CC BY
115
д___________
----- © К.И. Волошиновский, 2010
УДК 621.39
К.И. Волошиновский
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УЧЕТА ГАЗА НА БАЗЕ ЭЛЕКТРОННОГО КОРРЕКТОРА SEVC-91 И КОНТРОЛЛЕРА ICP-DAS 17.188X3
Приведено описание модернизации электронного корректора учета газа SEVC-91 производства французской фирмы Schlumberger. Модернизация проведена с целью обеспечения архивации данных об учете газов, поступающих с датчиков давления, температуры и объемного расхода. Отличительной особенностью проведенной модернизации является аппаратная архивация данных в контроллере I7188XB, которая не требует вмешательства человека-оператора.
Ключевые слова: электронный корректор учета газа, датчики давления, температуры и объемного расхода газа, программное обеспечение.
Семинар № 13
Для измерительных комплексов, предназначенных для промышленного мониторинга, характерной особенностью является необходимость обеспечения аппаратной архивации данных, не требующая присутствия человека-опера-тора, на основе опроса данных, полученных с датчиков и преобразователей. С целью опроса корректора разрабатывается программа для контроллера I7188XB на языке C++, которая проводит опрос приборов, размещает полученные данные в ячейке памяти x601 и отвечает на запросы ЭВМ с целью передачи архива на персональный компьютер. Кроме того, разработан программный продукт SEVC-7188 для считывания архива с контроллера I7188XB и его размещения в базе данных на жестком диске персонального компьютера.
2. Оснащение электронного корректора SEVC-91 контроллером I7188XB
В корректоре SEVC-91 (рис. 1) не предусмотрено накопление архивов учетных параметров газа, получаемых с подключенных датчиков. С помощью программы поставляемой в комплекте с корректором, предусмотрен только опрос настроек и текущих значений параметров, измеренных с помощью датчиков. Рабочее место оператора, оснащенное персональным компьютером, удалено от электронного корректора, установленного в ГРУ котельной. Оператор не имеет возможности регулярно проводить опрос первичного
прибора с набором датчиков. Поэтому, с целью автоматизации процесса опроса, между электронным корректором и персональным компьютером, размещается промежуточный контроллер I7188XB (рис. 1) со встроенной ячейкой памяти x601.
Кроме того, чтобы прибор отвечал на запросы через оптический порт Опто232, оператор должен подойти и нажать одну из кнопок прибора, чтобы вызвать его "пробуждение". Для организации автоматического "пробуждения" прибора в схеме используется оптрон (рис. 2), а контакты одной из кнопок прибора выведены на разъем прибора. Как только по шине TX передатчика контроллера поступает сигнал, оптрон открывается и замыкает контакты кнопки, что приводит к "пробуждению" прибора. Блок промежуточного контроллера включает контроллер I7188XB и конвертор интерфейса I7520R. Контроллер имеет два последовательных порта RS232 и RS485. Использование конвертора I7520R с интерфейсом RS485 совместно с контроллером I7188XB позволяет организовать обмен данными между персональным компьютером и контроллером на расстоянии до 500 м.
Система архивации эксплуатируется преимущественно при выключенном компьютере. Тогда, когда необходимо провести мониторинг системы, оператор включает компьютер и проводит опрос архива контроллера и распечатку отчетов.
С 2004 г. в Московской области узлы учета газа стали оснащаться средствами сотовой связи. В данный момент времени службами Мособлгаз предписывается установка шкафов сотовой связи Аксон-XL на базе контроллеров ICP-DAS. Серийно выпускаемые шкафы Аксон-XL ориентированы на применение контроллеров ICP-DAS I7188XA. Поэтому опыт разработки системы накопления данных и передачи на персональный компьютер с использованием контроллеров I7188XB при необходимости может быть использован при разработке систем сотовой связи.
3. Блок контроллера I7188XB и схема подключения оборудования
Устройство, реализующее схему подключения (рис. 2) оборудования в измерительном комплексе SEVC-91 с контроллером I7188XB, реализовано с учетом цепей питания и "пробуждения" прибора.
\
Рис. 2. Схема системы сбора и хранения данных корректора SEVC-91 на базе контроллера 17188ХВ
Рис. 3. Монтажный комплект контроллера І7188ХВ, подготовленного для программирования и наладки
Устройство, реализующее схему подключения, представлено на рис. 3. В монтажный комплект контроллера входят: контроллер I7188XB, конвертор I7520R, клеммник и два выключателя для коммутации выхода режима программирования и цепи питания контроллера. После монтажа и наладки выключатели исключаются из схемы.
Дуплексный обмен данными происходит через цепь: прибор учета SEVC-91, оптическая головка, контроллер, шина RS485, конвертор, персональный компьютер. Конвертор, который подключа-
ется на порт RS485, необходим, т.к. как в контроллере только один порт RS232.
Введение в схему конвертора RS485, позволяет удалить рабочее место с персональным компьютером на расстояние до 500м от места установки первичного прибора с датчиками. Протокол RS485 является промышленным и предусматривает длины кабельных линий связи до 500 метров на скорости до 115200Кбод, на который и проводится выдача в порт накопленного в NAND-памяти контроллера 17188ХВ архива данных о газопотреблении. NAND-память представлена в виде ячейке x601 устанавливаемой в разъем, размещенный на плате внутри контроллера I7188XB. Информация в архиве накапливается в виде часовых показаний.
4. Разработка программного продукта SEVC-7188
После того, как была проведена вышеописанная модернизация, выходной протокол системы поменялся. В порт компьютера стал поступать объемный архив в соответствии с новым циклическим протоколом. Смена протокола шины RS232 подключаемой к порту персонального компьютера (ПК) потребовала разработки новой программы для ПК. Вид главного окна программы КОНТРОЛЛЕР-КОМПЬЮТЕР для опроса контроллера и декодирования протокола приводится на рис. 4.
В процессе эксплуатации модуль опроса прибора SEVC-7188 посылает запрос на контроллер и получает ответ в виде последовательности пакетов, каждый из которых размещен на отдельной странице памяти ячейки x601, размещенной внутри контроллера. Размер пакета подобран таким образом, чтобы его половина перекрывала страницу памяти целиком. Ячейка x601 использует постраничный механизм записи, поэтому чтобы обеспечить экономичность процесса записи, необходимо проводить запись таким образом, чтобы запись байтов не проводилась в пустую.
Контроллер I7188XB удобен в работе, прост в программировании, но его работа сопряжена с определенными сложностями. В процессе работы над программой потребовалось протокол обмена сделать дуплексным, чтобы контроллер мог работать под управлением персонального компьютера, с таким расчетом чтобы, например, в случае зависания контроллера с компьютера можно было осуществить перезагрузку контроллера.
Рис. 4. Текстовое представление данных с выхода контроллера I7I88XB в окне программы терминала и главное окно программы SEVC-7I88 v5.4 c поддержкой дуплексного протокола
Программный продукт SEVC-7188 проводит опрос контроллера, осуществляет декодирование данных, полученных в процессе опроса, и пополнение базы данных персонального компьютера новыми записями, формируемыми в процессе декодирования, после чего отправляет запрос на перезагрузку контроллера. На основе базы данных с учетом выбранных в главной форме месяца и года пользователь имеет возможность распечатать отчет о газопотреб-лении. Таблица базы данных в которой хранятся накопленные записи может быть подключена к серверу базы данных и интегрирована в систему автоматизации деятельности промышленного предприятия.
Заключение
Выполнена модернизация электронного корректора объема газа Sevc-91 для обеспечения архивации данных о давлении, температуре и объемном расходе природного газа. В процессе модернизации электронного корректора SEVC-91 была выполнена разра-
ботка драйвера (Sevc91.c) контроллера Sevc-7188 для измерительного комплекса на базе контроллера I7188XB и ячейки памяти x601, обеспечивающей накопление архивных данных на жестком диске персонального компьютера. Кроме того, выполнена разработка программного продукта SEVC-7188, предназначенного для опроса контроллера I7188XB и распечатки отчетов о газопотребле-нии.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хаммел Р.Л. Последовательная передача данных. Пер. с англ., М.: Мир, 752 с., 1996.
2. Яглом А.М. и Яглом И.М., Вероятность и информация, М.: Наука, 511 с.,
1973.
3. Игумнов Д.В. и др. Особенности применения оптронов в режиме малых токов, М. Энергия, с. 56, 1979.
4. Новиков Ю.В. и др. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера IBM PC. М.: ЭКОМ, с. 224, 2000. ЕШ
K.I. Voloshinovskiy
THE MEASUREMENT SYSTEM AIMED FOR GAS BASED ON ELECTRONIC CORRECTOR SEVC-91 AND CONTROLLER ICP-DASI7188XB
In the article is published description of hardware and software modernization of measurement system SEVC-91, aimed for gas accounting at industrial units and objects. Modernization is aimed to collect archive of gas account data from pressure, temperature and volume consumption sensors. The distinctive kind of developed system is hardware data collecting with industrial controller I7188XB, such data collecting using controller allows to avoid human presence.
Key words: measurement system aimed for gas, pressure, temperature and volume consumption sensors, the hardware and software modernization.
— Коротко об авторе -------------------------------------------------
Волошиновский К.И. - ассистент кафедры АТ, e-mail: volkir@mail.ru Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
