SERWER POMIARU TEMPERATURY Z MAGISTRALĄ 1-WIRE

WIRE

WIRE

WIRE

WIRE----CHIP 2

CHIP 2

CHIP 2

CHIP 2----1.5

1.5

1.5

1.5

Informacje wstępne

Wi

ę

kszo

ść

oferowanych obecnie przetworników danych dedykowanych

przemysłowym pomiarom temperatury opartych jest na przetwarzaniu sygnałów
analogowych generowanych przez termopary lub termistory PT. Niew

ą

tpliw

ą

zalet

ą

systemów analogowych jest szeroki zakres mierzonych temperatur jednak systemy
te ust

ę

puj

ą

pod wieloma innymi wzgl

ę

dami technologiom cyfrowym, które zestawiane

s

ą

z ta

ń

szych komponentów, redukuj

ą

do minimum wymogi dotycz

ą

ce okablowania i

zapewniaj

ą

wi

ę

ksz

ą

wiarygodno

ść

wyników.

Urz

ą

dzeniem zapewniaj

ą

cym utrzymanie najwy

ż

szych standardów wymaganych w

procesach przemysłowej automatyzacji jest cyfrowy serwer pomiaru temperatury
WIRE-CHIP 1.5. Urz

ą

dzenie zaprojektowano w oparciu o zaawansowan

ą

magistral

ę

1-Wire® (technologia opracowana dla zapewnienia kompatybilno

ś

ci z produktami

firmy Dallas Semiconductor) i inteligentny algorytm który przetwarza dane bez
dodatkowego oprogramowania, a obsługa serwera nie wymaga rozległej wiedzy nt.
protokołu 1-Wire. Zainstalowany bootloader umo

ż

liwia stałe uaktualnianie nowych

wersji programu firmowego. Serwer współpracuje ze sterownikiem PLC oraz
programami komputerowymi stworzonymi wg indywidualnych zapotrzebowa

ń

. WIRE-

CHIP poprzez mo

ż

liwo

ść

budowania rozległych i skomplikowanych sieci sond

znajduje szerokie zastosowanie w pomiarach temperatury w miejscach trudno
dost

ę

pnych i warunkach szczególnie uci

ąż

liwych (poprzez mo

ż

liwo

ść

montowania go

z dala od miejsc monitorowanych).

Specyfikacja

-

komunikacja poprzez RS-485;

-

baudrate do 115,2 kbps (nastawna);

-

akustyczna i wizualna sygnalizacja zakłóce

ń

;

-

zasilanie nieregulowane od +10 do +30V;

-

zasi

ę

g sond do 100m;

-

max ilo

ść

czujników: 64sz na jeden serwer;

-

monta

ż

: obudowa do szyny DIN;

-

wymiary: 89,1x53x70mm;

Specyfikacja czujnika temperatury DS18B20 firmy Dallas Semiconductor:

-

zakres pomiaru od -55°C do +125°C;

-

tolerancja ±0,5°C (w zakresie -10°C do +85°C);

-

rozdzielczo

ść

1/16°C = 0,0625°C

Przemysłowy poziom zabezpiecze

ń

:

-

izolacja galwaniczna 1000V;

-

przepi

ę

ciowe;

-

nadpr

ą

dowe;

-

elektrostatyczne;

-

watchdog timer.

Doł

ą

czone akcesoria:

-

zł

ą

czki skr

ę

tne: 3szt.

Spis treści

1. Ustawienia pocz

ą

tkowe.

2. Zasilanie, sondy pomiarowe i urz

ą

dzenie nadrz

ę

dne.

3. Menu trybu konfiguracyjnego.
3.1.

Rejestrowanie czujników.

3.2.

Kasowanie czujników.

3.3.

Zamiana czujników.

3.4.

Nadawanie numeru własnego serwera.

3.5.

Wybór własnej szybko

ś

ci transmisji.

4. Tryb roboczy RUN.
4.1.

Zapytanie o temperatur

ę

.

4.2.

Zapytanie o numer seryjny czujnika.

4.3.

Zapytanie o numer seryjny serwera.

4.4.

Ustawianie daty i godziny.

4.5.

Zapytania dotycz

ą

ce nie zarejestrowanych czujników.

5. Tryb roboczy RUN TX.
6. Sygnalizacja akustyczna.
7. Bootloader i aktualizacja nowego firmware.

1. Ustawienia pocz

ą

tkowe.

Serwer defaultowo ustawiony jest na transmisj

ę

(baudrate) = 9600 bps; numer

serwera na RS-485 = 00. Brak komunikacji podczas pierwszego podł

ą

czenia

b

ę

dzie wskazywał na rozbie

ż

n

ą

szybko

ś

ci transmisji urz

ą

dzenia nadrz

ę

dnego

(HOST).

2. Zasilanie, sondy pomiarowe i urz

ą

dzenie nadrz

ę

dne (master).

Przewody zasilaj

ą

ce, przewody magistrali 1-Wire (sonda) i urz

ą

dzenia master

(PLC lub PC poprzez konwerter RS-485) nale

ż

y podł

ą

czy

ć

do zł

ą

czek skr

ę

tnych

wg schematu poni

ż

ej. Czujniki podł

ą

czamy równolegle odpowiednio do sygnałów

opisanych na obudowie serwera i czujnika (na obudowie czujnika DS18B20
ponumerowane wyj

ś

cia oznaczaj

ą

: 1 – GND, 2 – DQ (odpowiada wej

ś

ciu WIRE

serwera), 3 – Vdd (odpowiada VCC serwera).











3. Menu trybu konfiguracyjnego.
Za pomoc

ą

menu trybu konfiguracyjnego serwer przygotowywany jest do

współpracy z czujnikami i urz

ą

dzeniem nadrz

ę

dnym (PC lub PLC). Zako

ń

czenie

czynno

ś

ci konfiguracyjnych i wyj

ś

cie klawiszem (s) przepisze tymczasowy stan

ustawie

ń

do nieulotnej pami

ę

ci FLASH serwera.

Tryb konfiguracyjny dost

ę

pny jest z klawiatury komputera po zadaniu komendy:

(^n

s

n

s

Rc)

→

enter, gdzie n

s

n

s

jest numerem serwera (pocz

ą

tkowo ustawionym

na 00 – zmiana numeru w pkt. 3.4.). Wej

ś

cie za pomoc

ą

przycisków

membranowych serwera nast

ę

puje poprzez jednoczesne wci

ś

ni

ę

cie przycisku

CONFIG i RESET, zwolnieniu RESET ale utrzymaniu CONFIG a

ż

do wywołania

sygnału d

ź

wi

ę

kowego (ok. 2s, jednocze

ś

nie z sygnałem na ekranie pojawia si

ę

menu) – wówczas tryb konfiguracyjny na czas jego otwarcia spowoduje
automatyczne przeł

ą

czenie serwera na szybko

ść

9600 kbs, jednak nie spowoduje

to zmiany w pami

ę

ci FLASH zapisanej wcze

ś

niej szybko

ś

ci i urz

ą

dzenie do niej

powróci po wyj

ś

ciu z menu.

3.1.

Rejestrowanie czujników.

Przygotowana i podł

ą

czona sonda pomiarowa gotowa jest do pracy po dodaniu

czujników do pami

ę

ci FLASH serwera WIRE-CHIP. Rejestracja czujników nast

ą

pi

automatycznie po wybraniu klawisza plus (+) komputera. Serwer przeszuka
magistral

ę

i zapisze zainstalowane czujniki zgodnie z numeracj

ą

sytemu

heksagonalnego (00,01...3F). Ka

ż

dy kolejny wł

ą

czony do magistrali czujnik lub

grupa czujników zostanie dodana do pami

ę

ci w sposób analogiczny do

powy

ż

szego i przyporz

ą

dkowane zostan

ą

im kolejne numery w systemie

heksagonalnym. Stopniowy sposób rejestracji umo

ż

liwia ł

ą

czenie kilku sond (grup

czujników) poprzez ich sukcesywne dodawanie do pami

ę

ci i ich łatwiejsz

ą

identyfikacj

ę

(wg kolejno

ś

ci rejestracji). W celu zapisania dodanych czujników

wyj

ś

cie z trybu konfiguracyjnego musi nast

ą

pi

ć

poprzez klawisz (s) komputera

(nast

ą

pi wówczas przej

ś

cie do trybu roboczego RUN).

3.2.

Kasowanie czujników.

Wszystkie zapami

ę

tane w pami

ę

ci czujniki zostan

ą

z niej usuni

ę

te przez wybranie

klawisza minus (-) komputera i wyj

ś

cie z trybu konfiguracyjnego poprzez klawisz

(s).

3.3.

Zamiana czujników.

Funkcja zamiany czujników pozwala na wymian

ę

zapisanych w pami

ę

ci czujników

bez konieczno

ś

ci przeprowadzania procedury ponownego zapisywania całego

zapami

ę

tanego układu (np. w przypadku uszkodzenia czujnika) – system zapisze

zamian

ę

i nada nowym czujnikom numery ich poprzedników. System anuluje

operacj

ę

je

ś

li do systemu nie wróci dokładnie taka sama ilo

ść

usuni

ę

tych

czujników (patrz przykład poni

ż

ej). Aby dokona

ć

zamiany, zako

ń

czenie czynno

ś

ci

instalacyjnych zatwierdzi

ć

nale

ż

y poprzez (z) i wyj

ść

z menu zapisuj

ą

c zmiany w

pami

ę

ci FLASH poprzez (s).

3.4.

Nadawanie numeru własnego serwera na RS-485.

W celu zmiany numeru dyfultowego na własny nale

ż

y z menu trybu

konfiguracyjnego wybra

ć

klawisz (b) komputera i zapisa

ć

na ko

ń

cu

wy

ś

wietlonego wiersza nowy numer w systemie heksagonalnym (np. aa = 0xaa =

dec. Nr =170)

→

enter. Informacja o zmianie numeru wy

ś

wietli si

ę

poni

ż

ej oraz w

trybie roboczym RUN po wyj

ś

ciu z menu poprzez klawisz (s).

3.5.

Wybór własnej szybko

ś

ci transmisji (baudrate).

W celu zmiany dyfultowej szybko

ś

ci transmisji (9600kbs) nale

ż

y z menu trybu

konfiguracyjnego wybra

ć

klawisz (a) po czym na ekranie pojawi si

ę

pi

ęć

dost

ę

pnych opcji. Wybór opcji rozpoczyna si

ę

poprzez zadanie klawisza z

numerem opcji, wybranie enter i wyj

ś

cie z menu poprzez (s) – wówczas na

ekranie pojawi si

ę

komunikat o konieczno

ś

ci wybrania tak

ż

e wła

ś

ciwej opcji dla

urz

ą

dzenia nadrz

ę

dnego.

4. Tryb roboczy RUN.

Po podł

ą

czeniu serwera i otwarciu programu terminalowego serwer znajduje si

ę

w trybie roboczym RUN, standardowe dane trybu roboczego wy

ś

wietl

ą

si

ę

po

zadaniu składni (^n

s

n

s

R)

→

enter z klawiatury komputera lub przez wci

ś

ni

ę

cie

przycisku RESET klawiatury membranowej serwera. Je

ż

eli do serwera

podł

ą

czone s

ą

czujniki zapisane w jego pami

ę

ci zielona dioda rozpocznie

pulsowanie, co oznacza

ż

e serwer odczytuje rejestrowane przez nie wielko

ś

ci.

Tryb roboczy umo

ż

liwia tak

ż

e ustawianie daty i godziny.

4.1.

Zapytanie o temperatur

ę

.

Informacj

ę

o temperaturze na danym czujniku otrzymamy po zadaniu składni

(?n

s

n

s

fnn)

→

enter; gdzie (?) – wyró

ż

nik zapytania, (n

s

n

s)

– numer serwera (hex),

(f) – wyró

ż

nik temperatury, (nn) – numer czujnika (hex).

Odpowied

ź

w formacie float na przykładzie powy

ż

ej zawiera nast

ę

puj

ą

ce dane:

@ - wyró

ż

nik odpowiedzi, dwa nast

ę

pne znaki (tutaj 00) – numer serwera (hex),

dwa kolejne znaki (tutaj 00) – numer czujnika (hex), cyfry nie poprzedzone
znakiem minus (-) oznaczaj

ą

temperatur

ę

dodatni

ą

.

4.2.

Zapytanie o numer seryjny czujnika.

Informacj

ę

o numerze seryjnym czujnika otrzymamy po zadaniu analogicznej jak

poprzednio składni zawieraj

ą

cej (t) i zatwierdzonej enter; przykład:

4.3.

Zapytanie o numer seryjny serwera.

Informacj

ę

o numerze seryjnym serwera otrzymamy po zadaniu składni

rozpoczynaj

ą

cej si

ę

od znaku (^); tj. (^n

s

n

s

s)

→

enter, gdzie (n

s

n

s)

to numer

serwera (hex) oraz (s) to wyró

ż

nik numeru seryjnego serwera.

4.4.

Ustawienie daty i godziny.

Ustawianie godziny dokonujemy poprzez nast

ę

puj

ą

c

ą

składnie: (^n

s

n

s

tggmm)

→

enter, gdzie (n

s

n

s

) to numer serwera (hex), (t) – wyró

ż

nik czasu, (ggmm) –

formatka czasu.
Ustawianie daty odbywa si

ę

analogicznie do powy

ż

szego: (^n

s

n

s

drrmmdd)

→

enter, gdzie (d) to wyró

ż

nik daty i (rrmmdd) to formatka daty.

4.5.

Pytanie dotycz

ą

ce nie zarejestrowanego czujnika.

W przypadku zapyta

ń

o nie zarejestrowany czujnik na ko

ń

cu komunikatu pojawi

si

ę

literka (z) oznaczaj

ą

ca,

ż

e serwer nie odnalazł poszukiwanego adresata

zapytania (brak czujnika numer 3F – dec. nr 63).

W przypadku bł

ę

dnego formatu zapytania (np. niewła

ś

ciwy numer hex.) na ko

ń

cu

komunikatu pojawi si

ę

znak zapytania.

W przypadku podania w zapytaniu bł

ę

dnego numeru serwera zapytanie to

zostanie zignorowane i nie wy

ś

wietli si

ę

ż

aden komunikat.

5. Tryb roboczy RUN TX.

Tryb roboczy RUN TX jest podsystemem trybu roboczego RUN w którym serwer
w odst

ę

pach jedno sekundowych wysyła dane o temperaturze ze wszystkich

zarejestrowanych czujników (w formacie float). Tryb roboczy RUN TX jest
dost

ę

pny z klawiatury komputera po zadaniu komendy: (^n

s

n

s

Rt)

→

enter, gdzie

(n

s

n

s

) to numer serwera (hex), znak (t) w tej kombinacji to wyró

ż

nik trybu RUN

TX. Wej

ś

cie bezpo

ś

rednio z klawiatury membranowej poprzez jednoczesne

wci

ś

ni

ę

cie przycisków membranowych RUN TX i RESET, zwolnieniu RESET ale

utrzymaniu RUN TX a

ż

do wywołania sygnału d

ź

wi

ę

kowego (ok. 2s, jednocze

ś

nie

z sygnałem na ekranie pojawi si

ę

wywołany tryb).

6. Sygnalizacja akustyczna.
Podczas pracy serwer alarmuje o zakłóceniach sygnałem akustycznym i zapalon

ą

czerwon

ą

diod

ą

.

A. pojedynczy krótki sygnał pojawia si

ę

gdy:

-

serwer rozpoczyna prac

ę

w trybie roboczym RUN;

-

wybrany zostanie niewła

ś

ciwy klawisz w trybie CONFIG.

B. ci

ą

gły sygnał rozlega si

ę

tylko w trybie RUN gdy:

-

serwer wykrywa uszkodzony czujnik (nie odnajduje zapisanego w pami

ę

ci

czujnika)

C. przerywany sygnał gdy:

-

do serwera nie podł

ą

czono czujników.

7. Bootloader i aktualizacja nowego firmware.
Program bootloader został opracowany w celu umo

ż

liwienia wymiany

oprogramowania modułu w miejscu jego instalacji. Najcz

ęś

ciej ma to miejsce w

dwóch przypadkach: kiedy ukazała si

ę

nowa wersja programu lub gdy istniej

ą

ce

oprogramowanie uległo z ró

ż

nych przyczyn degradacji. Do obsługi programu

bootloader niezb

ę

dny jest jedynie program terminalowy HyperTerminal posiadaj

ą

cy

mo

ż

liwo

ść

wysyłania plików protokołem XmodemCRC (9600bps). Taki program

terminalowy jest w wyposa

ż

eniu standardowym ka

ż

dego systemu Wndows. Plik

konfiguracyjny programu terminalowego mo

ż

na pobra

ć

z:

http://www.solidchip.eu/download/xmodem.ht

6.1. Zast

ę

powanie zdegradowanego firmware’a.

Program bootloadera po uruchomieniu sprawdza poprawno

ść

programu w pami

ę

ci

flash (suma kontrolna CRC-32bit). W przypadku stwierdzenia niezgodno

ś

ci sumy

kontrolnej lub niepoprawnego ID programu głównego, bootloader nie przekazuje
kontroli programowi głównemu lecz oczekuje na przesłanie poprawnego firmware'u
za pomoc

ą

protokołu XmodemCRC; wy

ś

wietlane przez 30s kolejne znaki (C)

oznaczaj

ą

upływaj

ą

cy limit czasu na otwarcie zakładki Transfer i rozpocz

ę

cie

wgrywania firmware’a; w przypadku upływu limitu czasu lub niewła

ś

ciwego ID

firmware’u komunikat w oknie wygl

ą

da nast

ę

puj

ą

co:

Wówczas nale

ż

y zresetowa

ć

serwer i wykona

ć

czynno

ś

ci instalacyjne (Transfer

→

Browse

→

Load) w przewidzianym limicie czasu (30s).

6.2. Instalowanie nowej wersji programu.
Aby program bootloader oczekiwał na nowy firmware nale

ż

y w ci

ą

gu jednej

sekundy od zresetowania serwera (za pomoc

ą

RESET lub zasilanie lub (^n

s

n

s

R)

→

enter) przesła

ć

z klawiatury znak (L). Wówczas w oknie pojawi si

ę

analogiczny do

poprzedniego komunikat odliczaj

ą

cy 30s limit na podj

ę

cie czynno

ś

ci instalacyjnych

(Transfer

→

Browse

→

Load).