Monthly Archives: دی ۱۳۹۸

آشنایی با پروتکل ModBus

با توجه به اینکه در حال حاضر سیستم های دیتالاگر GSM/GPRS تولیدی شرکت ایستا ارتباط کاوشگر از پروتکل ModBus پشتیبانی می کنند، بر آن شدم که مطلبی جهت آشنایی بیشتر با پروتکل مدباس در سایت قرار دهم.
ModBus یک پروتکل ارتباطی است که اولین بار توسط شرکت MODICON در سال 1979 ایجاد و به بازار عرضه شد، پروتکل Modbus ( TM  ترد مارک) شرکت اشنایدر الکتریک است، اما شرکت اشنایدر خصوصیات پروتکل را به نحوی ایجاد نموده که هر شخصی بصورت آزاد بتواند شبکه Modbus را اجرا نماید.
کاربرد اولیه آن در PLC بود اما به تدریج به عنوان یک استاندارد ارتباطی شناخته شد در حال حاضر Modbus بیشترین میزان اشتراک را با پروتکل Ethernet دارا می باشد، در همین راستا در سال 1990 پروتکل جدیدی شکل گرفت که ترکیبی از Modbus و Ethernet بود این پروتکل صنعتی جدید با نام Modbus TCP/IP به صنعت معرفی گردید

ModBus دارای سه نسخه اصلی است که ویژگیهای آنها با هم متفاوت هستند:
1- ModBus RTU/ASCII که بصورت سریال روی RS485 و یا RS232 کار می کند
2- ModBus TCP/IP که روی اترنت کار می کند
3- ModBus Plus که بصورت Token Pass و با سرعت بالا طراحی شده است و یک باس انحصاری است

دیتالاگرهای تولیدی شرکت از نسخه اول استفاده می کنند و به صورت Master هستند به همین دلیل ModBus RTU/ASCII را توضیح میدهم:
ModBus RTU/ASCII:
این پروتکل بصورت Master/Slave  کار می کند. یعنی همواره یک وسیله بعنوانMaster  (فرمانده) و بقیه وسیله ها به عنوان Slave (فرمانبر) لحاظ می شوند. بدین صورت که هرگاه Master به یک دستگاه Slave با آدرس مخصوص خودش فرمانی ارسال می کند آنن دستگاه جواب را به Master برمیگرداند.
این پروتکل دارايRTU  است که داده ها را از سطح فیلد دریافت و ضمن پردازش، آنها را به سطح نظارت ارسال می کند تا دستورالعمل کنترلی مناسب بر اساس داده هاي دریافتی، آلارم ها و رویدادها اتخاذ گردد MODBUS سریال از سرعت بالایی برخوردار بوده و بدون هر گونه Internal  به تبادل اطلاعات می پردازد.
نکته: مد RTU که بعضا به آن ModBus-B بعنوان ModBus Binary گفته می شود مد اصلی است، مد ASCII که بعضا ModBus-A نیز گفته می شود برای برخی پیغام ها به کار می رود که این پیغامها طول شان دو برابر پیغام های RTU می باشد
این پروتکل از لایه های 2،1 و 7 مدل OSI استفاده می کند و در لایه فیزیکی RS232/RS485 را به کار می برد

جایگاه اسکادا و تله متری در مدیریت شبکه های آبرسان…

اگرچه كمبود آب يا عدم بهره وري مناسب از آن مانعي جدي در راه توسعه كشورها محسوب مي شود، ليكن امروزه فن آوري و توان علمي ملت ها بر اين حكم تاريخي غلبه كرده و مي توان با به كارگيري تكنولوژي هاي نوين و مديريت صحيح، راه هاي مقابله با اين چالش ها را ترسيم نمود.
در واقع خشكسالي هاي پي در پي گذشته ومتعاقب آن جيره بندي آب شرب زنگ خطري براي متوليان تامين آب شرب شهرها و روستاها بوده است و از این رو همواره در پي يافتن راه حلي مناسب براي حل مشکل  آب مورد نياز و از آن مهم تر مديريت صحيح آن بوده اند.

اين ديدگاه براي كليه مهندسين و متخصصين منابع آب، وظيفه اي خطير به وجود مي آورد كه با رعايت اصول صرفه جوئي در تولید، توزیع و مصرف، با به كار گرفتن دانش فني و علمي منطبق با استانداردهاي جهاني و شناخت بيشتر منابع آب و تأسيسات آبي، روند رسيدن به مرزهاي بحران آب را كندتر نمايند.
يكي از روش هاي مناسب براي تحقق مديريت كارآمد تأمين و توزيع آب، تهيه و اجراي طرح های جامع كنترل هوشمند تأسيسات آبرساني به عنوان شريانهاي حياتي است. ابزار تحقق اين نظارت جامع، سامانه‌هاي Scada مي‌باشد. سامانه‌هاي اسكادا Supevisory control and data aquistion ديسپاچينگ (در صنعت برق) و تله‌متري و كنترل از راه دور (در صنعت آب و فاضلاب) نامیده می شود.
امروزه برای تامین مطمئن و مداوم آب شرب شهرها وروستاها،  همچنین توزیع بهینه ی آن از نظر کیفی و کمی و اشراف کامل به زوایای امر و کنترل دایم موارد مربوطه، استفاده از سامانه های اسکادا، تله متری و کنترل از راه دور به عنوان یک ضرورت انکارناپذیر درصنعت آب اکثر کشورها شناخته شده است .
باتوجه به اهميت به كارگيري سيستم‌هاي تله‌متري و كنترل از راه دور (اسكادا) در بهبود بهره‌برداري از تأسيسات آب و فاضلاب كشور و تأثير قابل ملاحظه در افزايش راندمان كمي و كيفي پارامترهاي بخش آب و فاضلاب، استفاده از این سیستم ها در دستور کار شرکت ها آب و فاضلاب شهری و روستایی قرار گرفته است.

مزایای استفاده از سامانه های اسکادا و تله متری در شبکه های آبرسانی

با بهره گیری از یک سامانه ی کنترلی شامل سخت افزار و نرم افزار با قابلیت اعتماد و دقت بالا، می توان بر کلیه  فرآیندهای تولید، انتقال، ذخیره سازی و توزیع آب، نظارتی مطلوب داشت.
با توجه به ماهیت شبکه آبرسانی و فاصله منابع تولید به ویژه چاه ها و مخازن از یکدیگر و نیز از ایستگاه های پمپاژ، کنترل شبکه آبرسانی مستلزم وجود تعداد زیادی اپراتور و هزینه های بالای بهره برداری و نگهداری  و رفت و آمد و قبول خطاهای ناشی از عملکرد اشتباه و یا تاخیرات آنها می باشد که با نصب سامانه های اسکادا، تله متری و کنترل از راه دور می توان کل شبکه آب رسانی را همزمان در یک یا چند محل و با تعداد محدودی اپراتور تحت کنترل قرار داد و تصمیم های صحیح را سریع و با توجه به موقعیت های مختلف اتخاذ کرد. این که مدیران و مسئولان مختلف بتوانند در هر لحظه و از هر مکان بر اساس درجه ی اولویت و دسترسی خود بر فرآیند تولید، انتقال و توزیع نظارت داشته و در صورت امکان و مجاز بودن از لحاظ دسترسی، بتوانند این فرآیند را کنترل و هدایت کنند، هدفی است که با طراحی یک شبکه ی اسکادا با پایه گذاری صحیح سخت ا فزاری و نرم افزاری می توان به آن دست یافت.
اهداف کلی استقرار سامانه های اسکادا و تله  متری در تاسیسات آب وفاضلاب به شرح زیر است که در ادامه توضیح چند مورد آنها داده شده است :

1-    مدیریت تولید، انتقال و ذخیره سازی آب
2-    مدیریت مصرف
3-    مدیریت فشار
4-    مدیریت تقاضای شبکه
5-    مدیریت آب بدون در آمد
6-    مدیریت انرژی
7-    مدیریت کیفیت آب
8-    حفاظت فیزیکی تاسیسات
9-    استقرار سیستم ERP