Автоматизация зданий и промышленных объектов по ZigBee: модемы AnCom RZ/B

ZigBee сеть структурно состоит из:

• модемов-«маршрутизаторов» (к ним подключается оборудование) – для ввода удаленного оборудования в беспроводную сеть, а также ретрансляции данных между другими модемами-«маршрутизаторами» внутри сети;
• одного модема-«координатора» (к нему, напрямую или через шлюзы, подключается управляющий терминал – ПК или контроллер) – для формирования mesh-сети, установления политики безопасности, задания сетевых настроек модемам-«маршрутизаторам».

Комплект модемов: «маршрутизаторы» и «координатор» AnCom RZ/B – поставляется настроенным и представляет собой готовую к работе беспроводную ZigBee-сеть.

Варианты построения ZigBee сетей на основе решений AnCom:

• Адресный доступ к узлам сети со стороны диспетчерского ПО (ОС Windows);
• Широковещательный доступ к узлам сети со стороны управляющего контроллера (беспроводной удлинитель шины RS-485);
• Беспроводной повторитель состояния контактов (на 1...16 узлов)

Технология развертывания локальной сети ZigBee

Технология развертывания локальной сети ZigBee и добавление новых узлов представлена в виде программно-аппаратного комплексного решения AnCom:

• настроенные, введенные в ZigBee-сеть модемы-«маршрутизаторы»,
• технологические утилиты для пуско-наладки,
• специализированные модемы-«координаторы», поддерживающие подключение к различным типам управляющих терминалов:
  • компьютеры и сервера (ОС Windows) с диспетчерским ПО (например, SCADA);
  • управляющие контроллеры, предназначенные для выдачи пакетов (в т.ч. Modbus) объектам автоматизации по шине RS-485;
  • пульты и реле, требующие повторения состояний контактов на других узлах системы;
• программный коммуникационный сервер AnCom Server RM (работа в ОС Windows);
• поддержка шлюзов для удаленного доступа в сеть: через GPRS-Internet, Wi-Fi, Ethernet, Bluetooth.

Подключение оборудования к модемам-«маршрутизаторам» AnCom RZ/B

К ZigBee модемам-«маршрутизаторам» AnCom RZ/B, в зависимости от вариантов исполнения, подключаются:

• объекты автоматизации, управления, мониторинга или диспетчеризации (интерфейс RS-485 или RS-232),
• датчики телесигнализации (2 цифровых входа),
• аналоговые датчики (2 аналоговых входа),
• исполнительные устройства (2 выхода «открытый коллектор»).

Формирование сети, присоединение устройств, прокладка и восстановление маршрутов происходят автоматически. Каждый ZigBee модем AnCom RZ/B, помимо ввода в сеть подключенного к нему оборудования, выполняет функции ретранслятора для других модемов-«маршрутизаторов» в сети, не способных напрямую установить связь с модемом-«координатором».

Сообщения в ZigBee mesh-сети поступают от узла к узлу, пока не достигнут конечного получателя. Возможны различные пути прохождения сообщений, что повышает доступность сети в случае выхода из строя того или иного звена.

Адресный доступ к узлам сети со стороны диспетчерского ПО (ОС Windows)

В системах, использующих в качестве управляющего терминала компьютер или сервер под управлением ОС Windows, адресный доступ к узлам сети со стороны диспетчерского ПО (например, SCADA) организуется программным коммуникационным сервером AnCom Server RM – через «координатор» с адресным доступом.

Программный коммуникационный сервер AnCom Server RM в комплекте поставки позволяет автоматизировать процесс развертывания локальной беспроводной сети ZigBee и обеспечивает:

• создание канала связи с модемом-«координатором» напрямую или через шлюзы (например, GSM или Ethernet);
• разрешение или запрет на добавление новых узлов в сеть (для предотвращения несанкционированного ввода в сеть новых устройств);
• сканирование ZigBee модемов AnCom RZ в зоне покрытия;
• привязка конкретного модема, оснащенного уникальным идентификатором, к определенному узлу системы (например, модем ID№XXXXX = дом №5, этаж 3);
• занесение обнаруженных в процессе сканирования модемов в конфигурацию программного коммуникационного сервера;
• поддержка диспетчерского программного обеспечения, работающего по TCP- или COM-портам;
• настройка адресного доступа диспетчерского программного обеспечения к интерфейсам подключенных к модемам удаленных промышленных объектов, а также датчиков или исполнительных устройств;
• оперативный обмен данными с удаленными промышленными объектами при минимизации времени доставки данных и нагрузки на сеть;
• встроенный конвертор Modbus RTU <=> Modbus TCP;
• доступ к портам телесигнализации по протоколу Modbus;
• вывод информации о состоянии подключений (контроль соединения на TCP-портах);
• регистрация и журналирование событий.

  

  При использовании ZigBee модемов AnCom RZ совместно с коммуникационным серверным ПО AnCom Server RM, реализуется надежный и безопасный канал обмена данными:

  • между интерфейсами RS-485 или RS-232 удаленных промышленных объектов, а также СИУ модемов
  • и диспетчерским программным обеспечением, работающим по TCP- или COM-портам.
  
  

  Таким образом, интерфейсы RS-485, RS-232 и СИУ видны на диспетчерском ПО как TCP- или COM-порты.

  
  

  Варианты доступа в сеть ZigBee: подключение модема-«координатора»

• непосредственно к компьютеру на диспетчерском пункте (через конвертер USB/RS-232 или Bluetooth/RS-232) – при реализации автоматизированного рабочего места диспетчера в зоне покрытия ZigBee сети;
• к роутеру локальной сети предприятия (через конвертер Ethernet/RS-232) для организации доступа в каждую из сетей ZigBee из единого диспетчерского пункта - по технологии Ethernet или Wi-Fi;
• к GSM-модему AnCom RM/S или RM/D (напрямую – по интерфейсу RS-232) для организации доступа в каждую из географически разрозненных сетей ZigBee из единого диспетчерского пункта – через GPRS-Internet канал связи.

Коммуникационное серверное ПО AnCom Server RM поддерживает одновременную работу с несколькими mesh-сетями, причем с возможностью организации различных вариантов доступа к «координаторам»: как напрямую через COM(USB)-порт диспетчерского ПК, так и путем шлюзования через Ethernet, либо сотовые сети связи – с помощью GSM модемов.

Широковещательный доступ к узлам сети со стороны управляющего контроллера (беспроводной удлинитель шины RS-485)

В системах промышленной автоматизации, использующих в качестве управляющего терминала контроллеры, предназначенные для выдачи пакетов (в т.ч. Modbus) объектам автоматизации по шине RS-485, доступ к узлам сети организуется через «координатор» с широковещательным доступом (без использования ПК и дополнительного коммуникационного ПО).

Пакеты данных, выдаваемые управляющим контроллером, прозрачно транслируются через модем-«координатор» – всем модемам-«маршрутизаторам» ZigBee сети, подключаемым к объектам автоматизации. Каждый удаленный объект получит пакет, формируемый управляющим контроллером.

Сеть из «маршрутизаторов» и «координатора» поставляется настроенной и готовой к работе. Дополнительное коммуникационное серверное ПО не требуется. Доступ к СИУ «маршрутизаторов» в сети не поддерживается.

Беспроводной повторитель состояния контактов (на 1...16 узлов)

В системах промышленной автоматизации, требующих ретрансляции состояния контактов ведущего устройства (пульт или щит управления) удаленным ведомым объектам, используется «координатор»-повторитель (с внутренней программируемой таблицей адресов и поддержкой Modbus).

Состояния контактов ведущего устройства, подключенного к цифровым входам модема-«координатора», адресно транслируются модемам-«маршрутизаторам» ZigBee сети (до 16 шт.), и повторяются на соответствующих выходах «открытый коллектор» «маршрутизаторов».

Сеть из «маршрутизаторов» и «координатора» поставляется настроенной и готовой к работе. Дополнительное коммуникационное серверное ПО не требуется.