| |
|
Programabilni komunikacijski predprocesorji
V primerih, ko moramo priključiti večje število serijskih naprav na nadzorni sistem, pogosto naletimo na problem, da imajo serijske naprave različne komunikacijske protokole. V preteklosti se je podobne probleme reševalo z dodatnim računalnikom, imenovanim predprocesor ali »Front-end«. Vloga tega računalnika je bila komuniciranje s serijskimi napravami, poenotenje zapisa podatkov in njihov prenos na višji nivo. Nalogo je običajno opravljal primerno zmogljiv računalnik, ki pa se po programski in strojni opremi ni bistveno razlikoval od drugih računalnikov. Slabost te rešitve je bila v težkem vzdrževanju, predvsem programske opreme. V zadnjem času uporabljamo za enako nalogo strogo namenski računalnik z vgrajeno rešitvijo (Embeded solution).
Posebnost take rešitve je reduciranje strojne opreme na najnujnejše komponente. Tudi programsko opremo reduciramo in uporabimo samo tiste dele operacijskega sistema, ki jih nujno potrebujemo. Dodamo še uporabniške programe in dobimo zelo kompaktno in stabilno programsko opremo. Sistem opravlja funkcijo komunikacijskega predprocesorja kot neke vrste avtomat, ki ne potrebuje posegov s strani operaterja. Firma MOXA nudi več komunikacijskih predprocesorjev z vgrajeno rešitvijo, ki jih imenuje Univerzalni komunikator (UC – Universal Comunicator). Najmočnejši od njih uporablja Intel RISK procesor Xscale IXP422. Strojna oprema nima monitorja in tipkovnice, nima trdih diskov in ne potrebuje ventilatorja za hlajenje. Ima pa lahko do 8 serijskih vrat (ki jih lahko nastavimo kot RS232 ali RS422 ali RS485), dvojni ethernet priključek, 2 vhoda USB 2.0, priključke za CF ali PCMCIA kartice. Za nastavljanje osnovnih komunikacijskih parametrov uporabljamo 5 funkcijskih tipk in LCD prikazovalnik. Ohišje velikosti 197 mm x 125 mm x 44 mm lahko pritrdimo na DIN vodila ali neposredno na zid.
S programskega stališča so nekateri operacijski sistemi bolj primerni za reduciranje in dodajanje uporabniških programov. Med proizvajalci komunikacijske opreme je zaradi svoje fleksibilnosti pri konfiguraciji postal izredno priljubljen LINUX. Proizvajalec MOXA izvede reduciranje operacijskega sistema in njegovo inštalacijo že v tovarni, tako da se programer lahko posveča le razvoju svojega programa. Programerju ni potrebno izgubljati dragocenega časa za dolgotrajno pripravo datotek s strojno kodo za »pečenje« v ROM-e. Na svojem osebnem računalniku se posveti se le razvijanju nujnih uporabniških programov. Programe prevede s pomočjo križnega prevajalnika in prepiše na CF kartico, kjer so že pripravljeni za izvajanje. Ob nakupu Univerzalnega komunikatorja dobimo na CD-ju GNU - križni prevajalnik za operacijski sistem LINUX in tudi križni prevajalnik za MS WINDOWS. Torej imamo možnost zase izbrati delavno okolje, ki nam najbolj ustreza. V napravi sami pa je vedno inštaliran le reduciran LINUX. Na CD-ju so priložena tudi programska orodja za odkrivanje napak (razhroščevalci).
Podrobneje si bomo ogledali tri modele firme MOXA iz njihove družine UC7000. Najmočnejši je komunikator UC-7420, njegova lažja varianta je komunikator UC-7410, najmanjši pa je UC-7110.
Komunikatorja UC-7420 in UC-7410
Ker sta si dokaj podobna, jih bomo opisali skupaj in poudarili le točke, kjer se razlikujeta.
Napravi imata 8 serijskih vrat (RS232/422/485) in uporabljata priključke RJ45. Poganja ju procesor Intel Xscale IXP422 s frekvenco 266MHz, ki uporablja 32MB ROM in 128MB RAM. Vsebujeta operacijski sistem »MontaVista Linux«. Imata dvojni Ethernet priključek in dodatni serijski priključek za upravljanje naprave same. Osnovno nastavljanje komunikacijskih parametrov je možno narediti s pomočjo petih funkcijskih tipk in grafičnega LCD prikazovalnika (160x64 točk) ter sistemom menijev. Samo močnejši model UC-7420 ima tudi možnost priključitve CF kartice, PCMCIA kartice in dveh USB 2.0 naprav.
Za pošiljanje podatkov na višji nivo lahko izberemo tisto vrsto komunikacije, ki nam najbolj ustreza. Izbiramo lahko med V.90 modemom ali GPRS modemom na serijskih vratih, ADSL povezavo na Ethernet izhodu, ali brezžično WLAN 802.11b/g povezavo na PCMCIA kartici.
Napravi imata 14 svetlečih diod za signalizacijo: delovanja naprave same, delovanje osmih serijskih vhodov (Tx/Rx), dveh Ethernet izhodov (povezava 10/100), in terminalski serijski izhod.
Za napajanje potrebujemo zunanjo enosmerno napetost 12 do 48 V. Temperaturno območje delovanja je –10°C do 60°C. Napravi sta pridobili certifikata o varnosti: TÜV in UL, ter certifikata o EMC motnjah CE in FCC (razred A).
Manjši komunikator UC-7110
Univerzalni programabilni komunikator UC-7110 podpira delovanje dveh serijskih vrat (RS232/RS422/RS485). Tovarniško ima naložen okrnjen operacijski sistem »µClinux«, ki deluje na 32 bitnem RISK procesorju ARM9 pri 166MHz. Uporablja 8MB RAM-a in 16MB ROM-a.
Ima dva Ethernet izhoda (RJ45) in dodatna serijska vrata za priključitev zunanjega upravljalnega terminala. Delovanje signalizira s pomočjo 9 svetlečih diod: naprava vključena/izključena, dvoje serijskih vrat (signal Rx, signal Tx) in Ethernet (hitrost 10M, hitrost 100M, signal Rx in signal Tx). Serijski vhodi so optično zaščiteni na prebojno trdnost 15kV EDS, Ethernet izhodi pa imajo vgrajeno magnetno izolacijo 1.5kV. Komunikator ima vgrajeno uro realnega časa in dodatni zvočni alarm. Ob nakupu dobimo CD z križnim prevajalnikom GNU GCC.
Napaja se z enosmerno napetostjo 12 do 48V, porabi pa 290 mA (pri 12V). Temperaturno območje delovanja je –10°C do 60°C. Komunikator ima certifikate o EMC motnjah FCC (razred A) in CE (razred A) ter certifikate o varnosti: TÜV, UL, CUL.
Uporaba večjega števila različnih serijskih protokolov pogosto povzroča težave. Kadar rešujemo problem enkratno, se cene različnih rešitev ne bodo bistveno razlikovale. Drugače pa je v primerih, ko iščemo optimalno rešitev za sisteme, ki se tipsko ponavljajo (npr: centralni nadzor zgradb, nadzor prometa, …). V takih primerih lahko z majhno naložbo v razvoj ustreznih komunikacijskih programov in uporabo univerzalnih komunikatorjev pridemo do optimalne rešitve, ki nam dolgoročno prinese velike prihranke pri nabavi, inštalacijah in vzdrževanju.
Pribor za razvoj aplikacij
|
|