Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Plzeňská společnost TEDIA vyvíjí, vyrábí a na trh dodává množství technických prostředků pro laboratorní nebo průmyslová měření a řízení technologických procesů – komponenty pro počítačové systémy, externí moduly pro distribuované systémy, multifunkční moduly pro rozhraní USB a rovněž komunikační karty a konvertory rozhraní. Tento článek je věnován zásuvným kartám a modulům vybaveným rozhraním SSI, a to v režimu nejen umožňujícím připojení SSI snímačů k počítači nebo PLC, ale také simulujícím funkce snímače nebo „odposlouchávajícím“ probíhající komunikaci na existujícím vedení SSI.
Rozhraní SSI využívají zejména snímače polohy. Vzhledem k výhodným vlastnostem (malé požadavky na počet signálů, obecně definovaný datový protokol, jednoduše řešená izolace apod.) jsou však dostupné i různé inteligentní jednotky umožňující tímto rozhraním načítat naměřené hodnoty.
SSI master generuje jeden signál označovaný jako CLK (vysílač pracuje s úrovněmi RS-422) zpracovávaný na straně snímače (SSI slave) optronem. Snímač generuje v opačném směru jeden signál označovaný jako DATA, který přenáší datovou informaci synchronně se signálem CLK. Třetím párem vodičů se zpravidla přenáší napájecí napětí snímače.
Schéma zapojení je na obr. 1. Zde je znázorněno i zapojení v režimu SSI receiver, který je určen k „odposlechu“ signálů a komunikaci nijak neovlivňuje.
Režim pro připojení SSI snímačů
Pro připojení snímačů s rozhraním SSI (Synchronous Serial Interface) je na deskách a v modulech určen vestavěný široce konfigurovatelný řadič SSI master. Podporovány jsou přenosové frekvence od 100 kHz do 2 MHz, v širokém rozsahu je konfigurovatelná datová délka informace i různé typy kódování dat. Všechny kanály SSI načítají data se softwarově volitelnou periodou, navíc s možností synchronního zachycení i dalších hodnot v závislosti na typu karty či modulu (aktuální stav čítačů inkrementálních snímačů a digitálních vstupů, velikost signálů přivedených na analogové vstupy apod.).
Režim pro simulování SSI snímačů
V režimu pro simulování jsou obvody SSI přepnuty do opačné funkce: elektronika generováním signálů simuluje snímač pro technologická zařízení. Obslužný software umožňuje v prvním kroku konfigurovat parametry simulovaného snímače (tj. datovou délku informace o poloze, použité kódování dat) a následně softwarově nastavovat generovanou hodnotu.
V praxi lze tento režim využít při programování řídicích systémů bez přítomnosti vlastního technologického zařízení, ale rovněž k testování mezních stavů, kterého by s reálným technologickým zařízením bylo obtížné dosáhnout.
Režim pro monitorování přenosů SSI
Zatímco předešlé dva režimy lze označit jako nativní, některé z karet a modul pro SSI nabízejí pracovní režim, při kterém je pasivně „odposlouchávána“ probíhající komunikace mezi SSI masterem a SSI slavem.
Elektronika je na rozdíl od standardního řešení vybavena dvěma izolovanými vysokoimpedančními přijímači připojenými na již existující signálové trasy CLK/DATA a firmware elektroniky zajišťuje načítání identických dat co do hodnoty i četnosti přenosů tak, jak jsou přenášena ze snímače do řídicího systému.
Režim je možné využít jak pro diagnostikování řídicích systémů, tak i pro nezávislý záznam a dokumentování běhu řídicího systému bez jakéhokoliv zásahu.
Zařízení podporující rozhraní SSI
Standardní výrobní sortiment firmy zahrnuje celou řadu zařízení využívajících rozhraní SSI. Volit lze z několika typů zásuvných PC karet pro sběrnice PCI a PCI Express, přinášejících bezkonkurenčně rychlé řízení a načítání dat, k dispozici jsou externí moduly připojitelné k počítači pomocí USB, které jsou vhodné zejména pro mobilní zařízení, a rovněž moduly v průmyslovém provedení komunikující rozhraním RS-485 nebo LAN (standardními protokoly Modbus RTU a Modbus TCP). V závislosti na typu jsou tato zařízení vybavena až šesti kanály SSI, zpravidla doplněnými dalšími I/O funkcemi s možností synchronní softwarové obsluhy.
Společnost se však věnuje i zakázkovému vývoji a výrobě elektroniky, takže skutečný rozsah nabízených řešení je mnohem širší.
Závěr
Komponenty TEDIA patří mezi technicky vyspělé a cenově atraktivní prostředky průmyslové automatizace a v praxi je využívá mnoho významných českých podniků. Kvalita produkce je garantovaná zavedeným systémem ISO 9001, zahrnujícím všechny činnosti firmy od počátečního návrhu přes vývoj a výrobu až po prodej a servis. Technické a obchodní informace o celém sortimentu výrobků lze získat např. na domovské stránce www.tedia.cz.
(TEDIA spol. s r. o.)
Obr. 1. Zapojení rozhraní SSI, režimy master, slave a receiver