Радиомодемы Guardian для технологических радиосетей обмена данными в топливной и электроэнергетике

Андрей КЛИМЕНКО, технический директор ТОО «ADVANTEK SYSTEMS», г. Алматы
Сергей МАРГАРЯН, заместитель генерального директора, главный конструктор ЗАО «НПП «РОДНИК», г. Москва

В настоящей статье рассматриваются технические характеристики и функциональные возможности узкополосного радиомодема Guardian УКВ-диапазона, предназначенного для замены широко используемых в настоящее время в российском топливно-энергетическом комплексе радиомодемов Dataradio T-Base/T-96SR производства американской компании CalAmp. Новый радиомодем Guardian полностью совместим с заменяемым оборудованием. Он позволяет продлить сроки эксплуатации действующих радиосетей за счёт постепенной замены эксплуатируемого оборудования без модификации схемы коммутации в радиосети. Применение нового модема в действующих радиосетях позволяет последовательно повышать их функциональные возможности. Представленные в статье данные актуальны для построения технологических радиосетей сбора данных и управления нового поколения, в том числе предназначенных для обслуживания интеллектуальных электроэнергетических сетей (Smart Grid, «умная» или активно-адаптивная сеть).

С середины девяностых годов прошлого столетия в составе узкополосных технологических радиосетей обмена данными значительной части ведущих компаний топливно-энергетического комплекса активно эксплуатируются радиомодемы Dataradio T-Base/T-96SR. Наиболее крупные радиосети на данном оборудовании развернуты в компаниях Amoco, Chevron, Exxon, Shell и Texaco (США), British Petroleum (Великобритания), Kuwait Oil Company (Кувейт), Saudi Aramco (Саудовская Аравия).

Также успешно используется оборудование и в Казахстане.

По оценке многих международных экспертов из США, Канады, Австралии и Новой Зеландии, данные радиомодемы остаются лучшим решением для телеметрических радиосетей реального времени. Однако в связи с тем что радиомодемы Dataradio T-Base/T-96SR выпускаются уже более 15 лет без существенной модернизации, принято решение о прекращении их производства. Для замены радиомодемов специалистами компании CalAmp (www.calamp.com) был разработан и начал выпускаться перспективный радиомодем Guardian-100/200/400/900. Данный радиомодем должен стать основой расширенной радиотехнической платформы, которая будет включать в себя радиомодем для удаленного объекта, ретранслятор, базовую станцию и базовую станцию повышенной надёжности и живучести.

Основные технические характеристики радиомодема Guardian представлены в таблице 1.

Guardian имеет следующие отличия от заменяемых радиомодемов Dataradio T-Base/T-96SR:

• более широкий диапазон настройки выходной мощности;
• 100 %-ный цикл работы на всех моделях;
• программируемый шаг сетки радиочастот 25 и 12,5 кГц;
• поддержка портов RS-232/422/485;
• диагностика технического состояния в оперативном и автономном режимах;
• более широкий диапазон входящего напряжения питания;
• поддержка работы в режиме RTS/CTS и DOX;
• поддержка работы в симплексном, полудуплексном и дуплексном режимах (дуплексный радиомодем имеет допол­нительный антенный порт и предусматривает использование внешнего дуплексера);
• возможность использования в качестве ретранслятора;
• наличие оборудования на диапазон 215-240 МГц.

Радиомодем GUARDIAN -это

• Высокая скорость обмена данными и пропускная способность.
• Работа на каналах с различным шагом сетки радиочастот в полудуплексном или симплексном режимах.
• Программная настройка выходной мощности.
• Удалённая диагностика.
• Управление потоком по данным DOX
• Управление потоком с использованием сигналов RTS/CTS.
• Работа со 100 %-ным циклом передачи.
• Конфигурация с использованием WEB-интерфейса и удалённая загрузка встроенного программного обеспечения по радиоканалу (скорость обмена 16 кбит/с, время загрузки 20 минут).
• Автоматическая оптимизация скорости обмена данными в случае использования в радиосети с базовой станцией Viper-SC.
• Имеется модель повышенной надёжности и живучести с дублированием основных компонентов.
• Улучшенная пропускная способность (вдвое больше, чем у радиомодема Integra-IP предыдущего поколения).

Радиомодем Guardian представляет собой асинхронное «прозрачное» устройство реального времени, не требующее сложной настройки и использующее внешний протокол обмена данными. Данные передаются в радиоканал в той последовательности, в которой были приняты радиомодемом от контроллера, терминала или компьютера по интерфейсу RS-232/422/485 без искажений и дополнительной обработки. Радиомодем Guardian предназначен для построения современных радиосетей удалённого сбора данных и управления стационарными объектами. Он имеет встроенный специализированный приёмопередатчик, использующий технологию SDR¹ (Software Defined Radio) с малым временем доступа к радиоканалу на основе современного цифрового сигнального процессора. Обеспечивает асинхронный обмен данными на скоростях 19200, 9600 или 4800 бит/с в радиоканалах с шагом сетки радиочастот 25 или 12,5 кГц. Поддерживает работу практически всех основных промышленных протоколов, включая ModBus, ModBus-RTU и AB Df1. Встроенная функция удалённой диагностики позволяет в реальном масштабе времени контролировать состояние устройства (наличие питания, температуру, напряжение, мощность сигнала, наличие соединения с антенно-фидерными устройствами). Это позволяет строить на основе радиомодема Guardian технологические радиосети обмена данными повышенной надёжности и живучести с контролем технического состояния каждого устройства в составе радиосети в масштабе времени, близком к реальному. Радиомодем Guardian поддерживает работу в режиме DOX (data-activated transmit), не требующем использования сигналов управления потоком RTS/CTS: передача инициализируется поступлением данных на порт радиомодема. Также поддерживает управление сигналами RTS/CTS, когда скорость передачи данных от терминального устройства превышает скорость обмена данными в радиоканале и имеет два последовательных порта: для передачи данных и настройки. Радиомодем Guardian выпускается в дуплексном варианте и может использоваться для создания дуплексной базовой станции или ретранслятора. В этом случае он оснащается дополнительным антенным портом и может работать на две или одну (с использованием внешнего дуплексера) антенну. Таким образом, технические и функциональные возможности радиомодема Guardian позволяют использовать его для создания современных узкополосных технологических радиосетей обмена данными в топливно-энергетическом комплексе совместно или для замены применяемых в настоящее время радиомодемов Dataradio T-Base/T-96SR. ¹⁾ SDR (от англ. Software-defined radio, SDR) - программно-определяемая радиосистема, радиотелекоммуникационная система, которая может быть настроена на произвольную полосу частот и принимать различные виды модулированного сигнала, состоящая из программируемого оборудования с программным управлением.