46849 (Архитектура промышленной сети BitBus), страница 10
Описание файла
Документ из архива "Архитектура промышленной сети BitBus", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "информатика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "46849"
Текст 10 страницы из документа "46849"
Сеть BITBUS может иметь различную топологию - линейную, древовидную или звездообразную, что позволяет легко приспосабливать конфигурацию сети к существующим производственным помещениям и расположению оборудования. Конфигурация сети может наращиваться и видоизменяться в процессе ее эксплуатации. В зависимости от используемой скорости передачи длина одного сегмента может быть 300 м или 1200 м. Для увеличения расстояния используются ретрансляторы (3), максимальное расстояние при этом достигает 13,2 км. Управление ретрансляторами предусмотрено в интерфейсе. Для этого используется вторая витая пара.
В данном дипломном проекте расстояние между контроллером и компьютером не будет превышать 300м, что в полнее достаточно при проведении ГТИ и ГК.
Сеть объединяет разнообразные устройства ввода-вывода - от интеллектуальных УСО (4) до программируемых контроллеров (5, 6). Контроллеры, которые не имеют штатного выхода в интерфейс BITBUS (8), подключаются через шлюзы (7).На "более низком" уровне иерархии, чем сеть BITBUS, применяются удаленные интеллектуальные датчики (9), подключаемые по последовательным каналам RS-232 или RS-485.
Основные технические данные сети BITBUS приведены в таблице 4.1.:
Таблица 4.1. Характеристики сети BitBus.
| Топология | линейная или древовидная |
| Длина сети | от 300 м до 13,2 км |
| Физическая среда передачи данных | витая пара |
| Альтернативная Среда | оптоволокно |
| Основной тип разъема | D-SUB 9 |
| Скорость передачи | 375 Кбит/с или 62,5 Кбит/с |
| Характерное время ответа | 1 мс |
| Канальный уровень протокола | SDLC |
| Максимальное количество узлов | 250 |
4.2.1 Система сбора данных
Система сбора данных ССД предназначена для опроса и предварительной обработки сигналов с первичных датчиков технологических параметров и передачи данных в форме кода импульсного сигнала на регистрирующий комплекс.
Представляет собой подключенное к каналу связи BitBus устройство, выполнено на базе сигнального процессора ADSP-218x фирмы Analog Devis, связной контроллер TCM32F или TU2000 фирмы Tecon и устройство согласования датчиков. В ССД предусмотрена установка контроллера (вторичного) канала связи RS-485/UART. Через этот канал связи ССД может передавать информацию на показывающие приборы, к этому каналу связи можно так же подключать датчики, имеющие цифровой интерфейс (всего – до 255 устройств).
ССД размещается в стальном пылезащищенном крейте и устанавливается на буровой, поблизости от датчиков.
| Интерфейс обмена данными с компьютером | RS-485 |
| Максимальное рабочее напряжение, В | 25 |
| Входное сопротивление, кОм | 100 |
| Габаритные размеры, мм | 570х510х120 |
| Масса, кг | 10 |
| Рабочий диапазон температуры, °С | -50 … +60 |
Таблица 4.2. Технические характеристики ССД.
4.2.2 Асинхронный Адаптер Шины BITBUS (Master/Slave)
Модуль TPG/BB_ISA (Micro TCX) предназначен для использования в распределенных системах в качестве ведущего или ведомого устройства по промышленной шине BitBus.
Конструктивно модуль может использоваться как в PC совместимых компьютерах, так и в стандарте MicroPC, в зависимости от сборки.
Модуль TPG/BB_ISA выполнен на основе микропроцессора DS80C320 семейства MCS-51, имеет гальваническую развязку от локальной сети и возможность аппаратного сброса посредством команды от PC. На плате предусмотрено подключение терминирующих резисторов (120 Ом) с помощью перемычек. Для работы адаптер TPG/BB_ISA использует 8 последовательных адресов в пространстве ввода/вывода.
Базовый адрес задается с помощью трех перемычек на плате. Обмен данными между модулем и PC осуществляется по опросу готовности адаптера или по прерыванию.
Поддержка протокола BitBus обеспечивается встроенным программным обеспечением, которое можно обновлять с помощью стандартных средств как удалённо, по шине, так и через порты ввода/вывода. Это позволяет производить быстрое обновление ПО во всех устройствах сети без выключения и демонтажа контроллеров.Модуль может осуществлять обмен данными по шине со скоростью 375 Кбит/с, 187,5Кбит/с или 62,5Кбит/с.
Выбор скорости приема/передачи определяется перемычками на плате.
Кроме коммуникационных функций контроллер может исполнять пользовательские задачи (например, сбор данных). Пользовательские задачи загружаются одним исполнительным модулем с операционной системой OS51 и коммуникационным ПО в Flash-память адаптера.
Функциональность адаптера определяется встроенным ПО и прошивкой вентильной матрицы Altera, поэтому имеются широкие возможности модификации модуля для конкретной задачи, добавления/изменения функциональности, увеличения скорости передачи и так далее. Таким образом, можно использовать адаптер для управления устройствами сбора данных без использования дополнительных контроллеров и процессорных плат.
Таблица 4.3. Характеристики адаптерf шины BitBus
| Входной | Интерфейс | ISA | ||
| Разъем | ISA (8-битный) | |||
| Адреса портов | 200h,208h,2A0h,300h,308h,310h,318h,3A0h | |||
| Номера прерывания | IRQ3, IRQ4, IRQ5, IRQ7 | |||
| Гальваническая развязка по питанию | ||||
| Выходной последова- тельный | Контроллер ввода- вывода | SDLC (реализован прошивкой FPGA) | ||
| Приемопередатчик | RS-485 (ADM1485) | |||
| Разъем | DB-9 | |||
| Тип кабеля | FTP ANSI/ETA/TIA 568A CAT5 | |||
| Соответствие между скоростью передачи данных и гарантированной протяженностью канала | 62,5 Кбит/с | 1200 м | ||
| 187,5 Кбит/с | 300 м | |||
| 375 Кбит/с | 60 м | |||
| Способ кодирования | NRZI | |||
| Оптоэлектронная развязка по сигналам | ||||
| Драйверы Программное обеспечение | ||||
| Windows NT/98/2000 | Windows монитор | |||
| OS/2 | C/C++ библиотека | |||
| MS DOS | ||||
| QNX | ||||
| Физические характеристики | ||||
| Напряжение питания и ток потребления | +5В±5%, 200мА | |||
| Индикация | Два светодиода (Красный/Зеленый) | |||
| Условия хранения | Температура | -50°С…+120°С | ||
| Условия эксплуата- ции | Температура | 0…+70°С | ||
| Влажность | 0…90% | |||
| Размеры | Длина | 100±0,1 мм | ||
| Ширина | 127±0,1 мм | |||
| Высота | 14,5±0,1 мм | |||
| Дополнительно | ||||
| CPU | DS80C320 (Intel 80x51), 24МГц или выше | |||
| RAM | 32Кбайт памяти данных | |||
| FLASH | 32 Кбайт | |||
| Возможность обновления прошивок | FLASH может быть перепрограммирована через регистры шины ISA (встроенное программное обеспечение) | |||
4.2.3 Компьютерное обеспечение станции
В комплект станции ГТИ входит два IBM-совместимых компьютера, связанных между собой по схеме клиент-сервер. Один из которых снабжен контроллером канала связи BitBus и является ведущим узлом (Host) на шине BitBus.
В качестве контроллера канала связи используется контроллер BB_ISA (Micro TCX), обеспечивающий обмен по сети BitBus пакетами до 74байт.
Сервер используется для регистрации и хранения технологической информации в локальной базе данных. На компьютере Клиент выполняются приложения контроля процесса бурения, обработки геофизического материала, формирования документов.
Требования, предъявляемые к комплектации станции компьютерам:
| Минимальные требования | |
| Операционная система | Microsoft Windows 2000 Professional, Windows XP, Windows 2003 Server, |
| Процессор | Intel Pentium IV 2.8GHz/512kb/FSB400 /512MHz |
| Материнская плата | На чипсете i854 Socket 478 производителей ASUS, MSI, INTEL, ABIT |
| Оперативная память | DIMM DDR 512 Brandname |
| Видеоадаптер | AGP с памятью 64Mb Microsoft - сертифицированная |
| Жесткий диск HDD | 40 Гб Maxtor, Seagate UATA100/133 или SCSI |
| DVD-RW | 40х12х48 ASUS, Nec, Teac |
| Звуковая карта | SB или интегрированная в MB, сертифицированная Microsoft |
| Коробка для съемных дисков | Mobile RACK 3.5” UATA100 |
| Монитор | 17” зерно 0.24 1600х1280/85 Гц TCO’99, сертифицированный Microsoft |
| Принтер | Цветной струйный А4 (min) с высокой скоростью печати (12-20 стр./мин), HP, Epson, Canon |
Таблица 4.4. Технические характеристики компьютеров.
4.2.4 Технологический комплект станции ГТИ (Датчики)
В комплект технологических датчиков станции ГТИ входят следующие датчики:
-
вес на крюке;
-
оборотов лебедки;
-
момента на ротора;
-
оборотов ротора;
-
ходов насоса;
-
положения клиньев;
-
давления промывочной жидкости (ПЖ);
-
индикатор расхода на выходе;
-
расхода ПЖ на входе;
-
уровня ПЖ; уровня,
-
плотности и температуры ПЖ (комплексный датчик) в емкостях.
Аппаратный комплекс газового каротажа включает: анализатор суммарного газосодержания, анализатор компонентного состава в газовой смеси (хроматограф).
Аппаратно-программный комплекс информационного обмена нижнего уровня магистрального типа, выполняющий функции опроса и предварительной обработки сигналов поступающих с датчиков и анализатора суммарного газосодержания, а также связь с устройствами оперативного отображения информации (пультом бурильщика).
4.2.4.1 Технологические датчики
Датчик оборотов лебедки (ДОЛ-3) предназначен для подсчета количества импульсов, пропорциональных числу оборотов вала лебедки.
Технические характеристики ДОЛ-3:
| Количество импульсов на 1 оборот | 20 |
| Диапазон рабочих скоростей, об/мин | 0 - 1350 |
| Максимально допустимая скорость вращения, об/мин | 1500 |
| Случайная погрешность | 0.166 |
| Питание, В | 12 |
| Габаритные размеры, мм | 260х200х85 |
| Масса не более, кг | 5 |
| Рабочий диапазон температуры, °С | -50 … +60 |
Показания датчика ДОЛ-3 используется для расчета: положения долота в скважине, положения крюка над столом ротора, глубины скважины, механической скорости проходки скважины, скорость подачи при спуско - подъемных операциях и положения бурового инструмента при осуществлении этих операций.
Датчик веса ДАВ-20. Вес инструмента на крюке определяется путем измерения натяжения неподвижного («мертвого») конца талевой системы. Используемый датчик тензометрический.
