Промышленные контроллеры (плк)

Промышленный контроллер (англ. controller - регулятор, управляющее устройство) в системе играет роль управляющего элемента, принимающего цифровую информацию от УСО и вырабатывающего управляющие сигналы. Для связи между ним и УСО используется любой из цифровых интерфейсов (ЦИ), к числу которых относятся RS-232, RS-422, RS-485 и др.

В настоящее время на рынке средств автоматизации представлено огромное количество различных программируемых логических контроллеров. Они производятся многими известными фирмами, занимающимися разработками средств автоматизации. В настоящие время PLC выпускается более 50 производителями: Siemens, Allen-Bradley, Octagon Systems, GE, Koyo, ABB, Advantech и т.д.

Промышленный контроллер (англ. controller - регулятор, управляющее устройство) в системе играет роль управляющего элемента, принимающего цифровую информацию от УСО, передачи в SCADA-систему и вырабатывающего управляющие сигналы.

Осуществляет следующие функции:

• сбор данных о состоянии технологического процесса

• управление работой исполнительных механизмов

• автоматическое логическое управления

Модульные ПЛК

• ЦПУ, источник питания, модули ввода-вывода и другие устройства ПЛК являются независимыми модулями

• набор модулей подбирается соответственно решаемой задаче

• модули устанавливаются (фиксируются) на платформу или в стойку

Интегрированные ПЛК

• ЦПУ, источник питания, ввод-вывод сигналов и коммуникационные порты интегрированы в один корпус

• иногда могут быть расширяемы дополнительными модулями

Исполнительные механизмы

Исполнительный механизм – устройство, воздействующее на процесс (регулируемый параметр) в соответствии с получаемой командной информацией.

Например, перемещения регулирующего органа (регулирующий орган может быть выполнен в виде вентиля, клапана, задвижки, крана, шибера, заслонки и др.).

И. м. обычно состоит из двигателя, передачи и элементов управления, а также элементов обратной связи, сигнализации, блокировки, выключения. И. м. для регулирования потока жидкостей и газов представляет собой клапан, задвижку или затвор, перемещаемые гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом.

В пневматических исполнительных механизмах перестановочное усилие создается за счет действия сжатого воздуха на мембрану, поршень или сильфон. В соответствии с этим конструктивно И. м. подразделяют на

• мембранные

• поршневые

• сильфонные

6. Определение scada-систем. Концепция scada. Структура. Понятия rtu, mtu, ms, cs.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – система сбора данных и оперативного диспетчерского управления.

SCADA система – специализированное программное обеспечение, реализующее интерфейс между человеком и системой управления, визуализацию технологического процесса, коммуникацию с внешним миром, сбор данных с различных источников измерительной информации.

Концепция SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) предопределена всем ходом развития систем управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA-технологий позволяет достичь высокого

уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Основные особенности концепции SCADA:

- дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI);

- полнота и наглядность представляемой информации;

- доступность элементов управления;

Любая SCADA-система включает в себя три следующих основных структурных компонента (см. рис.).

Структура типичной SCADA-системы

Remote Terminal Unit (RTU) - удаленный терминал осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени. Спектр его воплощений широк: от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Конкретная реализация RTU определяется областью

его применения и решаемой задачей. Использование устройств низкоуровневой обработки информации позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.

Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS) – диспетчерский пункт управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого (квази-) реального времени; одна из его основных функций – обеспечение интерфейса между человеком-оператором и объектом управления. В зависимости от конкретной системы, MTU может быть реализован в самом разнообразном виде - от одиночного компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи, до больших вычислительных систем (мэйнфреймов) и/или объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, при построении MTU используются различные методы повышения надежности и безопасности работы системы.

Communication System (CS) - коммуникационная система (каналы связи), необходима для передачи данных с удаленных точек (объектов, терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи сигналов управления на RTU.

Применение SCADA позволяет:

• свести критические ошибки оператора к минимуму;

• сократить сроки и затраты на разработку проектов автоматизации производства.

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами и процессами. Область применения SCADA охватывает сложные объекты электро- и водоснабжения, химические, нефтехимические и нефтеперерабатывающие производства, железнодорожный транспорт, транспорт нефти и газа и др.

В России диспетчерское управление технологическими процессами опиралось, главным образом, на опыт оперативно-диспетчерского персонала. Поэтому переход к управлению на основе SCADA-систем стал осуществляться несколько позднее. Трудности освоения в России новой информационной технологии, какой являются SCADA-системы обусловлены как отсутствием эксплуатационного опыта, так и недостатком информации о различных SCADA-системах.

Подготовка специалистов по разработке и эксплуатации систем управления на базе программного обеспечения SCADA осуществляется на специализированных курсах различных фирм, курсах повышения квалификации. В настоящее время в учебные планы ряда технических университетов начали вводиться дисциплины, связанные с изучением SCADA-систем. Однако специальная литература по SCADA-системам отсутствует; имеются лишь отдельные статьи и рекламные проспекты.