ЗАО «НПП РАДИОТЕЛЕКОМ»
191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки 61
тeл.,факс (812) 714-3420 Е-mail: lpdi@sut.ru
WEB: www.radiotelecom.ru
РАДИОСЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ
«ТЕЛУР-РСПТД»
РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
СТИУ.426477.008 РЭ
на 16 листах
г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Введение 3
2.Назначение и принцип работы радиосети передачи телеметрических данных 4
3.Технические данные ОАС 5
4.Устройство и работа 7
5.Монтаж, подключение и настройка ОАС 9
5.1 Установка антенн. 9
5.2 Установка оборудования ОАС 12
5.3 Программирование режима работы 13
6. Техническое обслуживание 13
7. Правила хранения 13
8. Транспортирование 14
Приложение 1 15
-
Введение
В данном техническом описании приняты следующие сокращения и условные обозначения:
АКБ - аккумуляторная батарея;
АС - абонентская станция телеметрической системы;
АР - антенный разъём;
АФУ - антенно-фидерное устройство;
БПП - блок приемопередатчика;
БРМ - блок радиомодема и питания;
КК - клеммная колодка;
КП - контролируемый пункт телеметрической системы;
ОАС - оборудование абонентской станции;
ООД - оконечное оборудование данных;
РМ - плата радиомодема;
ЦДП - центральный диспетчерский пункт;
-
Назначение и принцип работы радиосети передачи телеметрических данных
Радиосеть передачи телеметрических данных предназначена для организации контроля и управления территориально разнесенными промышленными объектами по каналам радиосвязи.
Радиосеть строится по топологии “точка-многоточка” с организацией каналов между центральным диспетчерским пунктом (ЦДП) и абонентскими станциями (АС) на одной фиксированной частоте в полудуплексном режиме как непосредственно, так и через ретранслируемые пункты (РП). В качестве ретранслируемых пунктов могут быть использованы абонентские станции. Пример возможной топологии радиосети показан на рис.2.1.
Рис.2.1 Пример построения радиосети передачи телеметрической информации.
В приведенном на рис.2.1 примере в сети радиосвязи пять контролируемых пунктов (КП) обмениваются телеметрической информацией с ЦДП. Каждый узел радиосети оборудован абонентской станцией (АС), включающей в себя блок приемопередатчика (БПП), блок радиомодема (БРМ), антенно-фидерное устройство (АФУ) и систему электропитания.
В рассматриваемой в качестве примера радиосети КП2, КП3 и КП4 имеют прямую радиосвязь с ЦДП, а КП1 и КП5 передают и принимают данные через ретрансляторы. В качестве ретрансляторов могут использоваться как работающие в системе КП (на рис.2.1 - КП2, КП3 и КП4), так и отдельно работающие абонентские станции (АС6). Цепь ретрансляторов может содержать не более двух ретранслируемых пунктов.
Оконечным оборудованием данных (ООД) для АС являются блоки сбора и обработки телеметрических данных, передающих и принимающих информацию на канальном уровне по протоколу FT1.2 (Стандарт Р МЭК 870-5-101).
-
Технические данные ОАС
Параметры БРМ:
Интерфейс физического уровня:
Тип интерфейса с ООД RS232;
Скорость обмена 9600 бит/c.;
Формат данных 8Е1;
Используемые цепи RXD, TXD, SG;
Интерфейс канального уровня:
Формат данных FT1.2 (Стандарт Р МЭК 870-5-101);
Диапазон адресов станций 1 .. 240
Максимальная длина кадра данных(байт) 255;
Число ступеней ретрансляции 0, 1 или 2
Минимальное время передачи кадра (кадр постоянной длины
5 байт) 190 мс
Максимальное время передачи кадра (255 байт) 780 мс
Конструктивные параметры:
Габаритные размеры 180 х 180 х 80 мм
Масса, не более 2,2 кг
Электропитание 230 В/50Гц;
Потребляемая мощность, не более 4 Вт’
Параметры БПП:
Диапазон частот 146 – 174 МГц;
Класс излучения 16K0F1D;
Номинальная мощность 10 Вт;
Волновое сопротивление антенны 75 Ом;
Максимальная девиация частоты передатчика не более 3 кГц;
Чувствительность приемника (СИНАД) 12 дБ не хуже 0,5 мкВ;
Чувствительность модуляционного входа передатчика 1В
Величина выходного напряжения приемника 1 В;
Имеется блокировка выхода приемника при отсутствии несущего колебания
Время непрерывной работы в режиме передачи, не более 1 мин
Диапазон рабочих температур от –20 до +50 С;
Габаритные размеры 275 х 155 х 55 мм.
Полные габаритные размера ОАС (Шкаф ST4-520) 500 х 400 х 200 мм.
-
Устройство и работа
Оборудование абонентской станции (ОАС), поставляется в пылевлагозащищенном шкафу ST4-520 на внутренней панели которого смонтированы входят следующие блоки:
Блок приемопередатчика (БПП)
Блок радиомодема и питания (БРМ);
Пульт управления и индикации (ПУИ);
Аккумуляторная батарея (АКБ);
Клеммная колодка (КК) для подключения электропитания.
На нижней стороне шкафа размещен коаксиальный разъем подключения антенны, а также проходной сальник для подведения кабеля электропитания. Кабель связи с ООД подводится через отверстие в съёмной нижней панели шкафа и закрепляется на ней специальным зажимом.
Указанное оборудование обеспечивает работу в полудуплексном режиме радиоканала между оконечным оборудованием данных (ООД) КП и ЦДП в том числе через ретрансляторы также содержащие ОАС.
. Структурная схема ОАС приведена на рис. 4.1., а принципиальная схема в Приложении 2.
Рис. 4.1 Структурная схема ОАС
Блок радиомодема и электропитания (БРМ) включает в себя два функциональных узла: плату радиомодема РМ96 и преобразователь напряжения питания, формирующий из сетевого напряжения 220 В постоянные напряжения +12 В и +5 В для питания радиомодема и приемопередатчика. Сетевое напряжение подается на ОАС через клеммную колодку (КК) и пульт управления и коммутации (ПУИ).
Оконечное оборудование данных (ООД) взаимодействует по интерфейсу RS232 с радиомодемом РМ96. Задачей радиомодема является преобразование дискретной информации от ООД в частотно-модулированный сигнал для БПП в режиме передачи и обратное преобразование в режиме приема.
Сигналами интерфейса радиомодема и приемопередатчика являются входной сигнал передатчика (Вх ПРД), выходной сигнал приемника (Вых РСТ), управление передатчиком (ПРД), выход детектора несущей (ДН), напряжение питания (+12 В). Приемопередатчик подключается к блоку БРМ кабелем через соединитель X1 DB15М «РСТ».
Блоки БРМ, БПП, аккумуляторная батарея (АКБ) устанавливается в пылевлагозащищенном шкафу ST4-520 при помощи комплекта крепежных деталей, входящих в комплект поставки ОАС.
Блок приемопередатчика, обеспечивает формирование радиосигнала с частотной модуляцией на фиксированной частоте в диапазоне 146 – 174 МГц. К разъему “АНТ” БПП подключен отрезок фидера с волновым сопротивлением 75 Ом, который соединяет БПП с антенным разъемом типа U-332 на нижней части шкафа ОАС.
В АС, устанавливаемой на ЦДП и ретрансляторах, используется всенаправленная антенна с горизонтальной поляризацией типа А1(СТИУ.464641.001). В АС на КП применяются направленные антенны с горизонтальной поляризацией типа АВК (СТИУ.464641.003).
-
Монтаж, подключение и настройка ОАС
5.1 Установка антенн.
Радиосеть «ТЕЛУР-РСППД» работает в диапазоне частот 160МГц, требующем для обеспечения устойчивой связи наличия «прямой радиовидимости» между антеннами ЦДП и КП и, в случае использования ретрансляторов, между ЦДП и ретранслятором и между ретранслятором и КП.
Радиовидимость достигается только за счет обеспечения необходимой высоты поднятия антенн на ЦДП и на КП. Для расчета высот при расположении объектов в равнинной местности используется следующая формула:
( 5.1)
,
где D - дальность «прямой видимости» в километрах; h1 и h2 - высоты поднятия антенн в ПУ и на КП, соответственно, в метрах.
К примеру, при h1 = 36м и h2 = 9м, дальность прямой видимости равна ~37 км.
Наличие различных препятствий (высокий лес, холмы, высотные здания, и т.п.) должно быть учтено либо увеличением высоты установки антенны, либо использованием ретрансляции.
При установке антенн на крышах домой высота подъема антенны над металлической крышей должна быть не менее 2.5 метров.
Труба-мачта должна быть заземлена.
В радиосети «ТЕЛУР-РСПТД» применяются два основных варианта антенн в зависимости от типа поляризации - горизонтальной или вертикальной. В настоящем документе описан только вариант использования антенн с горизонтальной поляризацией
В этом случае на ЦДП и ПУ используются антенны различных типов.
На ЦДП и ретрансляторах устанавливается двойная антенна Харченко с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и коэффициентом усиления 3 дБ (рис. 5.1) – типа А1.
Рис. 5.1 Антенна Харченко (А1)
На КП в основном применяются пятиэлементные антенны Удо-Яги («волновой канал») с коэффициентом усиления 7 дБ – типа АВК.
Рис. 5.2. Направленная антенна типа AВК
Таким образом, суммарное усиление в этом случае составляет 10 дБ, что эквивалентно увеличению мощности передатчика в 10 раз.
Подключение антенны А1 к шкафу ОАС осуществляется через устройство грозозащиты ЗАФУ-75, входящее в комплект поставки. Для подключения этой антенны в комплекте поставки содержатся разъёмы СР75-154 и U-113B, а также высокочастотные кабели RG11 и RG59. Схема подключения антенны А1 к шкафу ОАС приведена на рис.5.3. Устройство грозозащиты ЗАФУ-75 должно быть установлено в непосредственной близи от антенны, причем корпус устройства должен быть надежно соединен с заземлением антенны или опоры. Длина высокочастотного кабеля RG59 определяется из конструктивных особенностей опоры с учетом вышеприведенного требования.
Антенна А1 крепится к горизонтальному фланцу четырьмя болтами М10х20 с шайбой Гровера и гайкой. Размеры фланца приведены на рис. 5.4. Фидер крепится к мачте стяжками через каждые 30 см.После подсоединения разъем изолируется лентой ПХВ для предотвращения атмосферных воздействий.
Рис.5.3 Подключение антенны А1 к шкафу ОАС
Рис. 5.4. Фланец антенной мачты для установки АФУ типа A1
5.2 Установка оборудования ОАС
Место для установки ОАС по возможности выбирается так, чтобы длина кабеля, соединяющего шкаф ОАС и ООД, была минимальной. Длина этого кабеля, при которой гарантируется нормальная работа ОАС, должна быть не более 15 метров.
В шкаф ОАС вводятся:
- кабель, соединяющий БРМ и ООД;
- антенный фидер;
- кабель сетевого электропитания.
Для подключения кабеля от БРМ к ООД предварительно необходимо снять поддон шкафа, для чего отсоединить высокочастотный кабель от проходного антенного разъёма и отвинтить 10 саморезов, закрепляющих поддон. После этого освободить планку, предназначенную для фиксации кабеля, расположенную на отгибе поддона. Подключив разъем кабеля к БРМ, следует пропустить кабель через нижнее окно шкафа, установить поддон, закрепить кабель планкой на отгибе поддона, подключить высокочастотный кабель к антенному разъему.
Кабель электропитания, подключаемый к клеммной колодке (КК) на панели шкафа, вводится через проходной сальник, входящий в комплект поставки ОАС. Сальник устанавливается в отверстие на нижнем поддоне шкафа.
АФУ устанавливается на крыше здания ЦДП (КП) или рядом стоящего на специальной мачте, чтобы обеспечить устойчивую и надежную радиосвязь с объектами радиосети.
Место для установки оборудования ОАС по возможности выбирается так, чтобы длина антенного фидера была минимальной.
Оборудование ОАС в промышленном шкафу ST4-520 устанавливается путем подвески на стене посредством 4-х шпилек с 68мм и длиной выступающей из стены части - не менее 4045 мм.
5.3 Программирование режима работы
Перед подключением внешних устройств оборудование АС должно быть надежно соединено с земляной шиной объекта.
Все подключения и переключения внешних устройств должны выполняться при выключенном электропитании АС
Для работы АС в составе радиосети передачи телеметрической информации в радиомодем должна быть записана служебная информация, определяющая режим его работы. Если АС используется в составе КП, служебная информация должна содержать номер (адрес) соответствующего КП. В радиомодем ЦДП записывается предварительно составленная таблица путей прохождения сигналов между ЦДП и всеми КП радиосети (прямо или через ретрансляторы). Запись служебной информации выполняется специальной утилитой utilita.exe устанавливаемой на компьютере, который подключается к БРМ через последовательный порт. Порядок работы с утилитой программирования AC приведен в разделе “Справка” главного меню утилиты.
6. Техническое обслуживание
Техническое обслуживание обеспечивает контроль технического состояния аппаратуры, поддерживая ее в рабочем состоянии.
Для обеспечения надежной работы комплекса в процессе эксплуатации необходимо производить следующие работы:
- удаление пыли с поверхностей блоков;
- проверку креплений соединительных шлангов и шнуров электропитания;
- проверку основных технических параметров АС;
В случае отклонения основных технических параметров комплекса от номинальных значений, произвести необходимые ремонтные и регулировочные работы.
7. Правила хранения
Аппаратура АС должна храниться в упаковке в отапливаемых помещениях при температуре окружающего воздуха от +5оC до +45оC и относительной влажности не более 90%.
В помещении для хранения не должно быть пыли, паров кислот и щелочей, агрессивных газов и других вредных веществ, вызывающих коррозию.
После хранения аппаратуры в нерабочем состоянии необходимо перед включением в рабочий режим выдержать ее при включенном питании не менее 30 мин.
8. Транспортирование
Оборудование АС в упаковке разрешается перевозить железнодорожным, автомобильным и авиационным (в герметизированном отсеке) транспортом при температуре окружающей среды от -40оC до +65оC Транспортирование открытыми видами транспорта не допускается. Запрещается бросать, кантовать упаковки с АС при погрузке и выгрузке.
Приложение 1
Назначение контактов разъемов БРМ
1. Разъем «РСТ»
Тип разъема: DB25M (штыревой, 25-контактный)
-
№ контакта
|
Обозначение цепи
|
Назначение
|
7,8
|
Общ
|
Общий провод
|
3
|
ВхРСТ
|
Вход передатчика
|
10
|
ПРД
|
Включение передатчика
|
2
|
ВыхРСТ
|
Выход приемника
|
1
|
ДН
|
Детектор несущей
|
12,13
|
+12В
|
Напряжение питания +12 В
|
Разъем «RS232»
Тип разъема: DB9F (гнездовой, 25-контактный)
-
№ контакта
|
Обозначение цепи
|
Назначение
|
2
|
RXD
|
Выходные данные радиомодема
|
3
|
TXD
|
Входные данные радиомодема
|
7
|
RTS
|
Запрос передачи
|
5
|
GND
|
Общий провод
|
3. Разъем «ПИТАНИЕ»
Тип разъема: 2РМ14Б4Ш (штыревой, 4-контактный)
-
№ контакта
|
Обозначение цепи
|
Назначение
|
1
|
220В
|
Цепь сетевого питания ~220 Вольт
|
3
|
220В
|
Цепь сетевого питания ~220 Вольт
|
|
