СПЕКТР 868 iO LoRa Радиомодуль ввода-вывода
s868IOLora

Радиомодуль ввода-вывода 868,765 - 869,140 МГц, 25 мВт, дальность связи до 15 км. Дистанционное управление 4 входами, 4 выходами (ModBus), прозрачный порт RS-485, режим "мастер" (беспроводная трансляция входов одного модуля на на выходы другого и наоборот), шина 1-wire для подключения и трансляции состояния совместимых устройств.

Общие сведения

Радиомодуль диапазона 868,765 - 869,140 МГц, 25 мВт, дальность связи до 15 км.

Комбинация модуля ввода/вывода (4 входа, 4 выхода) и радиомодема. Управление по протоколу ModBus, легкое встраивание в любые системы управления и сбора данных.

Важная особенность радиомодуля - возможность работать в качестве "мастера" в радиосети с другими "СПЕКТР 868 IO LoRa", благодаря чему для реализации несложных систем трансляции состояния входов на выходы не потребуется никакого другого оборудования, кроме самих радиомодулей "СПЕКТР 868 IO LoRa".

Радиомодуль "СПЕКТР 868 IO LoRa" имеет функцию радиоудлинителя порта RS-485, а так же шину 1-wire, для подключения совместимых устройств и передачи их состояния.

Подробная информация

"СПЕКТР 868 IO Lora" – это, по сути, комбинация модуля ввода/вывода на 4 входа ("сухой контакт") и 4 выхода (реле ~240В, 4А) и радиомодема. Радиомодуль "понимает" команды и запросы в протоколе ModBus, благодаря чему легко встраивается в любые системы управления и сбора данных. Совмещение модуля ввода/вывода и радиомодема уже само по себе позволяет на удаленных объектах устанавливать один радиомодуль "СПЕКТР 868 IO Lora" вместо комплекта из двух приборов, что приводит к экономии на стоимости оборудования на 40...50%.

Но, помимо этого, "СПЕКТР 868 IO Lora" имеет важную особенность: он сам может работать в качестве "мастера" как в радиосети, так и по интерфейсу RS 485 с другими "СПЕКТР 868 IO Lora", благодаря чему для реализации несложных систем трансляции состояния входов на выходы не потребуется никакого другого оборудования, кроме самих радиомодулей "СПЕКТР 868 IO Lora".

В типовом случае системы дистанционного управления/оповещения из одного удаленного объекта (до четырех датчиков и четырех исполнительных устройств) и одного пункта управления, понадобится только два радиомодуля "СПЕКТР 868 IO Lora", а не комплект из двух радиомодемов, устройства ввода/вывода и программируемого контроллера ("мастера"). Замыкание/размыкание входных контактов на удаленном радиомодуле приведет к замыканию/размыканию соответствующих реле в пункте управления и наоборот – замыкание/размыкание входов в пункте управления приведет к замыканию/размыканию соответствующего реле на удаленных радиомодулях. Экономия только на стоимости оборудования в таком случае может составить 60...70%.

Работая в роли "мастера", "СПЕКТР 868 IO Lora" может обслуживать до восьми "пассивных" радиомодулей (до 4-х с индивидуальной индикацией). Построение системы с бОльшим количеством удаленных объектов также не составит сложности – радиомодули "СПЕКТР 868 IO Lora" можно настроить на разные частоты и создать таким образом несколько групп, разнесенных по частоте.

В радиомодуле имеется изолированный интерфейс RS 485 для параллельной передачи пользовательских данных.  

В модуле реализован алгоритм шифрования AES-128 при передаче данных в эфир. Доступна удаленная конфигурация и средства диагностики.

Модули работают в диапазоне частот 868 МГц с выходной мощностью 25 мВт (имеется возможность увеличить мощность для компенсации потерь в антенном кабеле до 350 мВт). Для их эксплуатации не требуется получения на работу в полосе частот.

Дальность связи, обеспечиваемая радиомодулями, в основном зависит от условий местности, а также от характеристик и места установки внешних антенн (в комплект поставки антенны не входят) и может составлять от сотен метров (промышленные помещения) до 10...15 километров (прямая видимость).

Совместно с радиомодулями можно использовать любые антенны диапазона 868 МГц с волновым сопротивлением 50 Ом, подходящих для различных условий применения: направленных и ненаправленных, малогабаритных и с креплением на мачту. Для подключения антенны радиомодули оборудованы винтовым ВЧ разъемом типа SMA-M.

 



868io control

Крепление на стандартную DIN-рейку
Радиомодули "СПЕКТР 868 IO LoRa" выпускаются в корпусе шириной 105 мм для монтажа на DIN рейку.

Винтовые клеммы
Для подключения внешних устройств используются винтовые клеммы.

Мощные выходные реле
В качестве выходов в модемах используются переключающие реле, благодаря чему можно как замыкать, так и размыкать цепи управления исполнительными устройствами в зависимости от требуемой логики управления. Реле обеспечивают коммутацию переменного напряжения до 240 В при нагрузке до 4 А.

Перевод выходов в безопасное состояние при пропадании связи
Помимо четырех выходов радиомодуль имеет специальный выход "АВАРИЯ", срабатывающий в случае отсутствия радиосвязи в системе. Если радиомодуль не получает запросы или команды от мастера в течение заданного времени, он считает, что связь нарушена. При этом он устанавливает свои четыре выхода в заранее заданное "безопасное" состояние (например, чтобы не оставить включенным исполнительное устройство, поскольку в отсутствии связи его не сможет выключить "мастер"), а также включает реле "АВАРИЯ", чтобы сигнализировать о проблеме со связью. Если радиомодуль является мастером, при срабатывании выхода "АВАРИЯ" зажигается также один из четырех индикаторов, показывающий, с каким именно из четырех удаленных модулей пропала связь.

Широкий диапазон питания
Для питания радиомодулю требуется внешний источник постоянного тока +(8...32) В мощностью не менее 5 Вт.

Конфигурация по шине USB или RS-485

Конфигурация (программирование радиомодулей) производится с помощью персонального компьютера, для подключения к которому радиомодули оснащены разъемом USB. Допускается конфигурирование по порту RS-485. Перевод радиомодуля в командный режим (режим конфигурации) осуществляется нажатием соответствующей кнопки.

Прозрачный радиомодем – радиоудлинитель RS-485
Радиомодуль "СПЕКТР 868 IO LoRa" имеет клеммы изолированного RS-485 интерфейса. Такой радиомодуль помимо функции управления собственными входами/выходами обеспечивает также и функцию полноценного радиомодема – прозрачного радиоудлинителя шины RS-485. Благодаря этому, к радиомодулю "СПЕКТР 868 IO LoRa" можно подключать внешние промышленные устройства автоматизации – модули аналогового ввода/вывода, панели оператора, ПЛК и т.д.

Наглядная светодиодная индикация
Для контроля работоспособности и для удобства диагностики работы радиомодули "СПЕКТР 868 IO LoRa" имеют большое количество светодиодных индикаторов. Отображается состояние всех входов и выходов, активность радиопередатчика, наличие питания, признак командного режима и подключения к шине USB компьютера, признак состояния "АВАРИЯ". Также отображается наличие данных, поступивших по шине RS-485. При этом светодиодные индикаторы расположены непосредственно у соответствующих клемм или разъемов, что делает индикацию удобной и наглядной.

Примеры применения

Необходимость дистанционного управления исполнительными устройствами или отображения состояния различных датчиков – типовая задача для самых разнообразных систем автоматизированного управления, проектов охранной или пожарной сигнализации. Производители оборудования для автоматизации предлагают широкий ассортимент устройств ввода/вывода, предназначенных для решения таких задач. Как правило, такие устройства имеют несколько входов и выходов, а также интерфейс RS-485, по которому с помощью того или иного протокола (например, ModBus) производится управление выходами и опрос состояния входов.

Cами модули ввода/вывода при этом являются "пассивными" исполнителями – в системе управления или сбора данных должен быть "мастер", который рассылает по шине RS-485 команды и запросы модулям ввода/вывода, обрабатывает ответы и реагирует на то или иное изменение состояния тем или иным образом. В качестве такого "мастера" может выступать программируемый логический контроллер (ПЛК), пульт или панель управления, компьютер со SCADA системой и т.д. В случае невозможности или сложности организации проводного соединения устройств по шине RS-485 в системе в качестве радиоудлинителя RS-485 используют "прозрачные" радиомодемы, такие как "Спектр 868 LoRa" или их аналоги.

Таким образом, для типового решения задачи дистанционного беспроводного управления несколькими входами и выходами обычно необходимо следующее оборудование:

  • на каждом из удаленных объектов – устройство ввода/вывода и радиомодем;
  • в центре управления – ПЛК (пульт, компьютер и т.д.) и радиомодем.

В случае сложных систем управления, когда в расчет берутся показания разнородных датчиков, связанные между собой различными взаимосвязями, применение в качестве "мастера" универсального ПЛК или SCADA системы, запрограммированных под конкретное применение, является оправданным и необходимым.

Но зачастую встречаются менее сложные задачи дистанционного управления или оповещения: выключить насос при замыкании датчика уровня, включить сигнализацию при срабатывании того или иного датчика, отобразить лампочками состояния нескольких охранных датчиков на нескольких удаленных объектах и т.д. По сути, решение таких задач можно свести к передаче по радио состояния "сухих" контактов. Очевидно, что использование в подобных случаях универсального программируемого контроллера или панели оператора совместно с устройствами ввода/вывода и радиомодемами становится избыточно сложным с точки зрения техники и избыточно дорогим с точки зрения стоимости.

Быстро и эффективно решить упомянутые задачи можно с помощью радиомодулей ввода/вывода "СПЕКТР 868 IO LoRa".

Помимо того что их можно использовать как беспроводные модули ввода-вывода с управлением по протоколу ModBus, наличие режима "мастер" у радиомодуля позволяет реализовывать  несложные системы трансляции состояния входов на выходы без необходимости применения какого-либо другого оборудования, кроме собственно радиомодулей "Спектр 868 IO LoRa".

Ниже приведены примеры реализации с помощью радиомодулей нескольких самых распространенных задач с описанием конкретных параметров конфигурации каждого радиомомодуля. Подробная информация о параметрах, а также другие примеры задач содержатся в Руководстве пользователя (закладка "Файлы" на этой странице).



Пожалуй, самый распространенный вариант использования радиомодулей "СПЕКТР 868 IO LoRa" – так называемая "трансляция" состояния "сухих" контактов. Простейшим примером может служить сигнализация о срабатывании тех или иных датчиков на удаленных объектах и/или удаленное включение тех или иных исполнительных устройств.

Для решения такой задачи понадобится пара радиомодулей "СПЕКТР 868 IO LoRa": один в режиме MASTER, второй в режиме SLAVE. Кто из них будет установлен в пункте управления, а кто на удаленном объекте - в принципе неважно, трансляция входов на выходы будет симметричная в обе стороны.

s868io-graph1-600

Настройки модулей для реализации данного решения приведены на рисунке ниже. Подробная информация с описанием команд содержится в Руководстве пользователя (закладка "Файлы" на этой странице).

s868io master-1slave 900

Настройки модулей на иллюстрации выше разделены на "обязательные" и "дополнительные". Обязательные настройки определяют нужный режим работы модулей - трансляцию входов одного на выходы другого и наоборот. Дополнительные настройки обеспечивают выключение реле на выходах модулей (безопасное состояние) и срабатывание реле АВАРИЯ при длительном пропадании связи (в примере - более 12 секунд). Использование настроек безопасного состояния позволяет быть уверенным в том, что исполнительные устройства, подключенные к выходам модулей, не останутся бесконтрольно включенными при пропадании радиосвязи. При этом выход АВАРИЯ можно использовать для индикации такого пропадания.

Радиомодуль-MASTER постоянно контролирует состояние своих четырех входов и посылает по радио команды на включение/выключение четырех выходов удаленного SLAVE в соответствии с состоянием своих входов. Параллельно этому MASTER опрашивает по радио состояние четырех входов удаленного SLAVE и включает/выключает свои выходы в соответствии с состоянием удаленных входов.

Таким образом, с точки зрения пользователя система работает так, что входы одного радиомодуля управляют выходами второго и наоборот. Осталось только подключить ко входам модулей нужные контакты датчиков или кнопки, а к выходам – исполнительные устройства, и простая система удаленного управления готова с минимумом затрат и сложностей.



Несколько усложним задачу, предположив, что в пункте управления нужна сигнализация о состоянии датчиков на нескольких (до четырех) удаленных объектах. Для ее решения нам понадобится один радиомодуль "СПЕКТР 868 IO LoRa" в качестве мастера (MASTER) в пункт управления и по одному радиомодулю "СПЕКТР 868 IO LoRa" (SLAVE) на каждый удаленный объект.

Ограничение в 4 удаленных объекта на 1 мастер связано с тем, что модули четырехканальные и физически некуда транслировать более четырех входов в сумме. Если требуется трансляция в пункт управления бОльшего количества входов, можно использовать еще один (или несколько) мастеров, каждый из которых будет обслуживать собственные группы удаленных радиомодулей на разных частотах (чтобы не мешать работе других групп).

Рассмотрим для примера задачу трансляции в пункт управления входов с трех удаленных объектов, при этом с первых двух будем транслировать по одному входу, а с третьего - сразу два входа.

Ко входам трех удаленных радиомодулей (SLAVE) подключаем датчики на объектах таким образом, чтобы на каждом объекте датчики подключались к разным входам радиомодулей. Например, на первом объекте датчик подключим к входу IN1, на втором – к входу IN2, а на третьем два датчика подключим к входам IN3 и IN4. Радиомодуль в пункте управления (MASTER) запрограммируем так, чтобы он не обращал внимания на состояние входов 2, 3 и 4 первого слейва (там мы используем только IN1), а также не обращал внимания на состояние входов 1, 3 и 4 второго слейва и входов 1 и 2 третьего слейва - таким образом "изолируем" ненужные входы "чужих" слейвов от выходов мастера.

В результате замыкание/размыкание IN1 на первом объекте приведет к замыканию/размыканию OUT1 в пункте управления. Аналогичным образом IN2 на втором объекте будет управлять OUT2 в пункте управления, а входы IN3 и IN4 на третьем объекте – выходами OUT3 и OUT4 в пункте управления.

s868io-graph2-600

Что касается трансляции входов мастера на выходы слейвов, то сделаем так, чтобы замыкание/размыкание любого из четырех входов мастера приводило к замыканию/размыканию контактов реле на соответствующих выходах каждого из трех удаленных слейва. Например, при замыкании входа IN1 мастера сработают реле на выходах OUT1 всех трех слейвов. Таким образом, входы мастера будут транслироваться "параллельно" на соответствующие выходы всех слейвов и останется лишь подключить исполнительные устройства на удаленных объектах к нужным выходам слейвов.

Настройки модулей для реализации данного решения приведены на рисунке ниже. Подробная информация с описанием команд содержится в Руководстве пользователя (закладка "Файлы" на этой странице).

s868master-3slave 900

Помимо настроек, показанных на иллюстрации выше, можно добавить также дополнительные настройки, обеспечивающие выключение реле на выходах модулей (безопасное состояние) и срабатывание реле АВАРИЯ при длительном пропадании связи. Эти настройки аналогичны настройкам из предыдущего примера применения.



Поскольку радиомодули "СПЕКТР 868 IO LoRa" являются по сути комбинацией устройства ввода/вывода и прозрачного радиомодема, они легко встраиваются в любые системы автоматизации, где роль мастера играют "обычные" ПЛК, пульты, компьютеры и т.д.

В этом случае общение мастера с радиомодулями осуществляется через прозрачный радиомодем "Спектр 868 LoRa" на уровне протокола MODBUS.

Возможности использования радиомодулей еще более расширяются, благодаря наличию интерфейса RS-485 для подключения внешнего промышленного оборудования. На шину RS-485 радиомодуль транслирует без изменений (в прозрачном режиме) запросы и команды, полученные от мастера по радио. Таким образом, мастер получает возможность считывать состояния входов и управлять выходами самого радиомодуля, а также работать удаленно с другим промышленным оборудованием, как если бы оно было подключено к мастеру по шине RS-485.



Радиомодули имеют последовательный интерфейс RS-485 с поддержкой функции прозрачного радиоудлинителя RS-485. По сути, радиомодули в этом случае используются как "обычные" радиомодемы, обеспечивающие прозрачную передачу данных между внешними устройствами, подключенными к ним по RS-485. Для радиомодулей доступен режим работы, при котором кроме прозрачной передачи данных по RS-485 обеспечивается также прозрачная трансляция входов одного или нескольких модулей на выходы других модулей (режим $IOTRANS).

Ниже приведены примеры использования модулей в этом режиме. Подробное описание настроек модулей для реализации данного решения приведены в Руководстве пользователя (закладка "Файлы" на этой странице).

Пример 1. Одновременная передача данных по RS-485 и трансляция входов между двумя радиомодулями.

В случае применения двух радиомодулей достаточно обеспечить трансляцию всех четырех входов одного модуля на все четыре выхода второго и наоборот.

io-2io trans1 v1

Пример 2. Одновременная передача данных по RS-485 и трансляция входов между тремя радиомодулями.

Рассмотрим более сложный пример, когда трансляцию входов на выходы (помимо прозрачной передачи RS-485) нужно реализовать в системе из трех радиомодулей.

При этом пусть нам нужно:

  • все четыре входа первого модуля транслировать одновременно на все четыре выхода двух других модулей;
  • на выходы OUT1 и OUT2 первого модуля транслировать входы IN1 и IN2 второго модуля;
  • на выходы OUT3 и OUT4 первого модуля транслировать входы IN3 и IN4 второго модуля.
io-2io trans2 v1

Спецификация

Диапазон рабочих температур: от -40 до +50 0С
Напряжение питания: +(8...32) В
Потребляемая мощность (не более): 0,5 Вт (средняя), 3 Вт (режим передачи)
Диапазон рабочих частот приемопередатчика: 868,765...869,140 МГц
Номинальная мощность передатчика: 25 мВт (для компенсации потерь имеется возможность программно увеличить мощность)
Чувствительность приемника: -118 дБм, при скорости передачи 4800 бит/c
Шаг установки рабочей частоты приемопередатчика: 125 кГц
Разъем для внешней антенны: SMA, 50 Ом
Телеметрические входы: 4 входа на замыкание (сухой контакт) с общей "землей"
Телеметрические выходы: 4 электромагнитных реле на переключение, ~240 В, 4 А
Выход "АВАРИЯ" Электромагнитное реле на переключение, ~240 В, 4 А
Способ подключения внешних устройств Винтовые клеммы (провод сечением 0,2...2,5 мм)
Протокол управления входами/выходами: MODBUS RTU или MODBUS ASCII (автоопределение)
Интерфейс для прозрачной трансляции данных: RS-485, С гальванической развязкой или USB Type-C, 1 200...115 200 бод
Интерфейс для конфигурации: USB (разъем Type-C) или RS-485
Светодиодная индикация: состояние входов (4 индикатора)
состояние выходов (4 индикатора)
состояние выхода "АВАРИЯ" (4 индикатора)
наличие питания (1 индикатор)
признак командного режима (1 индикатор)
наличие данных в буфере RS-485 (1 индикатор)
режим "ПЕРЕДАЧА" (1 индикатор)

Цены

Радиомодуль «Спектр 868 iO LoRa»-- ---,00 P