Specifica Tecnica RIU

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1 Specifica Tecnica RIU 1 di 56 Definizioni

2 Indice 1. Definizioni Scenario di Riferimento Requisiti generali RIU Sezione di Centro Sezione di Centro - Requisiti Sezione CPU Sezione CPU - Requisiti Sezione di Campo Sezione di Campo Scheda Multi I/O Sezione di Campo Scheda Multi I/O Requisiti Sezione di Campo Scheda Multi I/O Focus Boot Loader Sezione di Campo Scheda Multi I/O Soluzioni Scheda Multi I/O Soluzioni A - Scheda Multi I/O Parallela Scheda Multi I/O Soluzione B Scheda Multi I/O Multiplex RS Scheda Multi I/O Soluzione C CarrierBoard Integrata Scheda Multi I/O Soluzione D Scheda Multi I/O USB Focus sdoppiatore seriale Protocollo MODBUS Mappatura dei registri Focus Tasto Utente Procedura di aggiornamento Inizializzazione buffer Invio blocchi di aggiornamento Verifica integrità aggiornamento Avvio procedura di aggiornamento Codifica errori di 56 Definizioni

3 Esempio di procedura di calcolo CRC Multiplex Multiplex - Requisiti Struttura del blocco Parametri di configurazione Sezione di Campo - Comunicazione Centralino con modem PSTN Sezione di Campo - Comunicazione Centralino con modem PSTN - Requisiti Sezione di Campo - Scatola di derivazione Sezione di Campo - Scatola di derivazione - Requisiti Procedura di pre-configurazione e collaudo RIU Collaudo HW RIU Caricamento immagine disco su RIU Inserimento SIM Banco di collaudo SW RIU Software di collaudo Etichettatura RIU Esiti negativi collaudo RIU Esempi Codifica delle Configurazioni RIU Indice delle Figure di 56 Definizioni

4 1. Definizioni All interno del documento si fa riferimento a termini e definizioni di cui si riporta il significato nel presente paragrafo. RIU Remote Intelligent Unit: è l apparato intelligente composto da: una sezione di Centro, una sezione CPU e una sezione di Campo, con la funzione di acquisizione dei dati dal Campo, l eventuale elaborazione ed archiviazione e la trasmissione verso i sistemi centrali. Sezione di Centro: è la parte logica del RIU che si occupa della comunicazione verso i sistemi centralizzati di SRG. Sezione CPU: è la parte logica del RIU su cui risiede l intelligenza ( applicativo sezione CPU ) che coordina tutte le sezioni dell apparato. Sezione di Campo: è la parte logica del RIU che si occupa della comunicazione verso i device di Campo. Applicativo Sezione CPU: è un software dedicato con il compito di gestire e coordinare tutte le componenti fisiche e logiche necessarie al processo di acquisizione. Flow Computer: è un dispositivo di calcolo elettronico che implementa gli algoritmi necessari al calcolo del volume alle condizioni di riferimento, utilizzando i segnali analogici e digitali ricevuti da flussometri, trasmettitori di temperatura, pressione e densità a cui è collegato. Il RIU è collegato a un Flow Computer per la telelettura puntuale dei dati messi a disposizione. Gascromatografo: è un dispositivo in grado di determinare la composizione del gas naturale fornendone l analisi centesimale e calcolando i parametri della qualità del gas. Il RIU è collegato a un Gascromatografo per la telelettura puntuale dei dati messi a disposizione. Analizzatore Qualità: è un dispositivo in grado di determinare i parametri della qualità del gas. Il RIU è collegato a un AQ per la telelettura puntuale dei dati messi a disposizione. CPU Principale: è la scheda fisica contenente la CPU appartenente alla Sezione CPU. Device di Campo: è un qualsiasi dispositivo installato in Campo in grado di fornire dati e informazioni attraverso una porta di comunicazione. Titolare dell impianto: la persona fisica o giuridica titolare della proprietà del sistema di misura o che, ad altro titolo, ne ha la disponibilità. Scatola di Derivazione: è la scatoletta di derivazione che rende disponibili al Titolare dell Impianto le 2 porte seriali diramate dal RIU. 4 di 56 Definizioni

5 Scheda Multi I/O: è la scheda fisica, parte della Sezione di Campo, che si occupa dell interfacciamento verso il Campo Campo: è costituito da tutti i sistemi di misura e calcolo siti all interno degli impianti di riconsegna Centro: è costituito da tutti quei sistemi di Snam Rete Gas il cui compito è quello di acquisire ed elaborare i dati di Campo 2. Scenario di Riferimento Tra le attività in carico a Snam Rete Gas, oltre al trasporto del gas naturale attraverso la propria infrastruttura, vi è quella di lettura della quantità di gas immesso nella propria rete e quello riconsegnato ai clienti finali. Nella maggioranza degli impianti di riconsegna, l apparecchiatura di misurazione della quantità di gas (FlowComputer) è di proprietà del cliente finale ed installato nella proprietà dello stesso. Attualmente i FlowComputer sono dotati di modem PSTN o GSM in grado di ricevere delle chiamate in modalità dati che permette a Snam Rete Gas di teleleggere le informazioni relative ai consumi. Ad oggi gli impianti da teleleggere sono circa Snam Rete Gas dispone di batterie di modem PSTN e GSM per effettuare le chiamate verso il Campo con una cadenza tri-giornaliera. Ogni sessione di telelettura di tutti gli impianti viene definita ronda. Ogni ronda ha una durata di circa 90 minuti. Figura 1: Contesto Attuale 5 di 56 Scenario di Riferimento

6 Per necessità tecnico/commerciali, Snam Rete Gas ha l esigenza di incrementare il numero di ronde da 3 a 24 (uno ogni ora). Questo ha impatti importanti sia dal punto di vista economico (un incremento lineare dei costi con l aumentare del numero di ronde), sia da punto di vista infrastrutturale in quanto si dovrebbero aumentare il numero di modem in modo da ridurre il tempo della singola ronda sotto i 60 minuti. Uno degli scenari alternativi al potenziamento del sistema attuale, prevede di dotare gli impianti in Campo di un dispositivo, che denomineremo RIU (Remote Intelligent Unit), il cui scopo è quello di rendere raggiungibili i FlowComputer via rete. In questo scenario, le ronde avverrebbero via IP. Figura 2: RIU - Contesto di utilizzo In aggiunta alla rilevazione dei dati di volume, SRG si occupa anche di rilevare i dati di qualità del gas naturale che viene trasportato sulla propria rete di trasporto. Per il rilevamento della qualità del gas vengono impiegati circa 300 gascromatografi. L evoluzione del sistema di determinazione della qualità del gas prevede l installazione a tendere di 7000 Analizzatori di Qualità (AQ) abbinati ai FC dei REMI allacciati alla rete di trasporto. Una prima fase prevede l intervento nei confronti dei REMI di tipo industriale per poi eventualmente estendere l iniziativa anche ai REMI civili. Sia sui gascromatografi, sia sugli AQ verrà collegato un dispositivo RIU per permettere la telelettura del dato via IP con frequenza oraria. Questo documento descrive i requisiti e le caratteristiche del RIU dal punto di vista progettuale, funzionale e installativo. Il RIU, e le relative parti costituenti, sarà sempre collocato in area sicura; pertanto non è strettamente necessario sia ATEX. 6 di 56 Scenario di Riferimento

7 Gli strumenti Flow Computer, Gascromatografo e Analizzatore di Qualità non sono parte costituente la presente specifica ma rappresentano l elemento a cui il RIU garantisce l interfacciabilità. Considerata l eterogeneità degli strumenti installati ( tipologia, marche, modelli e interfacce di comunicazioni utilizzabili ecc) ed i vari modi coi quali il RIU dovrà essere in grado di connettersi alla rete (a seconda della posizione dell impianto, della presenza di altre dispositivi di comunicazione ecc), definiremo che il RIU è diviso logicamente in 3 sezioni separate, ognuna delle quali dovrà sottostare a dei requisiti definiti in seguito. Figura 3: RIU - Sezioni Logiche La sezione di CENTRO è la sezione interna al RIU che comprende tutti quei dispositivi atti a permettere al RIU di collegarsi in rete, ottenere un indirizzo IP chiamando il quale i sistemi di Centro saranno in grado di aprire una connessione TCP/IP durante il processo di ronda. E prevista la possibilità di avere più modalità con le quali il RIU è in grado di collegarsi alla rete attraverso più dispositivi. La sezione di CAMPO è la sezione interna al RIU che comprende tutti quei dispositivi atti a permettere il collegamento fisico verso il Campo. La sezione CPU è la sezione interna al RIU che contiene l hardware necessario ad installare l applicativo sviluppato da Snam Rete Gas il cui compito è quello di sovrintendere a tutte le attività di connessione da Centro verso il Campo e vice-versa. 7 di 56 Scenario di Riferimento

8 3. Requisiti generali RIU Si riportano di seguito i requisiti generali di RIU: GEN.001. Il RIU deve essere pensato per l installazione all aperto. Per questo motivo deve avere un case non inferiore al grado di protezione IP65. Si demanda al fornitore di garantire che tale IP venga mantenuto anche nella fase di installazione prevedendo pertanto elementi di passaggio (cavi e connettori) che ad assemblaggio avvenuto garantiscano tale IP. GEN.002. Il RIU deve essere un apparato fanless e senza parti in movimento. GEN.003. Il case del RIU deve avere dimensioni tali da poter alloggiare tutte le soluzioni descritte nel documento ( Rif. 8 ). GEN 004. Il case del RIU deve essere il più compatto possibile. GEN.005. Il consumo complessivo del RIU e dell insieme di tutte le sue componenti (compresi gli apparati di comunicazione) deve essere il più basso possibile e comunque non superiore a 25 W. GEN.006. La somma dei consumi massimi di ogni elemento contenuto nel case non deve essere superiore al 50% del potere di dissipazione del case stesso. GEN.007. Il RIU deve essere alimentato a 24V DC (fornita esternamente tramite alimentatore e non oggetto della presente specifica). GEN.008. Il RIU deve essere dotato di interruttore di alimentazione posto internamente che interrompa completamente la sezione 24V DC sia per il positivo che per il negativo. GEN.009. Il RIU deve essere dotato di indicatore luminoso posto internamente per segnalare la presenza di alimentazione. GEN.010. I componenti del RIU devono poter essere configurati ed aggiornati da remoto ove applicabile. Si deve evitare di andare in Campo, eccetto che per l installazione e l eventuale sostituzione dell apparato. Ovvero si richiede che la scheda Multi I/O sia aggiornabile come da specifica; per quanto riguarda gli altri componenti sono preferibili soluzioni, anche articolate, attraverso le quali sia possibile effettuare l aggiornamento del firmware tramite S.O. Debian. GEN.011. Il RIU deve disporre di opportuni passacavi nelle configurazioni che saranno definite dal committente in adempimento a quanto previsto dall IP65. I cavi, ad eccezione dell antenna, verranno forniti dall installatore. Si identificano i seguenti elementi di interconnessione con relativi passacavi: 8 di 56 Requisiti generali RIU

9 Passacavo Tipo Cavo 1 FG7OR-0,6/1kV 2 Conduttori 3x1,5 diametro esterno 12mm 1 Cavo fornito dal produttore ( lunghezza almeno 2,5 metri per l antenna da interno o 5 metri per l antenna da esterno) 2 Cavo ETH cat 5E UTP diametro esterno 5mm 2 Cavo ETH cat 5E UTP diametro esterno 5mm 2 Cavo ETH cat 5E UTP diametro esterno 5mm 1 Cavo ETH cat 5E UTP diametro esterno 5mm 1 Cavo 12x0,5 FR2OH2R diametro esterno 9,2mm 2 Cavo telefonico (TR/R 2x0,6) diametro 5mm Funzione Alimentazione 24V DC Antenna (può essere alternativamente da interno o da esterno a seconda della fornitura richiesta) Cavo di rete per collegamento tramite connettore RJ-45 2 porte seriali RS232 in ingresso 2 porte seriali RS232 in uscita ( Rif 6.10 Sezione di Campo - Scatola di derivazione ) 1 porta seriale RS485 2 porte 4-20 ma 4 Ingressi digitali Ingresso ed uscita telefonica GEN.012. I componenti costituenti il RIU devono essere conformi alle direttive vigenti in termini di bassa tensione, compatibilità elettromagnetica, direttiva R&TTE, RoHs ed adempimenti RAE. Si richiede in oltre la corretta rispondenza all autoestinguenza dei contenitori (contenitore del RIU non metallico), IP65, altitudine di utilizzo inferiore ai 3000mt, condizioni di umidità ambiente non tropicale, temperature ambientali di utilizzo -20 / +70, condizioni di trasposto e stoccaggio -20 / +70. Si pone obbligo al fornitore in fase di offerta di identificare le normative a cui fa riferimento per adempiere ai vari requisiti delle direttive/specifiche sopra esposte. GEN.013. Il RIU deve essere dotato di un etichetta 1, posta sul case e visibile dall esterno, indicante le seguenti informazioni: 1 Si precisa che l'etichettatura che verrà posta all'esterno non deve riportare la marcatura CE. Tale condizione rende evidente che il dispositivo non è marcato CE per il suo insieme ma come assieme di parti marcate CE. Si precisa che i singoli prodotti che verranno posti all'interno del RIU dovranno essere obbligatoriamente marcati CE. L'adeguatezza delle parti assemblate al raggiungimento della destinazione d'uso sarà dimostrato con le prove di collaudo finale. 9 di 56 Requisiti generali RIU

10 Logo e ragione sociale Snam Rete Gas S.p.A. MAC Address, Assemblatore/Costruttore, anno e settimana di Produzione, Codice Prodotto (codifica nel documento (Rif. 8). L etichetta deve rimanere integra e leggibile per almeno 5 anni, tenuto conto che il Riu potrà essere installato in esterno. GEN.014. Tale unità è costituita da elementi apportanti singolarmente la marchiatura CE. La unità RIU viene considerata un assemblaggio in varie configurazioni le cui singole parti sono dimostrate essere idonee attraverso un documento di collaudo finale. GEN.015. Il case del RIU deve essere dotato di 2 occhielli, atti all applicazione di un sigillo che ha la funzione di verificare l apertura dello sportello. GEN.016. L antenna, fornita dal costruttore, deve essere di tipo omnidirezionale ad alto guadagno e con caratteristiche dipendenti dal tipo di installazione previsto: Installazione all interno del cabinato: antenna da interno, lunghezza del cavo non inferiore a 2,5 metri. Installazione all esterno del cabinato: antenna da esterno, lunghezza del cavo non inferiore a 5 metri. Dovrà essere fornito un supporto per l installazione a parete dell antenna. GEN.017. Dovranno essere forniti tutti i pressacavi e tappi relativi ai passacavi elencati nel GEN.011 GEN.018. Il case del RIU deve essere dotato di appositi dispositivi meccanici per permetterne l installazione e il fissaggio a parete senza che questo ne pregiudichi il suo grado di protezione IP. 10 di 56 Requisiti generali RIU

11 4. Sezione di Centro La sezione di Centro del RIU è costituita dagli apparati di comunicazione verso il Centro. Questi apparati potranno essere in alternativa uno all altro o, in alcuni casi, potranno essere accoppiati elementi appartenenti a tipologie diverse (esempio Modem3G con Router ADSL). In questa specifica tecnica sono state individuate quattro tipologie di collegamenti e relativi device da utilizzare: Tipologia 2G/GSM 3G/4G Device Modem GSM Modem 3G Modem 4G Router 3G Router 4G ADSL Modem ADSL Router ADSL Rete HUB SWITCH di rete (nel caso si renda necessario un HUB esterno alla sezione CPU per aumentare il numero di porte disponibili) 4.1. Sezione di Centro - Requisiti Nello sviluppo di tale sezione, devono essere soddisfatti i seguenti requisiti e quanto già espresso al punto GEN.011 fatta solo esclusione del grado di IP che può essere anche IP0X: CEN.001. Il RIU, per la sezione di Centro, deve integrare i device così come da configurazione richiesta (Rif. 8). CEN.002. L interfaccia di comunicazione deve essere USB o ethernet (RS232 solo per il modem 2G/GSM). 11 di 56 Sezione di Centro

12 CEN.003. Preferibile una soluzione di terminale separato (su guidadin) 2. CEN.004. Velocità minime di download/upload: 7,2/5,67 Mbit/s per quanto riguarda la tecnologia 3G, 100/50 Mbit/s per la tecnologia 4G (LTE). CEN.005. Alimentazione 24V DC. CEN.006. I device della sezione centro devono essere marcati CE dal fabbricante secondo i requisiti di compatibilità elettromagnetica e sicurezza elettrica o per qualsiasi altra norma si ritenga necessaria per dispositivi in configurazione industriale. Si specifica che in alcune situazioni potrebbe essere utilizzato un modem/router satellitare per la connettività verso il Centro. Il modem satellitare è escluso da questa specifica in quanto è già stato identificato. Sarà collegato al RIU tramite una delle interfacce ethernet. 2 Il terminale di comunicazione può essere anche di tipo integrato nella scheda Multi I/O o nella scheda CPU. Fermo restando che la preferenza va alla soluzione di terminale separato e che tutti i requisiti esposti in codesto documento devono essere soddisfatti, è possibile avanzare anche proposte di terminale integrato. 12 di 56 Sezione di Centro - Requisiti

13 5. Sezione CPU Il RIU dovrà avere nella sezione CPU un unità di elaborazione dati che abbia le caratteristiche necessarie per lo sviluppo del software. Al fine di poter disporre di un range abbastanza ampio di scelte, non si pongono particolari limiti al form factor della scheda che si andrà ad utilizzare, ma si delineeranno delle caratteristiche minime che l architettura scelta dovrà soddisfare Sezione CPU - Requisiti I requisiti da tenere in considerazione per la definizione della soluzione sono i seguenti oltre a quanto già espresso al punto GEN.011 fatta solo esclusione del grado di IP che può essere anche IP0X: CPU.001. Architettura CPU di tipo X86 o ARM. CPU.002. La frequenza di lavoro della CPU deve essere maggiore o uguale a 700 MHz. CPU.003. Ram superiore o uguale a 256Mb. CPU.004. Memoria di massa: HD (stato solido) superiore o uguale a 2GB; si richiede certificazione da allegare in riferimento ai seguenti parametri cui l HD dovrà essere dotato: Durata >= CICLI ERASE/PROGRAM. (Allegare certificazione) CPU.005. Compatibile con Sistema Operativo Linux Debian, distribuzione almeno 3.x. CPU.006. Interfacce CPU: 4 RS CPU.007. Interfacce CPU: almeno 3 porte Ethernet RJ45 4. CPU.008. Interfacce CPU: almeno 2 porte USB 2.0 o superiore. CPU.009. Il consumo della CPU deve essere inferiore o uguale a 10W. CPU.010. La tensione elettrica disponibile per alimentare il RIU è 24V DC. Se la Scheda CPU non è compatibile con questa tensione è necessario inserire un alimentatore opportuno. 3 Il numero e la tipologia delle porte di comunicazione dipende dalla soluzione architetturale della scheda multi I/O descritte nel capitolo Implementabile direttamente sulla scheda o tramite hub switch presente all interno del RIU. 13 di 56 Sezione CPU

14 CPU.011. La sezione CPU deve essere marcata CE dal fabbricante secondo i requisiti si compatibilità elettromagnetica e sicurezza elettrica o per qualsiasi altra norma si ritenga necessaria per dispositivi in configurazione industriale. 14 di 56 Sezione CPU - Requisiti

15 6. Sezione di Campo La sezione di Campo del RIU è costituita dagli apparati di interfacciamento verso il Campo. Le interfacce potranno essere simultaneamente più di una a seconda della configurazione descritta nel Paragrafo 8 Codifica delle Configurazioni RIU. In tutti i casi dovrà essere presente una scheda Multi I/O il cui fine è quello di creare sia un isolamento elettrico verso le apparecchiature di Campo che un sistema semplificato per il cablaggio attraverso connettori a morsetto. La sezione di campo è costituita dai seguenti elementi: Scheda Multi I/O (sempre presente): o Soluzione A: SCHEDA MULTI I/O PARALLELA; o Soluzione B: SCHEDA MULTI I/O MULTIPLEX RS232; o Soluzione C: CARRIERBOARD INTEGRATA; o Soluzione D: SCHEDA MULTI I/O USB; Centralino con Modem PSTN. Scatola di Derivazione Sezione di Campo Scheda Multi I/O Si tratta di una scheda, microprocessorata, che incorpora diversi tipi di interfacce verso il Campo e altri dispositivi tecnologici a supporto della Sezione CPU. Considerata la specificità delle funzioni richieste, la scheda Multi I/O sarà il risultato di un progetto custom che i fornitori dovranno presentare i cui requisiti sono descritti di seguito Sezione di Campo Scheda Multi I/O Requisiti In questo capitolo sono descritti i requisiti necessari all interfacciamento col Campo oltre a quanto già espresso al punto GEN.011 fatta solo esclusione del grado di IP che può essere anche IP0X. CAM.001. La Scheda Multi I/O deve essere alimentata a 24V DC. CAM.002. La Scheda Multi I/O deve essere dotata di un relè gestito dalla CPU della scheda stessa, in grado di interrompere l alimentazione della CPU Principale quando questa non comunica via MODBUS. Il relè deve essere a contatto di scambio (CO). CAM.003. La Scheda Multi I/O deve essere dotata di almeno due relè gestiti dalla CPU Principale via MODBUS, in grado di interrompere l alimentazione dei moduli di comunicazione della sezione Centro (modem/router/hub rete ). I relè devono essere a contatto di scambio (CO). 15 di 56 Sezione di Campo

16 CAM.004. La Scheda Multi I/O deve implementare a bordo un sensore in grado di acquisire la temperatura interna all apparecchiatura. Risoluzione almeno ± 1 C. La Scheda Multi I/O dovrà rendere disponibile questo dato su registro MODBUS dedicato. CAM.005. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione non meno di 2 (due) ingressi analogici 4-20 ma isolati singolarmente dall'alimentazione della scheda con risoluzione non inferiore a 10 bit. La Scheda Multi I/O dovrà rendere disponibili i dati su registri MODBUS dedicati. CAM.006. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione un tasto al fine di avviare delle procedure diagnostiche lato Applicativo Sezione CPU. La Scheda Multi I/O deve rendere disponibile le informazioni di stato tasto e avvenuta commutazione dello stesso su appositi registri MODBUS dedicati. CAM.007. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione un indicatore LED di colore verde pilotato dalla Scheda Multi I/O stessa, il cui lampeggio è impostato dalla CPU Principale tramite MODBUS. Il pattern del lampeggio è composto da una sequenza di 32 bit (1=acceso, 0=spento) eseguito ogni due secondi. In caso di assenza di aggiornamento del pattern per un determinato tempo, il LED verde si spegne. Se per 60 secondi non c è dialogo tra l applicativo e la multi I/O relativamente al registro reset watchdog, la multi I/O deve accendere il Led rosso fisso e spegnere il Verde. Alla ripresa del dialogo deve ripristinare il pattern precedente. CAM.008. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione un indicatore LED di colore rosso pilotato dalla Scheda Multi I/O stessa, il cui lampeggio è impostato dalla CPU Principale tramite MODBUS. Il pattern del lampeggio è composto da una sequenza di 32 bit (1=acceso, 0=spento) eseguito ogni due secondi. In caso di assenza di aggiornamento del pattern per un determinato tempo, il LED rosso rimane acceso. CAM.009. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione verso il Campo una porta seriale RS485. Deve essere una porta protetta con scaricatori. La porta deve essere resa disponibile sulla CPU Principale come una porta seriale. La porta 485 deve avere le seguenti caratteristiche: o o o Half Duplex a 2 fili; 2 morsetti per gli ingressi e 2 morsetti per le uscite; 2 morsetti per installare le resistenze di Pull-Up e 2 morsetti per installare le resistenze di Pull- Down; CAM.010. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione verso il Campo non meno di 4 seriali RS232 optoisolate complete di criteri (TX, RX, RTS, DSR, CTS, DTR): o o o due RS232 sono dedicate al collegamento dei device di Campo; altre due RS232 sono dedicate alla ricezione dei comandi, da parte di un operatore, ridiretti verso il device di Campo; Le seriali dedicate alla ricezione comandi potranno NON essere isolate verso la seriale del device di Campo; 16 di 56 Sezione di Campo Scheda Multi I/O Requisiti

17 o La coppia di seriali ricezione comandi/device di Campo dovranno essere isolate dall altra coppia di seriali. CAM.011. A prescindere dalla soluzione hardware di interfacciamento verso il Campo, per l Applicativo Sezione CPU la procedura di acquisizione dei dati dal Campo dovrà essere unica, a meno della configurazione che può essere differente da una soluzione e l altra. Questo requisito è necessario al fine di avere un unico Applicativo Sezione CPU per tutto il Campo. CAM.012. L Applicativo Sezione CPU deve utilizzare solo porte seriali per l interfacciamento verso il Campo. CAM.013. La Scheda Multi I/O utilizza una connessione seriale dedicata per dialogare con la Sezione CPU. CAM.014. La Scheda Multi I/O utilizza il protocollo MODBUS-RTU per dialogare con la CPU della Sezione CPU. CAM.015. L Applicativo Sezione CPU utilizza il protocollo MODBUS per azzerare il watchdog. CAM.016. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione tutte le connessioni dell apparecchiatura verso il Campo su morsettiera (seriali, alimentazioni, 4-20mA, ingressi digitali). Sono richieste soluzioni con connettore volante al fine di minimizzare le problematiche di cablaggio eseguite direttamente sulla scheda all interno del case del RIU. CAM.017. La Scheda Multi I/O deve essere caratterizzata dal Range di temperatura Industriale, almeno pari a -20 C / +70 C. CAM.018. Deve essere implementata una procedura di aggiornamento del firmware via seriale della Scheda Multi I/O. Tale procedura deve essere realizzata via Modbus. CAM.019. La Scheda Multi I/O deve essere in grado di monitorare la presenza di un flusso dati su ogni porta RS232 a disposizione dell utente verso il Flow Computer e di mettere a disposizione per ognuna di esse, su registri MODBUS dedicati, da quanti secondi l'utente è inattivo Rif CAM.020. La direzione della comunicazione RS485 è pilotata dall Applicativo sezione CPU dal segnale RTS. Nella soluzione Scheda Multi I/O multiplexata, la direzione deve essere gestita dalla CPU della scheda stessa. CAM.021. La Scheda Multi I/O dovrà essere dotata di un watchdog non collegato all oscillatore del microcontrollore. CAM.022. La Scheda Multi I/O deve mettere a disposizione non meno di 4 ingressi digitali optoisolati. Gli ingressi dovranno essere tarati per accettare tensioni di 24V DC. Lo stato degli ingressi deve essere messo a disposizione su registri MODBUS dedicati. 17 di 56 Sezione di Campo Scheda Multi I/O Requisiti

18 CAM.023. La Scheda Multi I/O deve essere marcata CE dal fabbricante secondo i requisiti di compatibilità elettromagnetica e sicurezza elettrica o per qualsiasi altra norma si ritenga necessaria per dispositivi in configurazione industriale. CAM.024. il DB9 Femmina e la Morsettiera delle seriali verso l utente saranno da intendersi di tipo DCE (tipo modem). CAM.025. La morsettiera della seriale verso il FlowComputer dovrà essere di tipo DTE. CAM.026. All accensione gli sdoppiatori dovranno commutare sulla porta riservata all utente. CAM.027. In caso di assenza di alimentazione del RIU gli sdoppiatori dovranno commutare sulla porta riservata all utente. CAM.028. Al fine di preservare la Multi I/O da aggiornamenti con file errati, il fornitore dovrà prevedere algoritmi per i quali la Multi I/O dovrà essere in grado di riconoscere l'autenticità e l integrità dell'aggiornamento ricevuto. CAM.029. La scheda Multi I/O dovrà prevedere la presenza di un Boot Loader, secondo quanto specificato nel paragrafo di 56 Sezione di Campo Scheda Multi I/O Requisiti

19 6.2. Sezione di Campo Scheda Multi I/O Focus Boot Loader Al fine di rendere più robusto il meccanismo di aggiornamento del firmware della Scheda Multi I/O, è necessario prevedere la presenza di un Boot Loader che permetta, a fronte di qualsiasi anomalia, di poter sempre aggiornare il firmware della scheda Multi I/O. Il Boot Loader deve funzionare secondo il seguente diagramma di flusso: 19 di 56 Sezione di Campo Scheda Multi I/O Focus Boot Loader

20 6.3. Sezione di Campo Scheda Multi I/O Soluzioni Al fine di rendere più flessibile l ingegnerizzazione del RIU, vengono individuate quattro soluzioni hardware per la progettazione della scheda, alternative tra loro, che soddisfano i requisiti di progetto. 20 di 56 Sezione di Campo Scheda Multi I/O Soluzioni

21 Scheda Multi I/O Soluzioni A - Scheda Multi I/O Parallela Questa soluzione prevede la presenza di una scheda di interfacciamento, che protegga le seriali della CPU Principale dirette verso il Campo e che, tramite un microcontrollore locale, si acquisiscano le grandezze analogiche e si gestiscano i watchdog ed il relè di alimentazione dei moduli di comunicazione. Figura 4: Scheda Multi I/O - Soluzione A 21 di 56 Scheda Multi I/O Soluzioni A - Scheda Multi I/O Parallela

22 Scheda Multi I/O Soluzione B Scheda Multi I/O Multiplex RS232 Questa soluzione prevede la presenza di una scheda di interfacciamento che, multiplexando un unica RS232 della CPU Principale, consenta di acquisire più porte seriali verso il Campo, acquisire grandezze analogiche e gestire i watchdog ed il relè di alimentazione dei moduli di comunicazione. Figura 5: Scheda Multi I/O - Soluzione B 22 di 56 Scheda Multi I/O Soluzione B Scheda Multi I/O Multiplex RS232

23 Scheda Multi I/O Soluzione C CarrierBoard Integrata Questa soluzione prevede la presenza di una CarrierBoard che protegga le seriali della CPU Principale dirette verso il Campo e che, tramite un microcontrollore locale, acquisisca le grandezze analogiche e gestisca i watchdog, il relè di alimentazione ed il relè dei moduli di comunicazione. Figura 6: Scheda Multi I/O - Soluzione C 23 di 56 Scheda Multi I/O Soluzione C CarrierBoard Integrata

24 Scheda Multi I/O Soluzione D Scheda Multi I/O USB Questa soluzione prevede la presenza di una scheda di interfacciamento che, utilizzando una porta USB della CPU Principale, consenta di creare 4 porte seriali virtuali verso il Campo, acquisire grandezze analogiche e gestire i watchdog ed il relè di alimentazione dei moduli di comunicazione. Figura 7: Scheda Multi I/O - Soluzione D 24 di 56 Scheda Multi I/O Soluzione D Scheda Multi I/O USB

25 6.4. Focus sdoppiatore seriale Obiettivo dello sdoppiatore seriale è quello di condividere l unica seriale RS232 presente sul device di campo tra il RIU ed un eventuale utente che ha la necessità di scaricare localmente i dati. La CPU Principale, dialogando via MODBUS con la CPU della scheda Multi I/O deve essere in grado di acquisire, per ogni sdoppiatore, da quanti secondi non è presente attività sul TX dell utente al fine di poter comandare, tramite un altro registro MODBUS dedicato, la commutazione dello sdoppiatore. 25 di 56 Focus sdoppiatore seriale Figura 8: Focus Sdoppiatore Seriale

26 6.5. Protocollo MODBUS La comunicazione tra l applicativo sulla CPU principale e la CPU della scheda Multi I/O dovrà rispondere ai seguenti requisiti: COM.001. Il collegamento con la CPU della scheda Multi I/O deve essere ,n,8,1. COM.002. Il protocollo di comunicazione deve essere MODBUS-RTU. COM.003. I registri sono interi 16 bit. COM.004. L indirizzo MODBUS di interrogazione è fisso a Mappatura dei registri Tutti i registri non descritti dall indirizzo 0x100 all indirizzo 0x1ff devono essere considerati per uso futuro e devono restituire valore 0. REGISTRO DESCRIZIONE DEFAUL T 0x100-0x10F Vendor Name MIN MAX R/W R Stringa max 32 caratteri. Per esempio la codifica TEST sarà la seguente: 0x100 : 0x5445 0x101 : 0x5354 0x102 0x10F : 0x0000 0x110 0x111 0x112 Versione Firmware La versione è suddivisa con parte alta versione Maggiore e parte bassa sottoversione. Esempio Rel 1.04 = 0x0104 Numero di Uscite Relè Presenti Sono previsti fino a 8 relè gestibili dall applicativo della CPU Principale. Sulla scheda Multi I/O devono essere presenti almeno due relè. Numero Ingressi Digitali Presenti Sono previsti fino a 8 ingressi digitali. Sulla scheda Multi I/O 0x0000 0xFFFF R R R 26 di 56 Protocollo MODBUS

27 devono essere presenti non meno 4 ingressi. 0x113 0x114 0x115 Numero di Uscite Analogiche se Presenti Se presenti, è prevista la presenza di uscite analogiche in tensione. Numero di Ingressi 4-20mA Presenti Sono previsti fino a 8 ingressi analogici 4-20mA. Sulla scheda Multi I/O devono essere presenti non meno 2 ingressi. Valore dei 4mA riferito agli ingressi 4-20mA Considerato che le schede potrebbero avere convertitori tarati diversamente tra loro, in questo registro è specificato il valore letto quando in ingresso si hanno i 4mA R R 0 0xFFFF R 0x116 Il valore del 4mA deve essere rispettato da tutti i canali analogici Valore dei 20mA riferito agli ingressi 4-20mA Considerato che le schede potrebbero avere convertitori tarati diversamente tra loro, in questo registro è specificato il valore letto quando in ingresso si hanno i 20mA 0 0xFFFF R 0x117 Il valore del 20mA deve essere rispettato da tutti i canali analogici Numero di sdoppiatori seriali presenti Sono previsti fino a 8 sdoppiatori seriali su ogni singola scheda multi I/O. Sulla scheda Multi I/O devono esse presenti non meno di 2 sdoppiatori R 0x118 Numero di campioni Specifica su quanti campioni deve essere calcolata la media per il calcolo del valore letto dal canale analogico R/W 0x11A-0x11B Uptime in Minuti In questa coppia di registri vengono mantenuti i counter di uptime (minuti dall ultimo riavvio). 0x11A parte alta, 0x11B parte bassa. Si resetta al riavvio della scheda. 0 0xFFFF, 0xFFFF R 0x11C Timeout Watchdog La scheda Multi I/O dovrà resettare la sezione CPU tramite relè dedicato se non riceverà nessuna comunicazione per un periodo maggiore o uguale a quello espresso da questo registro. Per default il timeout del watchdog sarà di 60 minuti ed in ogni caso mai inferiore ai 30 minuti R/W 0x11D Reset Watchdog 0x5555 0xAAAA W 27 di 56 Mappatura dei registri

28 0x11E 0x1FF 0x120 0x121 0x122 La CPU principale deve resettare il Watchdog gestito dalla scheda Multi I/O, scriverà alternativamente i valori 0x5555 e 0xAAAA. Se la sequenza di reset non venisse eseguita entro il tempo stabilito (vedi reg 0x11C) la scheda Multi I/O stacca l alimentazione della CPU principale per 10 secondi. Countdown Spegnimento La CPU principale potrebbe trovarsi nella necessità di spegnersi nel caso di temperature elevate. Questo registro imposta dopo quanti secondi deve scattare il relè di spegnimento della CPU principale. I valori ammessi vanno da 60 a 3600 secondi. Durata Spegnimento La CPU principale potrebbe trovarsi nella necessità di spegnersi nel caso di temperature elevate. Questo registro imposta per quanti secondi deve rimanere spenta CPU principale. I valori ammessi vanno da 60 a 3600 secondi. Stato Tasto Utente Da questo registro si potranno verificare gli stati del tasto utente cosi suddivisi: Bit 0 : 0=nessuna azione, 1=il tasto è stato premuto Bit 1 : 0=nessuna azione,1=il tasto è stato premuto per più di 5 sec Bit 2 : 0=tasto non premuto, 1=tasto fisicamente premuto Una volta letto il registro, i bit 0 e 1 vengono automaticamente azzerati. Legge lo Stato degli Ingressi Digitali Ad ogni bit corrisponde lo stato di un ingresso Bit 0 : Stato ingresso 0 Bit 1 : Stato ingresso 1 Bit 7 : Stato ingresso 7 (se presente) Legge il Valore di Temperatura sulla Multi I/O R/W R/W R 0 0x0000 0x00FF R R La temperatura è espressa in decimi di grado su 16 bit con segno. Esempio 16.3 C = 163 0x124-0x125 Pattern LED Verde Pattern a 32bit per la visualizzazione di lampeggi LED verde = sempre spento = sempre acceso = lampeggio 50% = lampeggio veloce Allo startup della scheda Multi I/O il valore dovrà essere 0 0x126-0x127 Pattern LED Rosso Pattern a 32bit per la visualizzazione di lampeggi LED rosso 28 di 56 Mappatura dei registri 0 0 0xF0F0, R/W R/W

29 = sempre spento = sempre acceso = lampeggio 50% = lampeggio veloce Allo startup il valore di default di questi registri dovrà essere lampeggio veloce 0xF0F0 0x130-0x137 Setta lo Stato degli Sdoppiatori 0 R/W Ogni registro comanda il collegamento di uno sdoppiatore: 0x130 : Sdoppiatore 0-0=device-utente, 1=device-CPU 0x131 : Sdoppiatore 1-0=device-utente, 1=device-CPU 0x137 : Sdoppiatore 7-0=device-utente, 1=device-CPU 0x138-0x13F Setta lo Stato del Relè 0 0x0000 0x00FF R/W Ogni registro comanda lo stato di un relè. Oltre allo stato attivo e a riposo, potranno essere impostati dei valori che esprimono i secondi per i quali il relè dovrà stare nello stato attivo prima di tornare a riposo al fine di poter gestire eventuali tempistiche di reset. 0x0000 = stato a riposo 0x x00FE = stato attivo per un periodo da 1 a 254 secondi 0x00FF = stato attivo fisso 0x138 : Rele 0 0x139 : Rele 1 (dove presente) 0x13F : Rele 7 (dove presente) 0x140-0x147 Timer Assenza Dati Utente Sdoppiatori 0x0000 0xFFFF R Se non è presente nessuna attività sul segnale TX dell utente, la scheda Multi I/O deve contare i secondi dall ultima attività registrata per ogni seriale a disposizione dell utente. Arrivati a 0xFFFF il contatore si ferma 0x140 : Secondi dall ultima attività su TX utente 0 0x141 : Secondi dall ultima attività su TX utente 1 0x147 : Secondi dall ultima attività su TX utente 7 0x148-0x14F Setta il Valore delle Uscite Analogiche 0 0xFFFF R/W Se presenti, i valori analogici in uscita andranno da 0 a 0xFFFF 0x148 : Valore uscita analogica 0 0x149 : Valore uscita analogica 1 0x14F : Valore uscita analogica 7 29 di 56 Mappatura dei registri

30 0x150-0x157 Lettura Valore Ingressi 4-20mA Specifica Tecnica RIU R Questi registri riportano il valore letto dal convertitore analogico-digitale nel range definito dal numero di bit del convertitore stesso. 0x150 : Ingresso analogico 0 0x151 : Ingresso analogico 1. 0x157 : Ingresso analogico 7 0x158 Forza il reboot della Scheda Multi I/O La scrittura del valore: 0x5A5A in questo registro, provoca il reboot della scheda Multi I/O 0 W 30 di 56 Mappatura dei registri

31 6.6. Focus Tasto Utente Per la gestione del tasto utente sarà necessario che la scheda Multi I/O campioni il tasto (utilizzando algoritmi antirimbalzo) e dia a disposizione su registro modbus le seguenti informazioni: Se il tasto è stato premuto Se il tasto è stato premuto per più di 5 secondi Se il tasto è fisicamente premuto nel momento della lettura del registro La logica di funzionamento è illustrata dalla figura 9 Figura 9: Gestione Tasto Scheda Multi I/O 31 di 56 Focus Tasto Utente

32 6.7. Procedura di aggiornamento Dai requisiti, è prevista la possibilità di poter aggiornare il firmware della scheda Multi I/O. A tal fine è previsto l utilizzo di funzioni modbus custom che identificano 4 fasi della procedura di aggiornamento. Inizializzazione buffer (Func 0x40) inizializza l area di memoria temporanea nella scheda Multi I/O dedicata alla memorizzazione del file binario contenente l aggiornamento. L area di memoria prevista può essere al massimo di 512Kbyte Invio blocchi di aggiornamento (Func 0x41) consente di inviare il file di aggiornamento diviso in blocchi Verifica integrità aggiornamento (Func 0x42) consente di verificare che il file inviato è stato acquisito correttamente Avvio procedura di aggiornamento (Func 0x43) consente di avviare la procedura di aggiornamento Figura 10. Scheda Multi I/O - Funzioni di Upgrade Firmware I produttori della scheda Multi I/O dovranno fornire il file di aggiornamento nel formato S19. I blocchi di aggiornamento inviati con la funzione 0x41 saranno le singole righe del file stesso. Sarà cura del fornitore verificare che la lunghezza della singola riga non superi la lunghezza massima del blocco elaborabile dalla scheda stessa dichiarata come risposta alla funzione 0x di 56 Procedura di aggiornamento

33 Inizializzazione buffer La procedura di inizializzazione del buffer permette di cancellare l area di memoria temporanea sulla scheda Multi I/O dedicata alla ricezione del file di aggiornamento. La scheda multi I/O dovrà rispondere con la lunghezza massima del blocco dati in grado di essere ricevuto (da 1 a 32768). ADDRESS FUNZIONE CRC16 0x01 0x40 LL HH Verso la Multi I/O ADDRESS FUNZ INDIRIZZO INIZIO BUFFER TEMPORANEO LUNGHEZZA BUFFER TEMPORANEO DEFAULT VALUE LUNGHEZZA BLOCCO di AGGIORNAMENTO CRC16 0x01 0x40 S3 S2 S1 S0 L3 L2 L1 L0 Value LEN_hi LEN_low LL HH In caso di errore la scheda Multi I/O codificherà l errore così come descritto nel capitolo Invio blocchi di aggiornamento Il comando di invio del blocchi di aggiornamento, prevede che la CPU principale invii in sequenza tali blocchi specificando l indirizzo di memoria nel quale scriverlo (START) e la lunghezza del blocco dati (LENGHT) ed i dati del blocco. START specifica l indirizzo a 32 bit dal quale partire.. La lunghezza dei dati sarà quello specificato nella risposta della funzione 0x40. In caso la lunghezza massima trasmissibile fosse superiore ai 32768, la CPU principale invierà al massimo un blocco contenente byte di dati. Per uniformità della struttura del dati, la lunghezza è espressa a 32 bit. ADDRESS FUNZ START LENGTH BLOCCO DATI CRC16 0x01 0x41 S3 S2 S1 S0 L3 L2 L1 L0 B0 B(len-1) LL HH Verso la Multi I/O ADDRESS FUNZIONE START LENGTH CRC16 Risposta Verso la CPU 0x01 0x41 S3 S2 S1 S0 L3 L2 L1 L0 LL HH In caso di errore la scheda Multi I/O codificherà l errore così come descritto nel capitolo di 56 Inizializzazione buffer

34 Verifica integrità aggiornamento Questa funzione permette di ricevere dalla scheda Multi I/O il calcolo del CRC16 di una zona del buffer specificato dall indirizzo del blocco START per un numero di byte LENGTH. Gli start e length saranno quelli ricevuti dalla multi I/O tramite funzione 0x40. Risposta Verso la CPU ADDRESS FUNZIONE CRC RICEVUTO CRC16 0x01 0x42 HH LL LL HH ADDRESS FUNZ START LENGTH CRC16 0x01 0x42 S3 S2 S1 S0 L3 L2 L1 L0 LL HH Verso la Multi I/O In caso di errore la scheda Multi I/O codificherà l errore così come descritto nel capitolo Avvio procedura di aggiornamento Questa funzione comanda alla scheda multi I/O di avviare la procedura di aggiornamento. La Scheda Multi I/O risponderà affermativamente al comando, iniziando la procedura. La verifica dell avvenuto aggiornamento sarà a carico dell Applicativo che richiederà la versione tramite registro modbus dedicato. Gli start e length saranno quelli ricevuti dalla multi I/O tramite funzione 0x40. Risposta Verso la CPU ADDRESS FUNZIONE ACK CRC16 0x01 0x43 0x06 LL HH ADDRESS FUNZ START LENGTH CRC16 CALCOLATO CRC16 0x01 0x43 S3 S2 S1 S0 L3 L2 L1 L0 LL HH LL HH Verso la Multi I/O In caso di errore la scheda Multi I/O codificherà l errore così come descritto nel capitolo di 56 Verifica integrità aggiornamento

35 Codifica errori In caso di errore nella procedura di aggiornamento, si userà la codifica standard MODBUS nella quale lo slave risponde ponendo a 1 il bit 7 della funzione e trasmettendo il codice d errore. ADDRESS FUNZIONE CODICE ERRORE CRC16 Risposta Verso la CPU 0x01 Func or 128 Err LL HH CODICE ERRORE NOME SIGNIFICATO 0x01 ILLEGAL FUNCTION Il codice di funzione ricevuto non corrisponde ad una funzione permessa sullo slave 0x02 ILLEGAL DATA ADDRESS L indirizzo cui fa riferimento il campo dati non è un indirizzo permesso dallo slave 0x03 ILLEGAL DATA VALUE Il valore da assegnare cui fa riferimento il campo dati non è permesso per questo indirizzo 0x07 NAK La funzione non può essere eseguita nelle attuali condizioni operative o si è tentato di scrivere in un indirizzo di sola lettura (o già scritta) 35 di 56 Codifica errori

36 Esempio di procedura di calcolo CRC16 Viene riportato qui di seguito un esempio di sorgente in C per il calcolo del CRC16 unsigned short int CRC16(unsigned char ndata[],int wlength) { int ntemp; int wcrcword = 0xFFFF; int index; index = 0; int wcrctable[] ={ 0X0000, 0XC0C1, 0XC181, 0X0140, 0XC301, 0X03C0, 0X0280, 0XC241, 0XC601, 0X06C0, 0X0780, 0XC741, 0X0500, 0XC5C1, 0XC481, 0X0440, 0XCC01, 0X0CC0, 0X0D80, 0XCD41, 0X0F00, 0XCFC1, 0XCE81, 0X0E40, 0X0A00, 0XCAC1, 0XCB81, 0X0B40, 0XC901, 0X09C0, 0X0880, 0XC841, 0XD801, 0X18C0, 0X1980, 0XD941, 0X1B00, 0XDBC1, 0XDA81, 0X1A40, 0X1E00, 0XDEC1, 0XDF81, 0X1F40, 0XDD01, 0X1DC0, 0X1C80, 0XDC41, 0X1400, 0XD4C1, 0XD581, 0X1540, 0XD701, 0X17C0, 0X1680, 0XD641, 0XD201, 0X12C0, 0X1380, 0XD341, 0X1100, 0XD1C1, 0XD081, 0X1040, 0XF001, 0X30C0, 0X3180, 0XF141, 0X3300, 0XF3C1, 0XF281, 0X3240, 0X3600, 0XF6C1, 0XF781, 0X3740, 0XF501, 0X35C0, 0X3480, 0XF441, 0X3C00, 0XFCC1, 0XFD81, 0X3D40, 0XFF01, 0X3FC0, 0X3E80, 0XFE41, 0XFA01, 0X3AC0, 0X3B80, 0XFB41, 0X3900, 0XF9C1, 0XF881, 0X3840, 0X2800, 0XE8C1, 0XE981, 0X2940, 0XEB01, 0X2BC0, 0X2A80, 0XEA41, 0XEE01, 0X2EC0, 0X2F80, 0XEF41, 0X2D00, 0XEDC1, 0XEC81, 0X2C40, 0XE401, 0X24C0, 0X2580, 0XE541, 0X2700, 0XE7C1, 0XE681, 0X2640, 0X2200, 0XE2C1, 0XE381, 0X2340, 0XE101, 0X21C0, 0X2080, 0XE041, 0XA001, 0X60C0, 0X6180, 0XA141, 0X6300, 0XA3C1, 0XA281, 0X6240, 0X6600, 0XA6C1, 0XA781, 0X6740, 0XA501, 0X65C0, 0X6480, 0XA441, 0X6C00, 0XACC1, 0XAD81, 0X6D40, 0XAF01, 0X6FC0, 0X6E80, 0XAE41, 0XAA01, 0X6AC0, 0X6B80, 0XAB41, 0X6900, 0XA9C1, 0XA881, 0X6840, 0X7800, 0XB8C1, 0XB981, 0X7940, 0XBB01, 0X7BC0, 0X7A80, 0XBA41, 0XBE01, 0X7EC0, 0X7F80, 0XBF41, 0X7D00, 0XBDC1, 0XBC81, 0X7C40, 0XB401, 0X74C0, 0X7580, 0XB541, 0X7700, 0XB7C1, 0XB681, 0X7640, 0X7200, 0XB2C1, 0XB381, 0X7340, 0XB101, 0X71C0, 0X7080, 0XB041, 0X5000, 0X90C1, 0X9181, 0X5140, 0X9301, 0X53C0, 0X5280, 0X9241, 0X9601, 0X56C0, 0X5780, 0X9741, 0X5500, 0X95C1, 0X9481, 0X5440, 0X9C01, 0X5CC0, 0X5D80, 0X9D41, 0X5F00, 0X9FC1, 0X9E81, 0X5E40, 0X5A00, 0X9AC1, 0X9B81, 0X5B40, 0X9901, 0X59C0, 0X5880, 0X9841, 0X8801, 0X48C0, 0X4980, 0X8941, 0X4B00, 0X8BC1, 0X8A81, 0X4A40, 0X4E00, 0X8EC1, 0X8F81, 0X4F40, 0X8D01, 0X4DC0, 0X4C80, 0X8C41, 0X4400, 0X84C1, 0X8581, 0X4540, 0X8701, 0X47C0, 0X4680, 0X8641, 0X8201, 0X42C0, 0X4380, 0X8341, 0X4100, 0X81C1, 0X8081, 0X4040 }; } while (wlength > 0) { wlength--; ntemp =(unsigned char) ((ndata[index] ^ wcrcword) & 0xFF); ntemp = (0xFF) & ntemp; index ++; wcrcword >>= 8; wcrcword = wcrcword ^ wcrctable[ntemp]; } return wcrcword; 36 di 56 Esempio di procedura di calcolo CRC16

37 6.8. Multiplex Nel caso di una scheda Multi I/O collegata alla CPU principale tramite una singola porta seriale (Rif. 0), è previsto l utilizzo di un protocollo di multiplex per incapsulare i pacchetti dati riferiti alla singola porta seriale. I pacchetti dati verranno inviati in modo asincrono per entrambe le direzioni. Per ogni pacchetto inviato non è prevista una conferma da parte del ricevente. Figura 11. Multiplex - Esempio di timesharing Multiplex - Requisiti Nel protocollo dovranno essere rispettati i seguenti requisiti: M.001. Dovranno essere gestiti un numero di COM non inferiore a 4 fino ad un massimo di 16. M.002. La lunghezza massima dei dati nel campo data non potrà essere superiore a 128 byte. M.003. La modalità di comunicazione sulla porta seriale fisica sarà di ,N,8,1. M.004. L algoritmo di calcolo del CRC16 dovrà essere uguale all modbus-rtu. M.005. Il protocollo sarà asincrono: non sono previste conferme per i pacchetti inviati. La gestione dei retry sono a carico dell applicativo. M.006. Il formato del pacchetto dati sarà uguale in entrambe le direzione (CPU verso Multi I/O che vice versa). M.007. In caso di comunicazioni simultanee da più canali seriali, si trasmetteranno alternativamente blocchi per ogni canale. M.008. Il timeout sui pacchetti multiplexati è di 50mS. 37 di 56 Multiplex

38 Struttura del blocco Il blocco dati sarà composto da 3 sezioni: HEADER, DATA e CRC16. + Bit 0-7 Bit 8-15 HEADER STX1 STX2 BLOCK LENGTH CMD QUEUE RTS CTS DTR DRS COM[0..15] RESERVED (0x0000) DATA DATA (max 128 byte) CRC16 CRC16-HI CRC16-LO Il significato dei vari campo è definito nella tabella sottostante. FUNZIONE OFFSET.bit NOTE STX1 0 Ogni pacchetto multiplexato inizierà col byte STX (0x02). Questo al fine di poter avere un punto di start nel caso la gestione dei timeout tra pacchetti non consentisse di sincronizzare la routine di ricezione dei dati. L eventuale perdita di dati, con relativo retry, sarà gestito dall applicativo STX2 1 Questo è il secondo byte di start che permette alla routine di ricezione di discriminare l intestazione deil blocco dai dati interni al pacchetto in caso di de sincronizzazione. Il valore di STX2 è 0x5A. BLOCK LENGTH 2 Block length è la somma del numero di byte dell header e dei dati. Considerato che l HEADER è fisso a 6, il totale sarà 6 più i DATA CMD 3.7 Questo bit avvisa se i DATA sono byte da inviare alla porta seriale di destinazione (CMD=0) oppure sono da interpretare come parametri di configurazione della seriale stessa (CMD=1) QUEUE 3.6 Questo bit informa che ci sono altri pacchetti nella coda di trasmissione. Questo informazione è necessaria per evitare che dati da trasmettere via seriale in un unico blocco possano essere inviati divisi con lo scatenare di relativi timeout lato campo. 38 di 56 Struttura del blocco

39 RTS/CTS 3.5 CPU Multi I/O. Questo bit definisce quale deve essere lo stato del segnale RTS a partire dal primo byte dati del blocco stesso. In caso di commutazione di questo segnale dovranno essere mandati due pacchetti dati: prima e dopo la commutazione del segnale. Multi I/O CPU. Questo bit definisce qual è lo stato del segnale CTS a partire dal primo byte dati del blocco stesso. In caso di commutazione di questo segnale dovranno essere mandati due pacchetti dati: prima e dopo la commutazione del segnale. DTR/DSR 3.4 CPU Multi I/O. Questo bit definisce quale deve essere lo stato del segnale DTR a partire dal primo byte dati del blocco stesso. In caso di commutazione di questo segnale dovranno essere mandati due pacchetti dati: prima e dopo la commutazione del segnale. Multi I/O CPU. Questo bit definisce qual è lo stato del segnale DSR a partire dal primo byte dati del blocco stesso. In caso di commutazione di questo segnale dovranno essere mandati due pacchetti dati: prima e dopo la commutazione del segnale. COM 3.[3..0] Questo nibble definisce a quale porta COM è riferito il pacchetto dati trasmesso o ricevuto. La COM0 è sempre associata alla comunicazione con la CPU della scheda multi I/O RESERVED 4,5 Questi 2 byte sono riservati per uso futuro DATA 6.. N DIREZIONE CMD DEFINIZIONE CPU Multi I/O 0 Questa sezione rappresenta i dati da inviare fisicamente alla posta seriale diretta verso il Campo CPU Multi I/O 1 Questa sezione definisce i parametri di configurazione della porta seriale fisica della multi I/O (Rif ) Multi I/O CPU 0 Questa sezione rappresenta i byte fisicamente ricevuti dal Campo dalla porta seriale fisica Multi I/O CPU 1 Restituisce la configurazione corrente della seriale (Rif ) CRC16HI CRC16LO N+1 N+2 Questi due byte sono il CRC16 calcolati dal campo STX fino a DATA compresi. L algoritmo di calcolo è uguale a quello utilizzato nel modbus-rtu. Rif di 56 Struttura del blocco