Современная электроника №8/2022

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 Термометрия элеватора по системе «Power over Ethernet» Кабель UTP c 4 парами проводов, длиной более 250 метров, проложили между диспетчерским компьютером элеватора и удалённым корпусом силоса элеватора. Это позволило решить сразу две задачи: обеспечить сбор данных системы термометрии и одновременно её электропитание. Схема питания использует шину USB и имеет защиту по предельному току потребления, что обеспечивает работу системы при аварийных коротких замыканиях линии или датчиков. Андрей Шабронов (г. Новосибирск) Введение Кабель UTP c 4 парами проводов используется для организации локаль- ной сети между компьютерами. Такой незащищённый кабель был проло- жен между диспетчерским компью- тером элеватора и удалённым корпу- сом силоса элеватора с длиной более 250 метров. В результате получилась система PoE — «Power over Ethernet» для термометрии. Это позволило решить сразу две задачи: обеспечить сбор данных системы термометрии и, одновремен- но, её электропитание. Такое решение позволило снизить затраты на допол- нительные элементы энергопитания, а также обеспечить требуемую защиту по уровню напряжения для опасных помещений. Схема питания, исполь- зуемая в технологии PoE, использует шину USB и имеет защиту по предель- ному току потребления, что обеспе- чивает работу системы при аварий- ных коротких замыканиях линии или датчиков. Таким образом, интерфейс USB полностью обеспечивает сбор дан- ных термометрии и при этом защи- щён от возможных электрических повреждений. 1. Структурная схема системы PoE термометрии силосов элеватора Действующий элеватор состоит из трёх корпусов по 60 силосов в каждом. Линия проведена от места установки диспетчерского компьютера до третье- го дальнего корпуса, и суммарная дли- на составляет не менее 250 метров, как показано на рис. 1. Два других корпу- са работают и используют аналого- вые типы датчиков. В ходе работ были выполнены условия плановой последо- вательной модернизации термометрии без остановки работы. Кабель содержит четыре витые пары, которые подключены по схеме, приве- дённой на рис. 2. Таким образом, витая пара исполь- зуется как один провод и получается кабель из четырёх проводов. Выбор цвета пары для назначенной линии случайный. Линия длинная, и использовать пере- дачу импульсов скорости интерфейса 1wire нельзя, так как импульсы ослаб- нут и затухнут. Чтобы передать сигна- лы по длинной линии, был изменён тип интерфейса на RS-485 и увеличе- ны длительности информационных импульсов, а в точке приёма инфор- мационный поток переводится в ско- рость и тип интерфейса 1wire, пока- зано на рис. 3. Следует обратить внимание, что длинный участок подвержен помехам и искажениям сигналов, но он работает на меньшей скорости и в другом вари- анте интерфейса. Получаем, что влия- ние помех при таком варианте переда- чи данных очень низкое и не искажает Рис. 2. Схема подключения проводов кабеля «витая пара» Рис. 1. Структурная схема PoE термометрии на 60 силосов