Разработка передающего полукомплекта ТУ (стр. 4 из 6)

Окончание ответной посылки Masterопределяет, вычисляя временные интервалы между окончанием приема предыдущего байта и началом приема следующего. Если этот интервал превысил время, необходимое для приема двух байт на заданной скорости передачи, прием кадра ответа считается завершенным.

Диалоговые процедуры и форматы кадров

Рис.7. Диалоговая процедура обмена сообщениями в Modbus

Сообщения при обмене формируются в кадр из отдельных байт (символов, посылок). Возможные структуры байта в ModbusRTUприведены на рис.8.

Рис.8. Структура байта Modbus:

а - при наличии бита контроля на чёткость/не чёткость (бит паритета);

б - при отсутствии бита паритета

При установке на четность подсчитывается количество бит в области данных, и если оно нечетное, то бит паритета устанавливают в 1, а если четное, то бит паритета устанавливают в 0, таким образом, общее количество бит будет четным.

Кадры запроса и ответа по протоколу Modbusимеют фиксированный формат. Каждый запрос со стороны ведущего узла включает код команды (чтение, запись и т.д.), адрес абонента, размер поля данных, собственно данные и контрольный CRC-код. Функция обслуживания тайм-аута реализована для фиксирования коллизий при приеме/передаче данных. Размер полей в байтах приведен на рис.9.

Старт кадра - очередной кадр начинается с интервала тишины (логического сигнала 1) длительностью не менее 3,5 символа (байта) на данной скорости передачи. Стартовое поле необходимо, поскольку используется асинхронная передача, и необходимо в канале связи иметь признак начала передачи.

Рис.9. Формат кадра протокола локальной сети подстанции:

A - адрес подчинённого устройства; С - номер функчии; D - данные; GКС - контрольная сумма

Адрес подчиненного устройства - первое однобайтное поле кадра. Оно содержит адрес подчиненного устройства, к которому адресован запрос. Подчиненные устройства отвечают только на запросы, поступившие только в их адрес. Ответ также начинается с адреса отвечающего устройства, который может изменяться от 1 до 247. Адрес 0 используется для широковещательной передачи, его распознает каждое устройство, но ответы не возвращаются.

Номер функции (код команды) сообщает устройству, каких данных или выполнения какого действия требует от него ведущее устройство; принимает значения от 1 до 247.

Данные - поле содержит информацию, необходимую подчиненному устройству, или содержит его ответ на запрос ведущего. Длина и формат поля зависят от номера функции, при этом длина может быть от О до 254 байт.

Контрольная сумма - заключительное двухбайтное поле кадра, содержащее циклическую контрольную сумму CRC-16 всех предыдущих полей кадра.

Стоп кадра - интервал тишины длительностью не менее 3,5 символа.

Обработка ошибок.

Различают коммуникационные ошибки (связанные с искажениями при передаче данных) и логические (недопустимое значение запроса). Masterпосле посылки сообщения ожидает ответ в установленном интервале времени. Если Slaveобнаружит коммуникационную ошибку в адресованном ему сообщении или не может ответить, то он промолчит, и Masterпо истечении установленного интервала (тайм-аута) фиксирует ситуацию как ошибочную. Проверка на ошибку производится приемником в пределах каждого байта (символа) по четности, в пределах кадра - по CRC.

В протоколе Modbusиспользуется следующая диалоговая процедура.

1. Если Slaveпринимает корректный запрос и может его нормально обработать, то возвращает нормальный ответ, в котором адрес и номер функции совпадает с принятыми от устройства Master.

2. Если Slaveне принимает какого-либо значения, никакого ответа не отправляется. Masterдиагностирует ошибку по тайм-ауту.

3. Если Slaveпринимает запрос, но обнаруживает ошибку (паритет, CRC), никакого ответа не отправляется. Masterдиагностирует ошибку по тайм-ауту.

4. Если Slaveпринимает запрос, но не может его обработать, отправляется ответ, содержащий в области данных сведения об ошибке. Кроме того, старший бит кода команды в ответе устанавливается в единицу.

Базовый состав оборудования кп системы астму-а

Общее описание шкафа КП-М (ПС)

В базовый состав АСТМУ-А для КП, оснащенных традиционным оборудованием и не имеющих центрального компьютера подстанции, входят два типа шкафов, размещаемых на контролируемых пунктах. Шкафы КП-М (ПС) предназначены для управления линейными устройствами электроснабжения с небольшим числом объектов управления (посты секционирования, станции электрохозяйства электрифицированных ж. д.). Для управления оборудованием тяговых подстанций и пунктов группировки предназначены шкафы КП-Б (ТП).

Функциональная схема шкафа КП-М (ПС) показана на рис.10. Основные элементы шкафа: контроллер (А2), мультиплексоры (А4. А6), мультиплексор телеизмерения (A3), модем (А1), источник питания (А7) и наборы зажимов для подключения внешних цепей (XI. Х4). В состав шкафа КП-М (ПС) входят калорифер (А9) и термостат (А 10), которые служат для поддержания рабочей температуры воздуха внутри шкафа, обеспечивающей нормальное функционирование модулей.

Рис.10. Функциональная схема шкафа КП-М (ПС)

Состав шкафа. Центральным функциональным устройством шкафа является контроллер. Контроллер МК-Д (А2) имеет шины дискретных данных и несколько последовательных интерфейсов.

Дискретные шины обеспечивают:

а) чтение сигналов ТС (ТО. ТС16);

б) передачу кода ТУ (Код_ТУ 1. Код_ТУ4);

в) выбор мультиплексора для команды ТУ (Выб_ТУ 1. Выб_ТУЗ);

г) выбор мультиплексора для команды ТС (Выб_ТС1., Выб_ТСб). Интерфейс RS-232 связывает контроллер МК-Д с модемом (А1) или

внешним компьютером (разъем С2 на лицевой панели контроллера МК-Д), обеспечивая канал управления. Один интерфейс RS-485 обеспечивает связь контроллера с мультиплексором ТИ (A3) и внешними микропроцессорными устройствами систем измерения и диагностики (канал расширения). Второй интерфейс RS-485 служит для подключения внешнего контроллера канала управления. Оба интерфейса RS-485 выполнены четырехпроводными.

Связь контроллера МК-Д с устройством программирования' обеспечивает интерфейс SPI.

Выходы команд телеуправления ТУ1. ТУ24, входы каналов телесигнализации ТС1. ТС48 и телеизмерений ТИН. '. ТШ выведены на наборы зажимов XI. Х4 для подключения внешних цепей к шкафу.

Регистрация сигналов ТС. Модуль контроллера МК-Д осуществляет последовательный просмотр всех сигналов ТС, поступающих на шкаф КП-М (ПС), а также производит анализ изменения состояния этих сигналов и их регистрацию. Период просмотра и регистрации сигналов ТС составляет 8 мс. Опрос

телесигнализации с шины ТС осуществляется индивидуальными сигналами выбора ТС. Во время опроса к шине ТС подключается только один из мультиплексоров А4. А6, который выставляет свои сигналы на шину ТС. Эти данные поступают в регистр ввода телесигнализации контроллера и в дальнейшем фиксируются в его оперативной памяти.

Алгоритм формирования команд ТУ. Команды телеуправления поступают на вход RS-232 контроллера МК-Д через модем (А1). В контроллере принятая информация проверяется на достоверность в рамках информационного протокола MODBUSи, в случае отсутствия ошибок, помещается в приемный буфер команд модуля. В контроллере осуществляется также проверка состояния сигнала ТС1 (СБОЙ_ТУ), формируемого в модуле источника питания (А7) и несущего информацию о наличии или отсутствии тока в цепях объекта телеуправления.

При наличии тока в цепи управления (команда ТС1 = 1) выполнение команды ТУ невозможно. Ток в цепи управления проходит при нормальном функционировании системы во время исполнения приказа, а при отсутствии исполняемого приказа - в случае возникновения неисправности. Примером неисправности может служить сваривание контактов выходных исполнительных реле ТУ (см. схему подключения цепей ТУ ниже). При отсутствии тока в цепи управления (команда ТС1 = 0) контроллер формирует управляющие сигналы на шинах: Код_ТУ1. Код_ТУ4 и Выб_ТУ1. Выб_ТУЗ. Эти сигналы после дешифрирования в выбранном мультиплексоре ТС/ТУ формируют одну из релейных команд выбора объекта телеуправления (ТУ1. ТУ24) и одну из релейных исполнительных команд телеуправления ВКЛ или ОТКЛ, которые подаются на выходные наборы зажимов (XI. ХЗ).

Регистрация сигналов ТИ. Модуль мультиплексора ТИ (A3) осуществляет преобразование поступающих на него сигналов телеизмерений (ТИ1. ТИ8) в цифровую форму. Преобразование осуществляется программно-управляемым аналого-цифровым преобразователем (дискретность преобразования - 8 разрядов). Цифровая информация о значениях сигналов ТИ через интерфейс RS-422 поступает в модуль контроллера МК-Д. Период обновления информации о значениях сигналов ТИ по всем каналам телеизмерений составляет примерно 1 секунду.

Контроллер МК-Д. Структурная схема контроллера МК-Д приведена на рис. 20. В состав контроллера МК-Д входят два микропроцессора: связной МК, поддерживающий обмен с компьютером внешнего уровня, и МК ТУ/ТС, предназначенный для формирования сигналов ТУ, ТС и ТИ. Связь между этими микропроцессорами осуществляется по интерфейсу SPI. Для хранения и обработки данных имеется оперативная память, таймер обеспечивает данные временными метками. Переключатели позволяют устанавливать режимы работы контроллера МК-Д и его адрес для работы в системе телеуправления. Подробнее работа контроллера будет описана ниже.

Рис.11. Структурная схема контроллера МК-Д