуры связи TETRA
TETRA Модем TMO-100 для TETRA инфраструктуры от Funk-Electronic предназначен для передачи данных в инфраструктурах TETRA. TMO-100 – это решение «все-в-одном», которое включает в себя контроллер, маршрутизатор, модем и мобильное радио, таким образом являясь идеальным решением «под ключ».
Устройство поддерживает последовательные и IP-протоколы и оснащено двумя последовательными интерфейсами (опционально RS-232 или RS-422/285), а также одним портом Ethernet (10/100 Мбит/с). Для обмена данными через инфраструктуру TETRA пользователь может выбирать между передачей данных на основе SDS:
или Packet Data:
Опциональная функция Voice предлагает возможность подключения гарнитур для голосовой связи, благодаря чему сотрудники могут связаться с диспетчерской на месте в случае чрезвычайной ситуации.
Модемы TMO-100 также могут оснащаться внутренними входами и выходами. Данные входов и выходов доступны через протокол Modbus-RTU. Кроме того, есть возможность отправки статусного сообщения о состоянии в случае изменений на другое устройство («незапрашиваемое сообщение» в случае тревоги).
Модем Funk-Electronic TMO-100 выпускается в прочном корпусе из анодированного алюминия, предназначенном для крепления на DIN-рейку. Широкий диапазон рабочих напряжений 12-24 В (+/- 20%) позволяет с легкостью интегрировать устройство в средства автоматизации.
Последовательные протоколы связи
Различные приложения имеют разные требования к протоколам автоматизации. Энергетические предприятия в Германии и Европе используют общие стандарты (IEC 60870-5-101 или IEC 60870-5-104). В Азии и США они обычно используют протокол Modbus RTU или DNP3. Менее известен протокол PakBus Sinaut от Siemens, который в основном используется в отраслях водоснабжения и санитарии.
Протокол Modbus RTU особенно хорош для медленных или беспроводных способов передачи, благодаря своей удобной и прочной структуре. Тем не менее, по сравнению с другими протоколами протокол Modbus RTU имеет один существенный недостаток – работает исключительно по циклическому опросу каждой отдельной станции мастер-станцией. Другие протоколы имеют преимущество записи сообщений о событиях без ожидания опроса ведущего, благодаря чему осуществляется быстрое оповещение о тревогах.
TETRA TMO-100 поддерживает такие протоколы, как Modbus, PakBus, протокол Sinaut от Siemens и многие другие. TM-100 обычно не работает (но может, если требуется) работать с GISSI, но каждый отдельный набор данных отправляется на одну удаленную станцию, которой он адресован. Основное преимущество инфраструктуры TETRA при высокой сетевой нагрузке является возможность отправки групповых сообщений, а не выборочных сообщений. Еще одна функция, которая снижает нагрузку на сеть, – интегрированный модифицированный механизм сжатия данных LZ77.
Для протокола Modbus RTU модем TMO-100 предлагает специальный вариант, позволяющий обрабатывать аварийные сигналы, вызванные событиями. Для этого в дополнение к последовательным интерфейсам используется опциональная плата E/A. Эти входы могут использоваться для автоматической отправки сообщений о тревогах на ведущую станцию. Эта мастер-станция хранит аварийные сигналы в регистрах Modbus, откуда их можно получить в любое время через подключенный мастер-ПЛК или сервер SCADA. Это позволяет в любое время реагировать на сигналы тревоги, сообщения о неисправностях и нежелательные сообщения.
Передача IP-данных
В дополнение к последовательным асинхронным протоколам TMO-100 также поддерживает UDP и TCP протоколы. В этом случае устройство работает как маршрутизатор TETRA. После включения устройства автоматически устанавливается PPP-соединение с инфраструктурой TETRA, и оно получает IP-адрес от коммутатора TETRA. После этого TMO-100 начинает немедленный обмен IP-данными между локальным Ethernet-интерфейсом и TETRA IP-миром. Для этого в TMO-100 используются механизмы NAT, Port Forwarding и Port Translation, что превращает устройство в полнофункциональный TETRA-маршрутизатор. Для пользователя, подключенного к локальному IP-порту, инфраструктура TETRA на самом деле не видна. Он просто подключает ПЛК к порту Ethernet и после настройки IP-адреса будет иметь возможность связываться с другими устройствами или с SCADA-сервером в инфраструктуре TETRA. Конфигурация осуществляется через встроенный веб-сервер либо по протоколу Modbus RTU с использованием последовательного интерфейса, либо по протоколу Modbus/TCP через локальный интерфейс Ethernet или удаленно через инфраструктуру TETRA.
Передача голоса и данных
Еще одной важной характеристикой модемов данных является возможность настройки голосового соединения. К восьмипиновому разъему RJ45 можно подключить RSM (микротелефонную гарнитуру). Когда нажата кнопка PTT на RSM, модем отключает все соединения данных (SDS, CSD, PSD) и автоматически переключается в режим голосовой связи. Голосовой вызов настроен либо на предустановленную ISSI, либо на GSSI. После завершения разговора автоматически возобновляется передача данных. При переходе из речевого режима в режим данных или наоборот, модем все равно может отправлять сообщения о состоянии в центр управления.
Сжатие данных
Для оптимизации объема данных в инфраструктурах TETRA молем TMO-100 оснащен механизмом сжатия и декомпрессии данных. В зависимости от структуры трафика устройство может сжимать данные от 25% до 80%.
SCADA – диспетчерское управление и сбор данных
SCADA – это система автоматизации, предназначенная для дистанционного наблюдения, управления и опроса данных. Эти данные собираются RTU (Remote Terminal Unit) или ПЛК (программируемый логический контроллер) и отправляются по беспроводным или проводным интерфейсам в диспетчерскую, которая, как правило, оснащена оборудованием для мониторинга, визуализации опрошенных данных измерений и сигналов тревоги. Опрос данных может происходить либо в режиме опроса (циклический опрос «один за другим»), либо по событию (аварийное сообщение).
Протоколы Modbus RTU работают только по опросу в отличие от других протоколов, таких как IEC 60870-5-101 или DNP3, которые могут работать в режиме опроса и отправлять сигналы тревоги, вызванные событиями, без опроса одновременно.
TMO-100 поддерживает все последовательные протоколы, упомянутые выше, а также все протоколы на основе IP, либо как последовательный модем данных TETRA, либо как IP-маршрутизатор TETRA. Для протокола Modbus-RTU в TMO-100 предусмотрена специальная функция, которая позволяет отправлять аварийные сигналы, формируемые событиями. Входы дополнительных плат ввода-вывода отправляют сообщения о тревогах на главную радиостанцию, сигналы которой изменяются каким-либо образом. Основная радиостанция хранит сигналы тревоги в регистрах Modbus, где их можно легко опросить посредством главного ПЛК.
Основные характеристики
|
Контроллер, роутер, модем и мобильное радио в одном устройстве |
|
Диапазон частот в соответствии со стандартом Tetra |
|
Мощность RF-Output: до 3 Вт (400 МГц), до 1 Вт (800 МГц) |
|
Интерфейс COM: RS-232 или RS-485/422, Subin-D |
|
Интерфейс AUX: RS-232 или RS-485, RJ12 |
|
Интерфейс Ethernet 100 Мбит/с |
|
Подключение микрофона и наушников через порт RJ45 |
|
Поддержка протоколов Modbus-RTU, MODBUS/TCP, IEC-60870-5-101, IEC-60870-5-104, DNP3, PakBus, Sinaut, пользовательские протоколы |
|
Прочный анодированный алюминиевый корпус (в соответствии с DIN 43880) |
|
Габаритные размеры (ШхВхГ): 80 х 162 х 62 мм (с антенной) |
|
Возможность монтажа на DIN-рейку (35 мм) |
|
Диапазон рабочего напряжения: 12-24 В пост.тока (+/- 20%) |
|
Диапазон рабочих температур: от -20°C до +65°C |