Применение автономного коммуникационного модуля БПЭК-04Ех во взрывозащищенном исполнении в системах телеметрии

Требования к оснащению узлов учета газа различными системами и оборудованием с каждым годом становятся шире. Это и применение современных комплексов для измерения количества газа и установка средств контроля периметра и загазованности, а также средств передачи данных о потреблении газа. Перед проектными организациями стоит довольно сложная задача по выбору оборудования. От выбора каждого элемента зависит надежная работа всего узла учета в целом.

На первый взгляд основную сложность представляет подбор коммуникационного оборудования. Однако задача сильно упрощается, если заранее определено оборудование для приема и обработки информации, а также среда передачи данных.

Специалистами компании ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» разработана широкая линейка блоков питания и коммуникационных модулей, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант передачи данных в каждом конкретном случае.

При построении систем передачи данных всегда проще и удобней пользоваться законченными, комплексными решениями, чем выполнять сборку из разных компонентов разных производителей. Увеличение числа компонентов системы передачи данных приводит к усложнению системы и ее настройки и, как следствие, к уменьшению степени надежности.

Наиболее простые решения выполняются с использованием кабельных сетей. Это могут быть как линии прямого подключения (только для корректоров серии ЕК), соединяющие корректор, например, с компьютером или модемом, так и подключения с использованием барьеров искрозащиты (если корректор установлен во взрывоопасной зоне). Недостатком проводного соединения является ограниченное расстояние передачи и высокая стоимость кабеля. При подобном виде соединений передачу и обработку информации должен обеспечивать оператор, находящийся в непосредственной близости от узла учета газа.

Более удобный способ передачи данных — это построение системы по беспроводным каналам связи (GSM/GPRS), что позволяют значительно расширить возможности проводного интерфейса корректора. Использование GSM-модемов позволяет снять ограничение на расстояние передачи данных, а также на количество пользователей, которые могут принимать информацию с корректора объема газа. Главным достоинством применения беспроводных систем передачи данных является возможность полностью автоматизировать процесс передачи и обработки информации.

Следующий шаг в развитии сетей передачи данных по беспроводным каналам связи — это использование сети пакетной передачи данных — GPRS (General Packet Radio Service). Сегодня мобильным интернетом никого не удивить — на данный момент практически в каждом сотовом телефоне присутствует возможность подключения к интернету с помощью сети GPRS. Это надстройка над обычной GSM сотовой сетью, которая позволяет передавать данные на существенно более высоких, чем в обычной GSM сети (технология CSD), скоростях. Технология передачи данных CSD работает очень похоже на обычный голосовой вызов в GSM сетях с выделением единичного временного интервала между телефоном и базовой станцией. CSD использует один временной интервал для передачи данных на скорости 9,6 кбит/с. При этом оплата за передачу данных осуществляется не за объем переданной информации, а за время подключения. В то же время максимальная (теоретическая) скорость передачи данных по GPRS может составлять 171,2 кбит/c. Существенным преимуществом применения технологии передачи данных по GPRS является меньшая стоимость передачи данных, по сравнению с CSD, при одинаковом объеме передаваемых данных, так как тарифицируется трафик, а не время онлайн.

При проектировании систем передачи не стоит забывать об обеспечении условий взрывозащиты. Электронные корректоры ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» изначально проектируется для установки во взрывоопасной зоне без применения каких-либо дополнительных устройств. Однако для подключения устройств без искробезопасных цепей необходимо использовать барьеры искрозащиты. Устройства ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», в состав которых входит барьер искрозащиты: БПЭК-02/М, БПЭК-02/МТ, БПЭК-03, БПЭК-03/Т, БПЭК-04/ТС, БПЭК-04/ЕК. Следует помнить одно важное ограничение: так как в состав барьера искрозащиты входят как искроопасные так и искробезопасные цепи, то такие устройства должны располагаться во взрывобезопасной зоне. Зачастую этот факт значительно усложняет процесс проектирования системы передачи данных, например, в случае, если шкафной пункт учета газа располагается на значительном удалении от зданий. В таком случае необходимо использовать дополнительные монтажные элементы, для того чтобы расположить подключенное к корректору оборудование вне шкафного пункта учета газа: кронштейны, мачты и т.д.

Для того, чтобы устройство для передачи данных с корректора можно было установить непосредственно во взрывоопасной зоне необходимо выполнить 2 условия — наличие искробезопасных цепей для связи с корректором и применение корпуса для данного устройства с видом защиты взрывонепроницаемая оболочка. Таким устройством является коммуникационный модуль БПЭК-04Ex.

Коммуникационный модуль БПЭК-04Ex — это автономный GSM/GPRS-модем с барьером искрозащиты, который предназначен для передачи данных с корректоров объема газа ЕК260/ЕК270, ТС220 установленных во взрывоопасной зоне. Отличительной особенностью модуля БПЭК-04Ex является то, что он может быть установлен непосредственно во взрывоопасной зоне. Это достигается за счет использования в конструкции модуля взрывонепроницаемой оболочки.

Модуль коммуникационный выполнен в металлическом корпусе, обеспечивающем степень защиты от внешних условий не хуже IP66. Внутри корпуса расположена печатная плата Модуля с GSM/GPRS модемом и клеммными колодками для присоединения внешних устройств, информация с которых должна передаваться на удаленный сервер. Также внутри корпуса расположен автономный источник постоянного тока модуля — комплект литиевых батарей. При окончании срока службы элементов питания предусмотрена возможность отправки СМС-сообщения, что позволит своевременно произвести замену элементов питания. На нижней панели корпуса имеются гермовводы для соединительных кабелей внешних устройств.

Рисунок 1. Внешний вид и габаритные размеры БПЭК-04Ex

В случае, если в пункте учета установлено два комплекса для измерения количества газа, например, на зимний и летний периоды, в модуле предусмотрена возможность подключения двух корректоров. При этом все операции считывания и удаленной настройки абсолютно идентичны действиям при прямом проводном подключении.

Рисунок 2. Схема подключения корректоров ЕК270 к модулю БПЭК-04Ех

Для запуска модуля в эксплуатацию необходимо только установить SIM-карту. Все настройки для работы, в том числе и при работе по GPRS сети, устанавливаются в корректоре.

Пример установки модуля БПЭК-04Ex показан на рисунках 3,4. Модуль установлен в непосредственной близости от корректора ЕК270, соединяется с ним с помощью восьмижильного кабеля. Для связи с корректором используется интерфейс RS485. Питание подается только на цепи проводного интерфейса корректора и только на время сеанса связи. Основное время модуль находится в «спящем» режиме. Для успешной эксплуатации модуля необходимо установить в списке «Интерфейс» корректора повторяющиеся интервалы считывания «ИП1.Н» и «ИП1.К», а также «ИП2.Н» и «ИП2.К». В пределах этих интервалов возможна ежедневная передача данных по Интерфейсу 2 (проводной интерфейс). Вне этих интервалов ЕК270 не реагирует на запросы по Интерфейсу 2. В верхней части шкафного пункта учета выполнено отверстие для GSM-антенны.

Рисунок 3. Применение модуля БПЭК-04Ех в шкафном пункте учета газа

Данные с узла учета передаются автоматически на FTP-сервер по каналу GPRS и далее обрабатываются программным комплексом СОДЭК Экстра. При этом, участие человека необходимо только при первичной настройке связи и установке настроек интерфейса и параметров ftp-сервера.

Технические характеристики блоков питания и коммуникационных модулей

Автор статьи

Иван Илларионов

Специалист в области систем учета и освещения, стаж более 9 лет