Курсовая работа: Разработка передающего полукомплекта ТУ

Рис.6. Передачи символа на сигнальных линях TD/RD интерфейса RS-232

Управляющие сигналы интерфейса RS-232. Кроме земли и линий данных, в интерфейсе RS-232 определены управляющие линии и линии синхронизации, последние используются при работе в синхронном режиме.

Управляющие сигналы (RTS, CTS, DTR, DSR, DCD). Эти сигналы позволяют ШЕ начать диалог с DCE до передачи или приема данных, а также могут служить для управления потоком данных (приостановление/возобновление передачи). В полном наборе интерфейса определено 25 различных сигнальных линий. В практике чаще всего применяются 9 цепей.

Потоком данных управляют либо аппаратно, либо программно. Управление заключается в посылке приемником уведомления о возможности/невозможности приема данных.

Аппаратное управление потоком (Flow Control) использует сигнал CTS, который позволяет остановить передачу данных, если приемник не готов к их приему. Передатчик выдает очередной байт только при включенной (состояние ON) линии CTS. Байт, который уже начал передаваться,

сигналом CTS не останавливается, что гарантирует целостность посылки. Если аппаратный протокол не используется, у передающего терминала должна устанавливаться перемычка RTS - CTS.

Способ синхронизации. Интерфейс RS-232 является последовательным интерфейсом и наиболее часто используется в асинхронном режиме. Последовательная передача означает, что данные передаются по единственной линии. Для синхронизации (в асинхронном режиме) битам данных предшествует стартовый бит, заканчивается посылка (старт-стопный символ) одним или двумя стоповыми битами. В состоянии тишины передатчик обычно выдает уровень логической

единицы. Если приемник начинает получать поток байтов, то его внутренний генератор запускается при получении перепада 1/0, соответствующего нормальному началу очередного символа (стартовый бит после стоп-бита или интервала тишины). Таким образом осуществляется циклическая синхронизация приемника в начале каждого принимаемого символа.

Общие сведения.

Протокол передачи - формализованный" набор правил, полностью определяющий порядок взаимодействия устройств или процессов друг с другом. Протокол определяется перечнем передаваемых сигналов, процедурой обмена этими сигналами, форматами сигналов и правилами кодирования каждого поля формата.

В данном курсовом проекте рассмотрим протокол Modbus RTU, который применяется в системе АСТМУ-А. Этот режим поддерживает требования стандарта ШС 870-5 (уровень 2, канальный). Для передачи данных интерфейс не определен, обычно используются RS-232C, RS-422, RS-485 или токовая петля 20 мА. В АСТМУ-А токовая петля не используется.

Данный протокол определяет требования к канальному (второму) и прикладному (седьмому) уровню модели OSI. Протокол предполагает в линии одно активное (ведущее, запрашивающее, главное) устройство Master, которое может обращаться к нескольким пассивным (подчиненным) устройствам Slave по их адресу. Синтаксис команд протокола позволяет адресовать 247 устройств. Инициатива проведения обмена всегда исходит от ведущего устройства. Ведомые устройства прослушивают линию связи. Master подает запрос на линию и переходит в состояние прослушивания линии связи. Ведомое устройство отвечает на запрос, пришедший в его адрес.

Окончание ответной посылки Master определяет, 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 Modbus RTU приведены 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 Modbus имеют 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). Master после посылки сообщения ожидает ответ в установленном интервале времени. Если Slave обнаружит коммуникационную ошибку в адресованном ему сообщении или не может ответить, то он промолчит, и Master по 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 Modbus используется следующая диалоговая процедура.

1. Если Slave принимает 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 Slave не принимает какого-либо значения, никакого ответа не отправляется. Master диагностирует ошибку по тайм-ауту.

3. Если Slave принимает запрос, но обнаруживает ошибку (паритет, CRC), никакого ответа не отправляется. Master диагностирует ошибку по тайм-ауту.

4. Если Slave принимает 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.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9