Назначение
Устройства сбора и передачи данных М2М Хаб, M2M Хаб плюс, M2M Хаб про (далее по тексту - УСПД) предназначены для измерений унифицированных электрических сигналов силы и напряжения постоянного электрического тока, счета импульсов, сигналов от термопреобразователей сопротивления (далее по тексту - ТС), поступающих от датчиков, установленных на технологическом оборудовании, сбора данных с промышленных контроллеров, первичных счетчиков энергоресурсов или датчиков через встроенные интерфейсы RS-232, RS-485, измерения и синхронизации внутренними часами УСПД времени, а также накопления, обработки, передачи информации по проводным, беспроводным, GSM/GPRS/UMTS/HSDPA/WiFi/NBIoT сетям в системы верхнего уровня.
Описание
Принцип действия УСПД заключается в сборе, обработке, преобразовании с учетом астрономического времени измеренных входных сигналов (электрической и тепловой энергии, количества (массы и/или объема) теплоносителя, объема и расхода холодной и горячей воды, пара, природного газа) от соответствующих средств измерений (датчиков) с аналоговым выходом (сигналы силы и напряжения постоянного электрического тока, сигналы от ТС), импульсным выходом или поддерживающих открытые протоколы обмена по цифровым интерфейсам, а также синхронизации и корректировки времени внутренних часов УСПД от источника точного времени.
УСПД могут применяться для работы в составе информационно - измерительных систем контроля и учета потребления энергоресурсов. В случае использования УСПД для задач учета, все подключаемые к ним средства измерений должны быть внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, иметь свидетельства об утверждении типа средств измерений и иметь действующие свидетельства о метрологической поверке.
УСПД могут осуществлять сбор информации с средств измерений оснащенных цифровыми интерфейсами RS-485, RS-232 (по протоколу Моdbus) или имеющих импульсные выходы:
- счетчиков холодной и горячей воды, изготовленных по ГОСТ 14167-83, ГОСТ Р 5060-93, ГОСТ Р 50193.1-92;
- счетчиков природного газа, изготовленных по ГОСТ Р 50818-95;
- счетчиков электрической энергии, изготовленных по ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52321-2005, ГОСТ Р 52322-2005, ГОСТ Р 52323-2005, ГОСТ 31819.21-2012 (IEC 62053-21:2003), ГОСТ 31819.22-2012 (IEC 62053-22:2003), ГОСТ 31819.11-2012 (IEC 62053-11:2003);
- теплосчетчиков, изготовленных по ГОСТ Р 51649-2000, ГОСТ Р ЕН 1434-1-2011;
- счетчиков импульсов;
- промышленных контроллеров.
В УСПД встроен беспроводной модем для передачи данных по GSM/GPRS/UMTS/HSDPA/WiFi/NBIoT в системы верхнего уровня.
Общий вид УСПД М2М Хаб, M2M Хаб плюс, M2M Хаб про, места установки защитных наклеек, защищающих от несанкционированного доступа и замены субмодулей, приведены на рисунках 1- 5.
УСПД M2M Хаб содержит следующие внешние интерфейсы:
1. 2 дискретных цифровых входа для контроля «сухого контакта» или наличия питания 24 В.
1.1. IN1A — (+) контакт первого дискретного входа.
1.2. IN1B — (-) контакт первого дискретного входа.
1.3. IN2A — (+) контакт второго дискретного входа.
1.4. IN2B — (-) контакт второго дискретного входа.
2. RS485 — неизолированный интерфейс RS-485.
2.1. A+ — линия А (+) интерфейса RS-485.
2.2. B--линия B (-) интерфейса RS-485.
3. V+ — (+) питания.
4. GND — (-) питания.
5. ВЧ-разъем для внешней антенны.
6. STATUS - светодиод, индицирующий режимы работы.
Г"» M2M Hub plus |
8
V+: 9...32 V
HW RS48S РЦИЮ Dptal IN . Digital OUT
V+- GND А-» 0: PtZl PI22 Pt23 Pt2R DI3 GNDi DM &iOi V* GNDo DOl D02
mmm
5 6 4.1 4.2 3.5 3.6 3 7 STTT Г • » 1.8 1.9 2.5 2.6 2.3 2.4
Рисунок 4 - Общий вид М2М Хаб плюс
Модуль M2M Хаб плюс содержит следующие внешние интерфейсы:
1. 2 гальванически изолированных дискретных цифровых входа для контроля «сухого контакта» или наличия питания 24 В
1.1. IN1 - (+) первого дискретного входа
1.2. GND - (-) первого дискретного входа
1.3. IN2 - (+) второго дискретного входа
1.4. GND - (-) второго дискретного входа
1.5. DI1 - (+) третьего дискретного входа
1.6. DI2 - (+) четвертого дискретного входа
1.7. DI3 - (+) пятого дискретного входа
1.8. DI4 - (+) шестого дискретного входа
1.9. DGND - группа (-) дискретных входов
2. 4 дискретных выхода
2.1. DO1 - (+) первого дискретного выхода
2.2. DO2 - (+) второго дискретного выхода
2.3. DO3 - (+) третьего дискретного выхода
2.4. DO4 - (+) четвёртого дискретного выхода
2.5. Vin - (+) напряжение питания дискретных выходов
2.6. GND - (-) напряжение питания дискретных выходов
3. 4 входа для подключения термодатчиков Pt1000
3.1. 1Pt1 - контакт для подключения 1-го термосопротивления Pt1000
3.2. 1Pt2 - контакт для подключения 1-го термосопротивления Pt1000 с использованием 4-х проводной схемы
3.3. 1Pt3 - контакт для подключения 1-го термосопротивления Pt1000 с использованием 3-х проводной схемы
3.4. 1PtR - контакт для подключения 1-го термосопротивления Pt1000
3.5. 2Pt1 - контакт для подключения 2-го термосопротивления Pt1000
3.6. 2Pt2 - контакт для подключения 2-го термосопротивления Pt1000 с использованием 4-х проводной схемы
3.7. 2Pt3 - контакт для подключения 2-го термосопротивления Pt1000 с использованием 3-х проводной схемы
3.8. 2PtR - контакт для подключения 2-го термосопротивления Pt1000
4. RS485 - неизолированный интерфейс RS-485
4.1. RSА - линия А (+) интерфейса RS-485
4.2. RSB - линия B (-) интерфейса RS-485
5. +V - +24 - (+) питания
6. GND- (-) питания
7. ВЧ разъем для подключения внешней GSM-антенны
8. STATUS - светодиод, индицирующий режимы работы.
Модуль M2M Хаб про содержит следующие внешние интерфейсы:
1. ВЧ разъем для подключения внешней GSM-антенны
2. Изолированный интерфейс RS-485
2.1 B - линия B (-) интерфейса RS-485
2.2 A - линия A (+) интерфейса RS-485
2.3 GNDi — выход (-) изолированного питания
2.4 +5Vi — выход (+) изолированного питания 5В
3. Изолированный интерфейс RS-232
3.1 RX - вход приемопередатчика RS-232
3.2 TX — выход приемопередатчика RS-232
3.3 RTS - выход сигнала RTS интерфейса RS-232
3.4 CTS — вход сигнала CTS интерфейса RS-232
4. Изолированное питание 5В для питания датчиков
4.1 +5Vi — выход (+) изолированного питания 5В
4.2 GNDi — выход (-) изолированного питания
5. Универсальные аналого-дискретные измерительные входы
5.1 IN1...IN18 - группа (+) универсальных аналого-дискретных входов
5.2 +12Vi — группа (+) выходного изолированного напряжения питания 12В
5.3 GNDi — группа (-) выходного изолированного питания
6. Интерфейс 1-Wire
6.1 W1...W6 - группа входов линий интерфейса 1-Wire
6.2 GNDi — группа (-) выходного изолированного питания
7. Дискретные выходы
7.1 DO1...DO4 - группа (+) дискретных выходов
7.2 Vin - группа (+) входа напряжения питания
7.3 GNDi — группа (-) входа/выхода питания
8. Неизолированные входы
8.1 DI1...DI3 - группа (+) неизолированных дискретных входов
8.2 AI3...AI6 — группа (+) неизолированных аналоговых входов (max. 15В)
8.3 DO — дискретный выход типа «открытый коллектор»
8.4 GND — выход (-) неизолированного питания
9. 0V — (-) питания
10. +VIN — (+) питания
11. СТАТУС — светодиод, индицирующий режимы работы
Конструктивно УСПД состоит из системной платы и различных субмодулей расширения, которые определяют его функционал.
Принцип формирования модификации УСПД M2M Хаб, M2M Хаб плюс и M2M Хаб про представлен на рисунках 6-8.
М2М Хаб хх(ххх-х)
Коммуникационный субмодуль 2G — GSM'GPRS 3G — UMTS/
HSDPA КВ — KB-IoT L О — L oRa RF —868 МГц Интерфейс 232 —RS-232 485 —RS^85
Конфигурация дискретных входов
1 —импульсные
2 — дискретные
Рисунок 6 - Принцип формирования модификации УСПД М2М Хаб
Функционал 4 DIN
КоммуНИТУДТЩОННЫЙ субмодуль
2G — GSM GPRS 3G —UMTS/'
HSDPA КВ— КВ-ГоТ L О — L oRa RF — 868 МГц
Интерфейс
М2М Хаб плюс хх(ххх-х)-х-х-х
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0.. .20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0...10 В
5 — вход для подключения термодатчиков PtlOOO
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
232 —RS-232
485 —RS485
Конфигурация дискретных вход се
О — отсутствует
Функционал 3 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
1 — импульсные
2 — дискретные
Функционал 2 DIN
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0...20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0...10В
. 5 — вход для подключения термодатчиков PtlOOO 1—вход типа.«сухой контакт» w
"» w лпл-п 1-выход дискретныи
2 — дискретныи вход 0/24 is _ , —
, _ _ n in л 7— 1-Wire Вход
3 — аналоговый токовый вход U...20 мА „
, _ . .0 — otcvtctb v ет
4 — аналоговый вход по напряжению U... 10 В ' '
5 — вход для подключения термодатчиков PtlOOO
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует
Рисунок 7 - Принцип формирования модификации УСПД М2М Хаб
плюс
М2М Хаб про xx(xxx-x)-x-x-x-x-x-x
Коммуникационный субмодуль
2G — GSM/GPRS 3G — UMTS/
HSDPA NB — NB-IoT LO — LoRa RF — 868 МГц
Интерфейс_
232 — RS-232 485 — RS-485
Конфигурация дискретных входов
1 — импульсные
2 — дискретные
Функционал 4 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0.. .20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0.10 В
5 — вход для подключения термодатчиков Pt1000
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует Функционал 5 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0. 20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0.10 В
5 — вход для подключения термодатчиков Pt1000
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует
Функционал 9 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0. 20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0.10 В
5 — вход для подключения термодатчиков Pt1000
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует
Функционал 8 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0.20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0.10 В
5 — вход для подключения термодатчиков Pt1000
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует
Функционал 7 DIN
1 — вход типа «сухой контакт»
2 — дискретный вход 0/24 В
3 — аналоговый токовый вход 0. 20 мА
4 — аналоговый вход по напряжению 0.10 В
5 — вход для подключения термодатчиков Pt1000
6 — выход дискретный
7 — 1-Wire Вход
0 — отсутствует
0 — отсутствует
Рисунок 8 - Принцип формирования модификации УСПД М2М Хаб про
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее по тексту - ПО) УСПД состоит из внутреннего программного обеспечения УСПД и ПО верхнего уровня.
Программный комплекс, доступ к которому осуществляется по паролю, состоит из следующих программных модулей:
- программы «M2M Hub Tool», считывающей конфигурацию датчиков УСПД, осуществляющей чтение данных с УСПД.
- облачная платформа М2М Connect, считывающая конфигурацию датчиков УСПД, осуществляющая чтение данных с УСПД.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Наименование ПО | ВПО (прошивка) УСПД | «M2M Hub Tool» |
| Наименование УСПД | М2М Хаб | М2М Хаб плюс | М2М Хаб про |
| Идентификационное наименование ПО | mts-local-16.5 | mts-local-17.5 | mts-local-18.5 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Не ниже 16.5 | Не ниже 17.5 | Не ниже 18.5 | не ниже 1.0.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | - | - | - | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения | - | - | - | - |
Место установки наклейки, блокирующей доступ к технологическому разъему для прошивки УСПД указано на рисунке 2
Уровень защиты ПО «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Метрологические характеристики УСПД
| Наименование характеристики | Значение |
| M2M Хаб | M2M Хаб плюс | M2M Хаб про |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Пределы основной допускаемой абсолютной погрешности часов УСПД, с/сут | ±2 | ±2 | ±2 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерения времени в сутки, с/°С | ±0,05 | ±0,05 | ±0,05 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности счета количества импульсов, на каждые 1000 импульсов, % | ±0,1 | ±0,1 | ±0,1 |
| Разрядность АЦП аналогового ввода, бит | - | 12 | 12 |
| Пределы допускаемой основной допускаемой приведенной погрешности входных сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, % | - | ±0,21 | ±0,21 |
| Пределы основной допускаемой приведенной погрешности входных сигналов напряжения постоянного электрического тока в диапазоне от 0 до 10 В, % | - | ±0,22 | ±0,22 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур на каждые 10 °С при измерении силы и напряжения постоянного тока, % | - | ± 0,11 | ± 0,11 |
| Разрядность АЦП ввода от ТС, бит | - | 24 | 24 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности входных сигналов от ТС в диапазоне от -50 до +150 °С: Pt1000 (а=0,00385 °С-1), °С | - | ±0,2 | ±0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности входных сигналов от ТС в диапазоне от -50 до +150 °С: Pt1000 (а=0,00385 °С-1), °С | - | ±0,3 | ±0,3 |
| 1от верхнего значения диапазона входного сигнала 2от диапазона входного сигнала |
| Наименование характеристики | Значение |
| M2M Хаб | M2M Хаб плюс | M2M Хаб про |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Количество универсальных проводных цифровых интерфейсов RS-232/RS485 | 1 RS-485/ RS-232 | 1 RS-485/ RS-232 | 1 RS-485, 1 RS-232 |
| Скорость обмена данными, бит/с | от 1200 до 115200 (по умолчанию 9600) |
| Количество универсальных цифровых/импульсных измерительных входов | 2 дискретных/ импульсных | 2 дискретных/ импульсных | 3 импульсных, 3 аналоговых |
| Диапазон измерения дискретные/аналоговые, В | от 0 до 24 |
| Максимальное напряжение, подаваемое на дискретные/аналоговые, В | 36 |
| Г альваническая развязка дискретных входов | независимая |
| Минимальная длительность импульса, воспринимаемого дискретным входом, мс | 50 |
| Интерфейс для конфигурирования/прошивки | USB 2.0 (micro-B) |
| Питание |
| Номинальное напряжение питания, В | 24 |
| Средняя потребляемая мощность (режим передачи данных), Вт, не более | 1,5 |
| Диапазон входного напряжения питания постоянного тока, В | от 9 до 32 |
| Максимально потребляемая мощность при напряжении питания 24 В, при подключении в сети GSM, Вт, не более | 9 |
| Минимальное время работы от автономного источника питания, мин | 15 5 | 5 |
| Коммуникационный субмодуль. Беспроводные интерфейсы связи |
| 2G: GSM/GPRS | EGSM900 и DCS1800 GPRS (class B), SMS (для конфигурирования) |
| 3G: UMTS, HSDPA | UMTS 900, UMTS 2100 |
| 4G: LTE | LTE 800, LTE 1800, LTE 2600 |
| WF: WiFi | 802.11 b/g/n, Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP |
| NB: NB-IoT | LTE Cat NB1(B6, B8) |
| RF: суб ГГ ерц | 868 МГц |
| Lo: LoRa | LoRa |
| Поддерживаемые протоколы | HTTP, HTTPS, DNS, MQTT, NTP |
| Тип идентификационного модуля абонента (количество) | SIM-карта (1/2) или SIM-чип |
| Наименование характеристики | Значение |
| M2M Хаб | M2M Хаб плюс | M2M Хаб про |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Тип антенны | Встроенная/внешняя (разъем SMA) |
| Максимальная длина кабеля антенны, м | 3 |
| Универсальный аналого-дискретный субмодуль ввода (конфигурируется DIP перемычками) |
| Количество каналов (на один субмодуль) | - | 6 | 6 |
| Типы, подключаемых сигналов | от 4 до 20 мА, от 0 до 10 В, «сухой контакт», «открытый коллектор» | от 4 до 20 мА, от 0 до 5 В, от 0 до 10 В, «сухой контакт», «открытый коллектор» |
| Предельно допустимый диапазон значений по входам: токовый вход от 4 до 20, мА вход по напряжению от 0 до 10, В дискретный типа «сухой контакт», В | от 0 до 50 от 0 до 15 от 0 до 15 | от 0 до 50 от 0 до 15 от 0 до 15 |
| 1-Wire субмодуль ввода (для подключения датчиков с интерфейсом 1-Wire) |
| Количество каналов (на один субмодуль) | - | 6 | 6 |
| Подключение датчиков | 2-х проводной | 2-х проводной |
| Тип подключения датчиков | звезда | звезда |
| Субмодуль дискретного вывода |
| Количество каналов (на один субмодуль) | - | 4 | 4 |
| Номинальное коммутируемое напряжение, В | 24 | 24 |
| Максимальное коммутируемое напряжение, В | 36 | 36 |
| Максимальный коммутируемый ток, А | 5 | 5 |
| Субмодуль дискретного ввода |
| Количество (на один субмодуль) | - | 6 | 6 |
| Г альваническая развязка дискретных входов | Независимая | Независимая |
| Электрическая прочность изоляции дискретных входов, В | 1500 | 1500 |
| Максимальная частота входного сигнала, Гц | 50 | 50 |
| Минимальная длительность входного импульса, мс | 15 | 15 |
| Напряжение питания дискретных входов, В | - | от 21 до 27 | от 21 до 27 |
| Наименование характеристики | Значение |
| M2M Хаб | M2M Хаб плюс | M2M Хаб про |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Ток «логической единицы», мА, не менее | | 4,5 | 4,5 |
| Ток «логического нуля», мА, не более | 0,5 | 0,5 |
| Входные сигналы от ТС Pt1000 (а=0,00385 °С-1) в диапазоне от -50 до +150 °С |
| Количество каналов (на один субмодуль) | - | 2 | 2 |
| Типы подключений | 2-х, 3-х проводное | 2-х, 3-х проводное |
| У словия эксплуатации |
| Температура окружающего воздуха, °С | от -40 до +70 |
| Относительная влажность воздуха (при +25 °С без конденсации влаги), %, не более | 80 |
| Общие сведения |
| Габаритные размеры устройства M2M Хаб (длинна Х ширина Х высота), мм | 100x18x 66 (без антенны) | 96 x 71 x 67 (без антенны) | 159,5 х 90,2 х 57,5 (без антенны) |
| Масса, г, не более | 75 | 150 | 300 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 100000 |
| Степень защиты корпуса по ГОСТ 14254-96 | IP20 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| УСПД | М2М Хаб, M2M Хаб плюс, M2M Хаб про | 1 шт., в соответствии с заказом |
| Внешняя GSM-антенна | - | 1 шт., в соответствии с заказом |
| Руководство по эксплуатации | 26.51.8.00.001 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | 26.51.8.00.001 ПС | 1 экз. |
| Г арантийный талон | - | 1 шт. |
| Методика поверки | МП 201-024-2019 | 1 экз1 |
| Примечание: 1 поставляется по требованию заказчика |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 201-024-2019 «Устройства сбора и передачи данных М2М Хаб, M2M Хаб плюс, M2M Хаб про. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» 14.05.2019 г.
Основные средства поверки:
- радиочасы МИР РЧ-01, регистрационный номер средства измерений в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 27008-04;
- калибратор многофункциональный МС5-К, регистрационный номер средства измерений в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 22237-08.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемого УСПД с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в паспорт и (или) на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационных документах.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ТУ 26.51.8.00.001 Устройство сбора и передачи данных М2М ХАБ. Технические
условия
75520-19: Методика поверки МП-209-071-2019Скачать3.7 Мб