Техническое описание сети передачи

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
3.
Технические данные ОАС.......................................................................... 5
4.
Устройство и работа .................................................................................. 7
5.
Монтаж, подключение и настройка ОАС .................................................. 9
4
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
Приложение 2 ..................................................................................................... 16
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
2
1. 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;
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
3
2. 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.
РСПТД
АС3
АС4
КП3
КП4
АС6
АС5
АС2
АС ЦДП
КП5
АС1
КП2
Сервер ЦДП
КП1
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 870-5101).
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
4
3. 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’
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
5
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
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.
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
1 мин
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
6
4. 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.
БРМ
БПП
220 в
12 в
ПУИ
АКБ
КК
АР
к ООД
220 В
к АФУ
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
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
7
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).
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
8
5. 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:

D  4.12 h1  h2

(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.
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
9
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
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
10
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.
Антенна ПУ
XS1XS
1
Устройство
грозозащиты антенны
ЗАФУ-75
XР
1
XР1-
XР
2
XР2-
XS
1
XS1-
XS
2
XР
3
XР3-
XР
4
XР4-
XS1
Поддон шкафа ST4-520
(Оборудование абонентской
станции)
XS2-
XS1-
Высокочастотный
разъем
СР75-155 (розетка)
Высокочастотный
разъем
СР75-154 (вилка)
Высокочастотный кабель
RG59
Высокочастотный
разъем
СР75-154 (вилка)
Высокочастотный
разъем
СР75-166 (розетка)
Высокочастотный
разъем
SO-239 (розетка)
Высокочастотный
разъем
U-113B (вилка)
Высокочастотный кабель
RG11
Высокочастотный
разъем
U-113B (вилка)
Высокочастотный
разъем
U-332 (проходная
розетка)
Рис.5.3 Подключение антенны А1 к шкафу ОАС
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
11
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.
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
12
Оборудование ОАС в промышленном шкафу ST4-520 устанавливается
путем подвески на стене посредством 4-х шпилек с  68мм и длиной
выступающей из стены части - не менее 4045 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.
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
13
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.
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
14
Приложение 1
Назначение контактов разъемов БРМ
1. Разъем «РСТ»
Тип разъема: DB25M (штыревой, 25-контактный)
№ контакта Обозначение
цепи
7,8
Общ
3
ВхРСТ
10
ПРД
2
ВыхРСТ
1
ДН
12,13
+12В
Назначение
Общий провод
Вход передатчика
Включение передатчика
Выход приемника
Детектор несущей
Напряжение питания +12 В
2. Разъем «RS232»
Тип разъема: DB9F (гнездовой, 25-контактный)
№ контакта
2
3
7
5
Обозначение
цепи
RXD
TXD
RTS
GND
Назначение
Выходные данные радиомодема
Входные данные радиомодема
Запрос передачи
Общий провод
3. Разъем «ПИТАНИЕ»
Тип разъема: 2РМ14Б4Ш (штыревой, 4-контактный)
№ контакта
1
3
Обозначение
цепи
220В
220В
Назначение
Цепь сетевого питания ~220 Вольт
Цепь сетевого питания ~220 Вольт
СТИУ.426477.008 РЭ
Изм.
Лист
№ документа
Подп.
Дата
Лист
15