Serijski/ethernet komunikacijski pretvorniki EKI
Advantechova družina EKI je družina zmogljivih industrijskih komunikacijskih stikal ter pretvornikov, ki omogočajo vključitev naprav s serijskim vmesnikom v ethernet industrijsko okolje. Tokrat vam predstavljamo komunikacijske pretvornike EKI-1521/1522/1524, ki imajo enega, dva ali štiri serijske komunikacijske vmesnike in dvoje ethernet mrežnih vmesnikov. Robustno aluminijasto ohišje, možnost napajanja iz dveh neodvisnih virov s signalizacijo izpada primarnega vira, možnosti redundančne ethernet povezave, bogat nabor funkcij in ugodna cena so prednosti, ki ta komunikacijski pretvornik postavljajo na prvo mesto med primerljivo opremo ostalih proizvajalcev podobnih naprav.
Florjan Rus, Kolektor Sinabit, d. o. o.
Marko Rožič, projektni inženir, Kolektor Sinabit, d. o. o.
Razlika med trenutno dobavljivimi produkti v seriji EKI 1500 (serija se bo v kratkem še razširila) je v številu serijskih vmesnikov. EKI- 1521 ima en vmesnik, EKI-1522 dva (slika 1), in EKI-1524 štiri vmesnike za serijske povezave, vsi pa imajo dva ethernet mrežna vmesnika. Le-ta omogočata dve ločeni ethernet povezavi na dve ločeni ethernet omrežji ali pa dve ethernet povezavi v istem omrežju. Z dvojno ethernet povezavo naprava izboljšuje zanesljivost same vključitve v ethernet omrežje, povečuje stabilnost sistema in poenostavlja postavitev redundančne konfiguracije.
Slika 1 – EKI-1522
Napravam s serijskim vmesnikom za povezavo, kontrolo, konfiguriranje in upravljanje prek ethernet omrežja ponujajo pretvorniki EKI- 1521/1522/1524 široke možnosti uporabe. Kot primer navajamo vključitev spodaj navedenih naprav v ethernet omrežje:
- upravljalskih panelov (HMI),
- krmilnikov (PLC),
- merilcev pretoka, temperature in tlaka,
- detektorjev puščanja plinov,
- tehtnic,
- analizatorjev omrežja,
- čitalcev črtne kode,
- raznih modulov za zajem merilnih parametrov.
Uporaba pretvornikov EKI
EKI lahko uporabljamo na različne načine, in sicer kot:
- virtualni COM-vmesnik (virtual COM port),
- TCP-strežnik/odjemalec (TCP server/client mode),
- serijski prenosni način (serial tunneling mode),
- UDP-strežnik/odjemalec (UDP server/client) ter
- kontrolni način (Control mode).
Konfiguracija naprave se izvede s programom Serial Device Server Configuration Utility in je povsem enostavna. Ena izmed možnosti, ki jo omogoča EKI in jo nastavimo med konfiguracijo, je, da za vsako pomembno spremembo dobimo elektronsko sporočilo o dogodku. Enostavna je tudi montaža, kjer se spet lahko odločamo med dvema možnostma: lahko ga pritrdimo na DIN-letev ali pa ga preprosto privijačimo na zid.
Virtualni COM-vmesnik
Z obdelavo serijskih podatkov in s prenašanjem po ethernet omrežju omogočajo pretvorniki EKI- 1521/1522/1524 virtualno serijsko povezavo po ethernet omrežju (slika 2). Ta način omogoča uporabniku, da prek ethernet omrežja upravlja naprave, ki so v osnovi opremljene s serijskim prenosom podatkov. Namen tega je, da lahko naprave, ki so bile doslej povezane preko serijske povezave, dosežemo tudi na oddaljeni lokaciji preko ethernet omrežja in to brez predelave obstoječe programske opreme.
Slika 2 – Prikaz delovanja pretvornika EKI 1500 v načinu virtualne serijske povezave
TCP-strežnik/odjemalec
EKI-1521/1522/1524 v načinu TCPstrežnik/ odjemalec prejete podatke preko ethernet omrežja preslika na serijski vmesnik in obratno. Uporabnik lahko izdaja ukaze ali pošilja podatke iz naprave do katerekoli naprave, nastavljene v EKInapravi, ki je povezana v ethernet omrežje. Razlika med načinoma TCP-strežnik ali TCP-odjemalec (slika 3) je edino v tem, kdo vzpostavlja povezavo – ali EKIkomunikacijski vmesnik ali Pcračunalnik (lahko jih je tudi več), s katerimi bo potekala komunikacija.
Slika 3 – Primer uporabe v načinu TCP-odjemalec
Serijski prenosni način
V serijskem prenosnem načinu (serial tunneling mode) si dve serijski napravi izmenjujeta podatke preko ethernet omrežja brez dodatnih osebnih računalnikov ali dodatne programske aplikacije (slika 4). Uporabljeni EKI-1521/1522/1524 je potrebno le nastaviti na tunelski prenos, enega kot strežnik (master) in drugega kot odjemalec (slave).
Slika 4 – Primer uporabe v serijskem prenosnem načinu
UDP-strežnik/odjemalec
EKI-1521/1522/1524 v tem načinu posreduje sporočila preko ethernet omrežja. V načinu UDPstrežnik lahko EKI-komunikacijski pretvornik sprejema sporočila od največ 8 odjemalcev hkrati, če pa deluje v načinu UDP-odjemalec pa lahko posreduje sporočila do največ 16 uporabnikom istočasno.
Kontrolni način
V kontrolnem načinu predstavlja EKI-1521/1522/1524 modemski vmesnik za priključeno napravo. Kontrolni način se uporablja predvsem za dinamično povezovanje z drugimi napravami. Za povezovanje z drugimi mrežnimi napravami se uporablja standardne AT-ukaze (slika 7).
Slika 7 – Primer konfiguracije parametrov v kontrolnem načinu s Serial Device Server Configuration Utility
Konfiguracija s programsko opremo Serial Device Server Configuration Utility
Konfiguracija pretvornika EKI- 1521/1522/1524 poteka s pomočjo zgoraj omenjene programske opreme, ki je zelo enostavna za uporabo, saj nam omogoča konfiguriranje naše naprave preko etherneta.
Na napravo se povežemo in jo konfiguriramo glede na potrebe v naši aplikaciji. S programom za konfiguracijo tako:
- konfiguriramo omrežne nastavitve (nastavitev IP-naslova, Gateway naslova in maske omrežja),
- nastavljamo parametre virtualnega COM-vmesnika (nastavitev načina delovanja, hitrost prenosa, itd.),
- izvajamo diagnostične teste (testiranje virtualnega COM-vmesnika, lista statusa vmesnikov),
- izvajamo administratorske funkcije (uvoz in izvoz nastavitev za naprave, upravljanje dostopa iz različnih IP-naslovov, posodobitev operacijske programske opreme naprave – firmware).
Programska aplikacija za konfiguracijo je razdeljena na štiri glavne dele (slika 5).
Slika 5 – Prikaz programske opreme za konfiguracijo
1. Device Server List Area (polje 1) Vsi EKI-pretvorniki, ki so v našem omrežju, so prikazani v tem delu, lahko jih razvrščamo v različne skupine.
2. Device Server Information Area (polje 2) V tem delu so prikazani podrobnejši podatki posameznih EKI-pretvornikov.
3. Configuration Area (polje 3) Ob kliku na posamezni EKIpretvornik se nam tu odpre okno za konfiguracijo.
4. Quick Tool Area (polje 4) Koristne bližnjice do funkcij za upravljanje.
Kot je prikazano na sliki 5, nas klik na posamezni vmesnik EKIpretvornika (polje 1) vodi na stran za konfiguriranje. Na sliki 6 je prikazan primer strani za nastavitev serijskih vmesnikov.
Slika 6 – Primer strani za nastavitev serijskih vmesnikov serijskih vmesnikov.
Pregled ostalih serijskih/ ethernet komunikacijskih pretvornikov družine EKI
Na sliki 8 so predstavljeni navadni (žični) in brezžični serijski/ethernet komunikacijski pretvorniki EKI.
Slika 8 – Pregled naprav serijskih/ethernet komunikacijskih pretvornikov
|
Prednosti komunikacijskega pretvornika EKI 1500 • Robustno aluminijasto ohišje • Možnost napajanja iz dveh ločenih napajalnih virov – redundantno napajanje • Dva 10/100 ethernet vmesnika omogočata vključitev v dve ločeni ethernet omrežji • Integrirana prenapetostna zaščita na komunikacijski in napajalni strani • Hiter prenos podatkov do skupno 1.2 Mbps • Nameščeni LED-indikatorji za signalizacijo delovanja • Podpira Modbus protokol • Omogoča do 255 serijskih vmesnikov enemu operacijskemu sistemu Windows NT/2000/XP/Vista(X86) • Različni načini delovanja: virtualni COM-vmesnik, TCP/UDPstrežnik/ odjemalec, kontrolni način • Konfiguracija in vzdrževanje potekata s pomočjo programske opreme Serial Device Server Configuration Utility • Do posameznih serijskih vmesnikov je omogočen istočasen dostop največ petim odjemalcem, do TCP-odjemalca pa največ 16 odjemalcem • Enostavna montaža na DIN-letev ali steno |
Tehnični podatki
| Glavne tehnične značilnosti komunikacijskih pretvornikov EKI-1500 | |
| Komunikacijska združljivost z ethernet omrežji | IEEE802.3, IEEE802.3u |
| Protokol | TCP/IP |
| Vmesnik |
Ethernet: 2 x 10/100Base-T (auto-sensing) Serijski: RS-232/422/485 |
| Serijski vmesniki |
EKI-1521: 1 x RS-232/422/485 vmesnik EKI-1522: 2 x RS-232/422/485 vmesnik EKI-1524: 4 x RS-232/422/485 vmesnik |
| Priključni konektorji | Ethernet omrežje: RJ-45
Serijski: DB9 |
| Hitrost prenosa | 50–921 kbps |
| Prenos podatkov | Skupni prenos podatkov do 1.2 Mbps |
| Pariteta | Odd/liha, Even/soda, None/brez, Space, Mark |
| Podatkovni biti | 5, 6, 7, 8 |
| Stop biti | 1, 1.5, 2 |
| Kontrola prenosa podatkov | Brez, XOn/XOff, RTS/CTS,DTR/DSR |
| Podatkovni signali |
RS-232: TxD, RxD, CTS, RTS, DTR, DSR, DCD, RI, GND RS-422: TxD+, TxD-, RxD+, RxD-, GND RS-485: Data+, Data-, GND |
| Diagnostični LED-indikatorji |
Napajanje, status delovanja, ethernet povezava aktivna, hitrost in serijski prenos - Tx in Rx |
| Program za konfiguriranje | Advantech Serial Device Server Configuration Utility |
| Podprti operacijski sistemi | Windows NT/2000/XP/Vista(X86) |
| Ohišje | Kovinsko za namestitev na DIN letev oz. montažo na steno |
| Napajanje | Dvojno (redundanca) od 12 do 48 VDC s prenapetostno zaščito |
| Poraba energije | EKI-1521: 2 W, EKI-1522: 2.5 W, EKI-1524: 4 W |
| Zaščita serijskega vmesnika | 15 KV ESD |
| Zaščita ethernet vmesnika | Vgrajena 1.5 KV magnetna izolacija |
| Temperaturno območje delovanja | 0–60 °C |
| Območje vlažnosti | 20–95 % |
| Dimenzije |
Samo pretvornik brez nosilcev EKI-1521/1522:140 x 36,60 x 95 mm EKI-1524: 140 x 48,60 x 95 mm |
Tabela 1 – Tehnični podatki za pretvornike EKI-1521/1522/1524