Устройство сопряжения индикатора коррозионных процессов с системой телеметрии с расширенным диапазоном питающего напряжения (УСИКПСТ-Р)

Устройство сопряжения индикатора коррозионных процессов с системой телеметрии с расширенным диапазоном питающего напряжения УСИКПСТ-Р

Скачать паспорт УСИКПСТ-Р

Скачать программу конфигурирования УСИКПСТ-Р

Устройство сопряжения индикатора коррозионных процессов с системой телеметрии (УСИКПСТ)

 

1. Устройство сопряжения индикатора коррозионных процессов с системой телеметрии входит в состав средств контроля эффективности электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и используется для осуществления оперативного мониторинга коррозионных процессов.
2. Устройство предназначено для обслуживания индикатора коррозионных процессов(в дальнейшем ИКП) изготавливаемого по ТУ 3434-007-51996521-2009. Устройство позволяет реализовать дистанционный контроль скорости и глубины коррозии защищаемых подземных металлических сооружений.
3. Устройство осуществляет:
- сканирование состояния не менее 8 элементов индикации ИКП;
- фиксацию информации во внутренней энергонезависимой памяти ИКП о текущем состоянии элементов индикации;
- расчет общей глубины и скорости коррозии;
- обмен информацией с системой телеметрии по спецификации интерфейса RS-485 в соответствии с протоколом ModBus ASCII и RTU.

  • Диапазон питающего напряжения 7 - 30 В
  • Потребляемая мощность не более 0,5 Вт
  • Время установления рабочего режима с момента включения питания не более 2 сек
  • Время обработки запроса системы телеметрии не более 1 сек
  • Максимальное количество сканируемых элементов индикации ИКП: 8
  • Коммуникационный порт: RS-485
  • Протокол обмена: ModBus ASCII, RTU
  • Скорость обмена: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 57600 бит/сек
  • Адрес устройства: 1…247
  • Конфигурирование устройства по интерфейсу RS-485: да
  • Гальваническая развязка между RS-485 и ИКП: есть
  • Гальваническая развязка между RS-485 и линией внешнего питания: нет
  • Габаритные размеры не более 80х55х120 мм
  • Масса не более 250 г

Предприятия газовой, нефтяной, химической, энергетической, и других отраслей, эксплуатирующие подземные металлические коммуникации и сооружения, а также осуществляющие строительство подземных металлических объектов.

  • Температура окружающего воздуха -40 оС….+55 оС
  • Относительная влажность воздуха, до 98% при +35 оС
  • Средняя наработка на отказ не менее 40 000 ч
  • Срок службы не менее 15 лет

Устройство сопряжения индикатора коррозионных процессов с системой телеметрии позволяет оперативно отслеживать коррозионное состояние объекта с выводом данных о коррозии в диспетчерский пункт

Версия информационного обмена ВИО 12.09.21

УСИКПСТ-Р имеет два режима передачи данных: текстовый ASCIIи бинарный RTU(данный режим поддерживают версии ПО УСИКПСТ-Р, начиная с 12.04.11). Установка режима передачи данных производится в режиме конфигурирования. В режиме конфигурирования, то есть при подключении к УСИКПСТ-Р разъема-ключа П12-18, автоматически устанавливается режим передачи данных ASCII.

Назначение битов посылки в режиме ASCII:
1 старт-бит;
7 бит данных;
1 бит паритета – всегда 0 (Space);
1 стоп-бит.

Назначение битов посылки в режиме RTU:
1 старт-бит;
8 бит данных;
бит паритета – отсутствует;
1 стоп-бит.

В режиме ASCII каждый пакет сообщения представляет собой фрейм, начинающийся с символа «:» (код 3AH) и завершающийся кодами возврата каретки CR (код 0DH) и перевода строки LF (код 0AH). Между началом и завершением фрейма располагается информационная часть, включающая в себя адрес устройства ADR (байт), код команды (байт), данные и контрольную сумму LRC (байт). Адрес устройства, код команды и контрольная сумма обязательно должны присутствовать, данные – по необходимости. Все байты информационной части передаются в символическом виде в шестнадцатеричной системе счисления, то есть каждый байт передается двумя символами. Например, если содержимое байта представляет собой значение F0H, он должен передаваться двумя символами с кодами 46H и 30H.
Контрольная сумма LRC представляет собой байт и рассчитывается по следующему алгоритму.
1. Сложить все байты сообщения, исключая стартовый символ ':' и конечные CRLF, складывая их так, чтобы перенос отбрасывался.
2. Отнять получившееся значение от числа FFH- это является первым дополнением.
3. Прибавить к получившемуся значению 1 - это второе дополнение.
Контрольная сумма размещается в виде двух символов перед конечными CRLF.

В режиме RTU каждый пакет сообщения представляет собой фрейм, начинающийся после интервала молчания длительностью не менее 3,5 интервалов передачи байта при заданной скорости передачи данных, включающий в себя адрес устройства ADR (байт), код команды (байт), данные и контрольную сумму CRC (слово, младшим вперед). Окончание передачи пакета также определяется интервалом молчания длительностью не менее 3,5 интервалов передачи байта при заданной скорости передачи данных. Контрольная сумма CRC рассчитывается по следующему алгоритму.
1. Шестнадцатибитовый регистр загружается числом FFFFH и используется далее как регистр CRC.
2. Производится операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ над первым байтом сообщения и содержимым регистра CRC. Результат помещается в регистр CRC.
3. Регистр CRC сдвигается вправо на 1 бит, старший бит заполняется 0.
4. Если младший бит 0, повторяется шаг 3 (сдвиг), если младший бит 1, производится операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ регистра CRC и полиноминального числа A001H.
5. Шаги 3 и 4 повторяются восемь раз.
6. Повторяются шаги со 2 по 5 для следующего байта. Это повторяется до тех пор, пока все байты сообщения не будут обработаны.
7. Финальное содержимое регистра CRC и есть контрольная сумма.

Ниже приведены описания пользовательских функций УСИКПСТ-Р.
Описание содержания пакета имеет две формы: верхняя – для режима ASCII, нижняя – для RTU.

Функция CSETMODE = 2AHустанавливает режим обмена данными. Мастер передает подчиненному устройству фрейм:

:

ADR

2AH

MODE

LRC

CRLF

ADR 2AH MODE CRC

где MODE – признак режима, байт. Если MODE=0, устанавливается режим ASCII, если MODE=01H, устанавливается режим RTU.
В случае нормальной обработки функции подчиненный возвращает мастеру тот же фрейм.

Функция CGETMODE = 2BHпозволяет считать текущий режим обмена данными. Мастер передает подчиненному устройству фрейм:

: ADR 2BH LRC CRLF
ADR 2BH CRC

Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р возвращает фрейм, содержащий конфигурационные данные о текущем режиме передачи данных в УСИКПСТ-Р:

: ADR 2BH MODE LRC CRLF
ADR 2BH MODE CRC

где MODE – признак режима, байт. Если MODE=0, установлен режим ASCII, если MODE=01H, установлен режим RTU.


Функция CSETBAUDRATE = 18Hустанавливает скорость обмена УСИКПСТ-Р по последовательному каналу. Скорость обмена устанавливается в режиме конфигурирования. Скорости, поддерживаемые УСИКПСТ-Р: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 и 57600 бод. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 18H SPEED LRC CRLF
ADR 18H SPEED CRC

где SPEED – скорость обмена, бод, Word, старшим вперед.
В случае нормальной обработки функции подчиненный возвращает мастеру тот же фрейм.

Функция CSETADDRESS = 17Hустанавливает сетевой адрес УСИКПСТ-Р для работы в сети RS485. Адрес устанавливается в режиме конфигурирования. Диапазон адресов – от 1 по 247. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 17H SADR LRC CRLF
ADR 17H SADR СRC

где SADR – устанавливаемый адрес, байт.
В случае нормальной обработки функции подчиненный возвращает мастеру тот же фрейм.


Функция CGETCONFIG = 1EHпозволяет считать конфигурационные данные УСИКПСТ-Р. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 1EH LRC CRLF
ADR 1EH CRC

Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р возвращает фрейм, содержащий конфигурационные данные УСИКПСТ-Р:

: ADR 1EH ADRC SPEEDC LRC CRLF
ADR 1EH ADRC SPEEDC CRC

где ADRC - установленный адрес устройства, байт;
SPEEDC - установленная скорость обмена, бод, тип Word, старшим вперед.


Функция CCHECK = 16Hзапрашивает у подчиненного результаты проверки состояния элементов индикации индикатора, в частности, общую глубину коррозии и среднюю скорость коррозии. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: 16H YEAR MONTH DATE LRC CRLF
ADR 16H YEAR MONTH DATE CRC

где YEAR – текущий год - 2000, байт;
MONTH – текущий месяц, байт;
DATE – текущий день месяца, байт.


Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р рассчитывает среднюю скорость коррозии, заранее, после подачи питания, определив состояние элементов индикации индикатора и общую глубину коррозии, на основе данных о текущей дате и передает мастеру фрейм с необходимой информацией:

: ADR 16H ID DEEP SPEEDC NEIC NEI TYPE YEARI MONTHI DATEI LRC CRLF
ADR 16H ID DEEP SPEEDC NEIC NEI TYPE YEARI MONTHI DATEI CRC

где ID - идентификационный номер индикатора, тип DWord, старшим вперед;
DEEP - общая глубина коррозии, мк, тип Word, старшим вперед;
SPEEDC - средняя скорость коррозии, мк/год, тип Word, старшим вперед;
NEIC - количество скорродировавших элементов индикации, байт;
NEI - общее количество элементов индикации (реальное+1), байт;
TYPE - тип ИКП;
YEARI - год инициализации ИКП, год-2000, байт;
MONTHI - месяц инициализации ИКП, байт;
DATEI - день инициализации ИКП, байт.


Функция CCHECKWSD = 2FHпроизводит расчет глубины коррозии и средней скорости коррозии. В отличие от CCHECKне возвращает результаты расчета, сохраняя их во внутренних регистрах. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 2FH YEAR MONTH DATE LRC CRLF
ADR 2FH YEAR MONTH DATE CRC

где YEAR – текущий год - 2000, байт;
MONTH – текущий месяц, байт;
DATE – текущий день месяца, байт.
Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р рассчитывает среднюю скорость коррозии, заранее, после подачи питания, определив состояние элементов индикации индикатора и общую глубину коррозии, при нормальном выполнении функции подчиненный возвращает тот же фрейм.


Функция CCHECKVIR = 23Hзапрашивает у подчиненного результаты проверки состояния элементов индикации индикатора, в частности, общую глубину коррозии и среднюю виртуальную скорость коррозии. Суть виртуализации расчета скорости коррозии заключается в том, что и для находящегося в процессе корродирования, но не достигшего состояния сквозной коррозии элемента индикации, можно рассчитать предполагаемую скорость коррозии, не превышающую определенную величину. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 23H YEAR MONTH DATE LRC CRLF
ADR 23H YEAR MONTH DATE CRC

где YEAR – текущий год - 2000, байт;
MONTH – текущий месяц, байт;
DATE – текущий день месяца, байт.


Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р рассчитывает среднюю виртуальную скорость коррозии, заранее, после подачи питания, определив состояние элементов индикации индикатора и общую глубину коррозии, на основе данных о текущей дате и передает мастеру фрейм с необходимой информацией:

: ADR 23H ID DEEP SPEEDCV NEIC NEI TYPE YEARI MONTHI DATEI LRC CRLF
ADR 23H ID DEEP SPEEDCV NEIC NEI TYPE YEARI MONTHI DATEI CRC

где ID - идентификационный номер индикатора, тип DWord, старшим вперед;
DEEP - общая глубина коррозии, мк, тип Word, старшим вперед;
SPEEDCV - средняя виртуальная скорость коррозии, мк/год, тип Word, старшим вперед;
NEIC - количество скорродировавших элементов индикации, байт;
NEI - общее количество элементов индикации (реальное+1), байт;
TYPE - тип ИКП;
YEARI - год инициализации ИКП, год-2000, байт;
MONTHI - месяц инициализации ИКП, байт;
DATEI - день инициализации ИКП, байт.


Функция CCHECKVIRWSD = 30Hпроизводит расчет виртуальной глубины коррозии и средней скорости коррозии. В отличие от CCHECKVIRне возвращает результаты расчета, сохраняя их во внутренних регистрах. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 30H YEAR MONTH DATE LRC CRLF
ADR 30H YEAR MONTH DATE CRC

где YEAR – текущий год - 2000, байт;
MONTH – текущий месяц, байт;
DATE – текущий день месяца, байт.


Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р рассчитывает виртуальную среднюю скорость коррозии, заранее, после подачи питания, определив состояние элементов индикации индикатора и общую глубину коррозии, при нормальном выполнении функции подчиненный возвращает тот же фрейм.


Функция CGETCELLS = 1DHзапрашивает у подчиненного текущее состояние (зафиксированное после подачи питания) элементов индикации для проведения расчета интервальной скорости коррозии (чтобы произвести указанный расчет, также необходимы данные, полученные в результате выполнения функции CGETFACTORYIND, описание которой приведено ниже) для каждого из элементов индикации индикатора. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 1DH LRC CRLF
ADR 1DH CRC

УСИКПСТ-Р отвечает мастеру следующим фреймом.

: ADR 1DH YEAR0 MONTH0 DATE0 YEARn MONTHn DATEn LRC CRLF
ADR 1DH YEAR0 MONTH0 DATE0 YEARn MONTHn DATEn CRC

Поля YEAR MONTH DATE представляют собой год, месяц и день месяца обнаружения состояния сквозной коррозии каждого из элементов индикации индикатора коррозионных процессов.
Фрагменты от YEAR0 MONTH0 DATE0 до YEARn MONTHn DATEn (все тип байт, YEAR=год-2000) содержат данные каждого из элементов индикации индикатора, начиная с нулевого. Количество фрагментов соответствует количеству элементов индикации. Естественно, для нулевого элемента индикации (YEAR0 MONTH0 DATE0) эта дата соответствует не моменту обнаружения сквозной коррозии, а дате инициализации индикатора. Эта дата является базовой для расчета средней и интервальной скорости коррозии.


Функция CGETFACTORYIND = 22Hзапрашивает у подчиненного выходные данные индикатора коррозионных процессов. Указанные данные необходимы для проведения расчета интервальной скорости коррозии.
Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 22H LRC CRLF
ADR 22H CRC

УСИКПСТ-Р отвечает мастеру следующим фреймом.

: ADR 22H ID NUM FAT YEAR MONTH DAY FAT1 STEP LRC CRLF
ADR 22H ID NUM FAT YEAR MONTH DAY FAT1 STEP CRC

где ID – серийный номер ИКП, трехбайтное слово, старшим вперед;
NUM - общее количество элементов индикации (реальное+1), байт;
FAT – толщина одного элемента индикации, мк, тип Word, старшим вперед;
YEAR – год выпуска ИКП, год-2000, байт;
MONTH – месяц выпуска ИКП, байт;
DAY – день месяца выпуска ИКП, байт;
FAT1 – толщина первого элемента индикации ИКП, мк, тип Word, старшим вперед. Является также указателем типа ИКП, ненулевое значение указывает на тип «монолит», нулевое значение определяет тип как «пластинчатый»;
STEP – шаг изменения толщины элемента индикации ИКП, мк, тип Word, старшим вперед.
Для типа «монолит» FAT = STEP, для типа «пластинчатый» FAT1 = 0 и STEP = 0.


Функция CGETFACTORY = 21Hзапрашивает у подчиненного текущие установленные значения адреса, скорости обмена, а также выходные заводские данные УСИКПСТ-Р. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 21H LRC CRLF
ADR 21H CRC

УСИКПСТ-Р отвечает мастеру следующим фреймом.

: ADR 21H ADRC SPEED ID YEAR MONTH DATE V0 V1 V2 LRC CRLF
ADR 21H ADRC SPEED ID YEAR MONTH DATE V0 V1 V2 CRC

где ADRC - установленный адрес, байт;
SPEED - установленная скорость обмена, бод, тип Word, старшим вперед;
ID - серийный номер УСИКПСТ-Р, тип DWord, старшим вперед;
YEAR - год выпуска УСИКПСТ-Р-2000, байт;
MONTH - месяц выпуска УСИКПСТ-Р, байт;
DATE - день выпуска УСИКПСТ-Р, байт;
V0,V1,V2 - старшая, средняя и младшая цифры версии ПО УСИКПСТ-Р, все байт;

Функция CCHECKCELLS = 27Hпозволяет заново определить текущее состояние элементов индикации УСИКПСТ-Р. При выполнении данной функции производятся те же действия, что и при подаче питания на УСИКПСТ-Р. Мастер передает подчиненному устройства фрейм:

: ADR 27H LRC CRLF
ADR 27H CRC

Получив от мастера запрос, УСИКПСТ-Р возвращает фрейм, содержащий данные о текущем состоянии ЭИ УСИКПСТ-Р:

: ADR 27H CSC NEI LRC CRLF
ADR 27H CSC NEI CRC

где CSC - байт, состояние битов которого соответствуют текущему состоянию ЭИ, байт. В версии ПО 11.11.01 скорродировавшим ЭИ соответствует 1, в более поздних версиях – 0;
NEI - общее количество элементов индикации (реальное+1), байт.


Описанные выше запросы мастера и ответы УСИКПСТ-Р соответствуют нормальному процессу обмена. В некоторых случаях могут возникать аварийные ситуации, в частности, несовпадение контрольной суммы, несоответствие конфигурируемых параметров, отсутствие связи между УСИКПСТ-Р и индикатором и некоторые другие. В одних случаях УСИКПСТ-Р игнорирует запрос, в других - отвечает мастеру специфическим фреймом, в котором код функции модифицируется установкой старшего бита кода команды, а за кодом функции следует байт, содержащий код аварии, то есть если возвращаемый код команды превышает значение 80Н, возникла аварийная ситуация. Например, если в УСИКПСТ-Р была подана команда на выполнение функции CCHECK, но ИКП не подключен к УСИКПСТ-Р, устройство возвращает фрейм:

: ADR 96H 03H LRC CRLF
ADR 96H 03H CRC

Коды аварий приведены ниже.
1 - некорректная функция (не поддерживается Устройством);
2 – зарезервировано;
3 - не подключен индикатор коррозионных процессов;
4 - верификация микросхемы ПЗУ Устройства выявила ошибки (режим конфигурирования);
5 - заданная скорость обмена не поддерживается Устройством (режим конфигурирования);
6 - данный тип индикатора не обслуживается;
7 – индикатор коррозионных процессов не инициализирован;
8 – текущая дата некорректна;
9 - невозможно определить состояние ИЭ ИКП;
10 — регистр имеет статус «только для чтения»;
11 — регистр недоступен (зарезервирован);
12 — запрошено слишком много регистров;
13 — недопустимый адрес регистра.

Установка УСИКПСТ-Р

1 - Индикатор коррозионных процессов (ИКП)
2 - Разъём ИКП
3 - Устройство сопряжения ИКП с системой телеметрии
4 - Выводы для соединения с системой телеметрии
5 - Провод с клеммой для подключения к трубопроводу
6 - Трубопровод (подземное сооружение)
7 - Проводник (полоса от трубопровода)
8 - Контрольно-измерительный пункт

УС ИКП СТ-Р
Для поставок по России:
Устройство сопряжения ИКП с системой телеметрии с расширенным диапазоном питающего напряжения (УС ИКП СТ-Р) ТУ 3435-009-51996521-2010
Для поставок на экспорт:
Устройство сопряжения ИКП с системой телеметрии с расширенным диапазоном питающего напряжения (УС ИКП СТ-Р), Экспорт.