НТЛ Элин

Концепция

Устройства ТЕРМОХРОН и "таблетки" iBDL, а также самописцы iBDL, построенные на базе микросхемы DS2422S, являются приборами класса Data Loggers, оснащенными узлом 1‑Wire‑интерфейса, но имеют разную архитектуру. Причём изделия ТЕРМОХРОН и "таблетки" iBDL относятся к семейству устройств iButton, корпус F5 can которых имеет характерную дисковую форму, определяющую конструктивные особенности средств поддержки этих изделий. Для обеспечения контакта схемы любого самописца iBDL со средствами поддержки на крышке его корпуса также имеется порт сопряжения (имитатор таблеточного ввода), полностью копирующий корпус F5 can. Общая “таблеточная” форма порта сопряжения со средствами поддержки, общее функциональное назначение и наличие узла 1‑Wire‑интерфейса объединяет все перечисленные выше устройства, поэтому будем называть их далее – iB‑регистраторами.

Все iB‑регистраторы оснащены сетевой версией 1‑Wire‑интерфейса, поэтому на их базе возможно построение территориально распределённых систем мониторинга, которые являются разновидностью информационно‑измерительных систем. Любую такую систему, состоящую из нескольких автономных iB‑регистраторов, связанных между собой проводной 1‑Wire‑магистралью и предназначенных для мониторинга параметров того или иного объекта будем называть – сетью iB‑регистраторов или 1‑Wire‑сетью iB‑регистраторов. Каждый из логгеров‑абонентов подобной сети самостоятельно выполняет мониторинг определённого параметра и/или температуры окружающей его среды в соответствии с индивидуальным или общим регламентом. Назначают этот регламент, а также реализуют процедуру извлечения результатов, накопленных в памяти каждого из iB‑регистраторов, специальные устройства ‑ сетевые средства поддержки. Кроме того, сетевые средства поддержки могут выполнять оперативную сигнализацию о нарушении той или иной контролируемой величиной заранее определённых границ, если факт этого зафиксирован любым из составляющих сеть логгеров‑абонентов. Для взаимодействия с iB-регистраторами системы мониторинга любое сетевое средство поддержки имеет в своём составе специальный аппаратно‑программный узел, реализующий, по терминологии 1‑Wire‑интерфейса, функции ведущего (или по‑другому мастера сети) по отношению ведомым, составляющим 1‑Wire‑сеть, роль которых исполняют логгеры‑абоненты. В таких случаях говорят, что сетевое средство поддержки ведёт 1‑Wire‑сеть iB‑регистраторов.

Таким образом, основные преимущества 1‑Wire‑сетей iB‑регистраторов по сравнению с системами несвязанных друг с другом отдельных логгеров заключаются в возможностях автоматического извлечения данных из их памяти и изменения значений установочных параметров без проведения процедуры обхода контрольных точек, в оперативном получении информации о нарушении контрольных пределов, в считывании и отображении в реальном времени результатов последних преобразований, выполненных абонентами сети.

В составе одной и той же сети iB‑регистраторов рационально использовать абоненты, имеющие одинаковую архитектуру, что значительно упрощает обслуживание и эксплуатацию подобных систем мониторинга. Поэтому 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов делятся на системы мониторинга, состоящие только из устройств ТЕРМОХРОН, и системы мониторинга, состоящие из “таблеток” iBDL и/или самописцев iBDL.

Для сопряжения iB‑регистраторов с проводной 1‑Wire‑магистралью используют различные приспособления, все они имеют невысокий класс защиты от внешних воздействий окружающей среды (воды, пыли, инея и т.д.). Высокий класс защиты от внешних воздействий обеспечивают только самописцы iBDL‑#‑S в системном исполнении (IP55) и устройства семейства iB‑Bus‑# (IP68/IP66), изготовленные на базе "таблеток" iButton. Структура проводной 1‑Wire‑магистрали, соединяющей отдельные iB‑регистраторы (логгеры‑абоненты сети), состоит из двух отдельных шин: DATA и RETURN (Земля). Тип кабеля, реализующий 1‑Wire‑магистраль ‑ произвольный.

Тип сетевого средства поддержки, управляющего работой 1‑Wire‑сети, состоящей из множества iB‑регистраторов, зачастую определяет особенности и возможности ведомой им системы мониторинга. Сетевое средство поддержки может быть реализовано либо на базе персонального компьютера, либо на базе микропроцессорного устройства. Однако во втором случае это устройство все равно тем или иным образом переправляет результаты, накопленные логгерами‑абонентами сети iB‑регистраторов, на персональный компьютер.

Результаты, собранные 1‑Wire‑сетью iB‑регистраторов и так или иначе переправленные в память персонального компьютера, сохраняются на его жестком диске в виде двоичных файлов данных, содержащих информационные копии памяти или устройств ТЕРМОХРОН, или "таблеток" iBDL и самописцев iBDL. Формат таких файлов, содержащих информационные копии памяти устройств ТЕРМОХРОН, совпадает с форматом кодовых (бинарных) файлов с расширением .bin, поддерживаемых программой ThCh_R комплекса TCR. Формат файлов, содержащих информационные копии памяти "таблеток" iBDL и самописцев iBDL, совпадает с форматом бинарных файлов с расширением .bin, поддерживаемых программой iBDL_R комплекса iBDLR. С помощью этих программ или их свободно доступных демонстрационных версий возможна графическая и табличная визуализация информации из кодовых файлов. Кроме того, программы ThCh_R и iBDL_R выполняют преобразование кодовых файлов с данными, накопленными в памяти iB‑регистраторов, в файлы текстового формата с расширением .txt. После такого преобразования текстовые файлы могут быть обработаны свободно доступными макросами ThCh_Pr и ThCh_MG или iBDL_Pr и iBDL_MG в среде табличного процессора MS Excel. Однако наиболее удобен в этом случае макрос iBDL_Sys, специально разработанный для графического представления данных, зарегистрированных сетью, состоящей из нескольких устройств ТЕРМОХРОН или из нескольких "таблеток" iBDL и/или самописцев iBDL.

Изложенные выше принципы организации 1‑Wire‑сетей iB‑регистраторов реализуются сетевыми средствами поддержки от НТЛ "ЭлИн" и обеспечивают целый ряд преимуществ, выгодно отличающих эти системы мониторинга от других подобных решений:

  • Каждый из iB‑регистраторов является отдельным абонентом 1‑Wire‑сети, которая может быть произвольно территориально распределена в различных контрольных точках ревизуемого объекта. Благодаря этому, измерительное преобразование производится непосредственно в любом требующем контроля месте, что экономит средства на прокладку кабеля между датчиком и схемой обработки поступающего от него сигнала, а также увеличивает точность и надёжность работы системы мониторинга.
  • Гибкость и универсальность систем мониторинга, реализуемых на базе 1‑Wire‑сети “таблеток” iBDL и самописцев iBDL, определяется общностью архитектуры этих iB‑регистраторов, а также их широкой номенклатурой, ориентированной на контроль наиболее распространенных физических величин. Всё это позволяет выполнять мониторинг самых различных параметров, используя один и тот же механизм обслуживания, общий для любого из логгеров‑абонентов сети.
  • Каждый из iB‑регистраторов – это отдельно сертифицированное аттестованное средство измерения в составе комплексов TCR или iBDLR, а все остальные элементы 1‑Wire‑сети предназначены только лишь для обеспечения съема результатов измерений, накопленных в памяти каждого подобного логгера‑абонента. Таким образом, любая 1‑Wire‑сеть iB‑регистраторов поставляет измерительную информацию, полученную метрологически сертифицированными средствами измерений, поскольку задание установочных значений логгеров‑абонентов и обработка зарегистрированных ими данных так или иначе все равно выполняется комплексами TCR и iBDLR, зарегистрированными в Государственном реестре средств измерений РФ.
  • Любой из iB‑регистраторов является полностью автономным логгером, самостоятельно накапливающим измерительную информацию в собственной памяти. Поэтому всегда можно извлечь данные из памяти отдельного логгера‑абонента даже при нештатной ситуации, возникшей в ходе эксплуатации системы мониторинга (обрыв магистрали, помехи, авария сетевого средства поддержки или его источника питания и т.д.). В этом случае извлечение результатов, накопленных любым из логгеров‑абонентов 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов, может быть произведено уже не благодаря ресурсам сетевого средства поддержки, а посредством иных разнообразных средств поддержки отдельных iB‑регистраторов:
  • Основой любой проводной сети iB‑регистраторов является 1‑Wire‑интерфейс. Применение 1‑Wire‑интерфейса для организации сети распределённых устройств в полевых условиях, является наиболее рациональным на сегодняшний день решением с точки зрения надёжности, минимизации энергопотребления, обеспечения максимальной протяженности магистрали, минимальности используемых аппаратных средств, эффективности адресуемости абонентов, общей дешевизны решения и т.д. Подробное изложение этих преимуществ приведено в документе «Application Note 3967. Selecting a Serial Bus», подготовленном специалистами компании Maxim Integrated и посвящённом сравнению характеристик наиболее распространённых сегодня в мире последовательных полевых шин (см. ниже).
  • В традиционных системах сбора данных результаты измерений накапливаются в памяти центрального устройства управления последовательно, после очередного опроса каждого датчика, поставляющего измерительную информацию. Поэтому адресация к каждому датчику, производится каждый раз заново при его очередном опросе в соответствии с частотой регистрации, заданной пользователем для всей системы. Адресация каждого логгера‑абонента 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов производится единожды, только при отработке процедуры считывания полной информационной копии его памяти (блока данных), содержащей результаты всех выполненных логгером преобразований, что обеспечивает значительную экономию энергии питания сетевого средства поддержки, осуществляющего информационный обмен в такой системе, по сравнению с традиционными системами сбора измерительных данных.
Файл Содержание
Размер
Дата
AN3967 Application Note 3967. Selecting a Serial Bus (Maxim Integrated, Engl.)
50 К
23.01.08
AN3967_RU Перевод замечаний по применению Application Note 3967. Выбор последовательной шины (НТЛ "ЭлИн", Rus.)
143 К
14.04.08
s080206 "Выбор последовательного интерфейса".
Роберт Бакус, технический специалист Maxim Integrated (Терраэлектроника, Rus.)
149 К
07.07.08

Наверх