- •Министерство образования и науки рф
- •Микропроцессорные средства автоматизации энергетических систем
- •Введение
- •1. Дискретная автоматика
- •1.1. Формы представления информации
- •1.2. Способы представления дискретной информации
- •1.3. Системы счисления, используемые в вычислительной технике
- •1.4. Булевы функции
- •1.4.1. Система равносильных преобразований
- •1.5. Синтез систем дискретной автоматики
- •1.5.1. Синтез дискретных схем по таблицам состояний.
- •1.5.2. Синтез многотактных систем дискретной автоматики
- •2. Цифровые промышленные сети
- •2.1. Структура промышленных сетей
- •2.1.1. Топология промышленных сетей
- •2.2. Аппаратные интерфейсы пк
- •2.2.1. Стандарт rs-232c
- •2.2.2. Последовательная шина usb
- •2.3. Физические интерфейсы
- •2.3.1. Интерфейс rs-485
- •2.3.1.1. Автоматический преобразователь интерфейсов usb/rs-485 овен ас4
- •2.3.2. Интерфейс «Токовая петля»
- •2.3.2.1. Адаптер интерфейса овен ас 2
- •2.4. Сенсорные сети
- •2.4.1. Сеть modbus
- •2.4.2. Hart-протокол
- •2.4.4. Сеть Interbus-s
- •2.5. Контроллерные сети
- •2.5.1. Сеть bitbus
- •2.5.2. Сеть profibus
- •2.8. Универсальные сети
- •2.8.1. Сеть Foundation Fieldbus
- •2.8.2. Шина can
- •2.9. Физическая среда передачи данных
- •3. Микропроцессорные устройства защиты и автоматики
- •3.1. Структурная схема цифрового реле защиты
- •3.1.1. Самодиагностика устройств црз
- •3.1.1.1 Сторожевой таймер
- •3.2 Микропроцессорные устройства «Сириус»
- •3.2.1 Микропроцессорные устройства «Сириус-с»
- •3.2.2 Микропроцессорные устройства «Сириус-в»
- •3.4 Микропроцессорные устройства бмрз
- •3.4.1 Характеристика эксплуатационных возможностей бмрз
- •3.4.2 Функции защиты бмрз
- •3.4.3 Функции автоматики бмрз
- •3.4.4 Функции управления бмрз
- •3.4.5 Функции сигнализации
- •3.4.6 Технические характеристики бмрз
- •3.4.7 Сетевая архитектура бмрз
- •4. Языки программирования логических контроллеров
- •4.1. Объекты адресации языков программирования плк
- •4.2. Язык Ladder Diagram (ld)
- •4.3. Язык Functional Block Diagrams (fbd)
- •4.4. Язык Instruction List (il)
- •4.5. Язык Structured Text (st)
- •4.6. Язык Sequential Function Chart (sfc)
- •5. Миниконтроллеры
- •5.1. Мини-контроллеры серии Alpha
- •5.2. Миниатюрные программируемые устройства Easy
- •5.2.1. Управляющее реле Easy 500
- •5.2.2. Управляющее реле Easy 700
- •5.2.3. Управляющее реле Easy 800
- •5.2.4. Модули расширения Easy
- •5.2.5. Средства коммуникации устройств Easy
- •5.3. Интеллектуальные реле Zelio Logic
- •5.3.1. Компактные и модульные интеллектуальные реле
- •5.3.2. Общие технические характеристики реле Zelio Logic
- •5.3.3. Преобразователи Zelio Analog
- •5.3.4. Средства коммуникации интеллектуальных реле Zelio Logic
- •5.3.4.1. Коммуникационный модемный интерфейс
- •5.3.4.2. Протокол связи Modbus slave
- •5.3.4.3. Протокол связи Ethernet server
- •5.3.5. Программное обеспечение интеллектуального реле
- •5.4. Универсальный логический модуль Logo!
- •5.4.1. Типы базовых модулей logo! Basic
- •5.4.2. Модули расширения ввода/вывода сигналов Logo!
- •5.4.3. Коммуникационные модули logo!
- •5.4.4.1.3. Цифровые выходы
- •5.4.4.1.4. Аналоговые выходы
- •5.4.4.1.5. Блоки флагов
- •5.4.4.1.6. Биты регистра сдвига
- •5.4.4.1.7. Клавиши управления курсором
- •5.4.4.1.8. Постоянные уровни
- •5.4.4.2. Группа базовых функций
- •5.4.4.3. Специальные функции
- •5.4.4.3.1. Список специальных функций
- •5.4.4.3.2. Примеры специальных функций
- •5.4.5. Объем памяти и размер коммутационной программы
- •6 Программируемы логические контроллеры
- •6.1. Программируемые контроллеры simatic s7-200
- •6.1.1. М одули расширения вводов-выводов
- •6.1.2. К оммуникационные модули
- •6.1.3. Ч еловеко-машинный интерфейс
- •6.2. Программируемый логический контроллер simatic s7-224xp
- •6.2.1. Основы функционирования плк
- •6.2.1.1. Порядок чтения входов
- •6.2.1.2. Исполнение программы
- •6.2.1.3. Запись значений в выходы
- •6.2.2. Доступ к данным s7-200
- •6.2.3. Адресация встроенных входов/выходов и входов/выходов модулей расширения
- •6.2.4. Обмен данными в сети
- •6.3. Программируемые контроллеры simatic s7-300
- •6.3.1. Области применения
- •6.3.2. Состав
- •6.3.3. Сертификаты
- •6.4. Программируемые контроллеры simatic s7-400
- •6.4.1. Области применения
- •6.4.2. Состав
- •6.4.3. Сертификаты
- •7. Цифровые счетчики электрической энергии
- •7.1. Переход на цифровые счетчики
- •7.2. Общее устройство и принцип действия цифровых счетчиков электрической энергии
- •8. Системы диспетчерского управления и сбора данных
- •8.1. Scada-система InTouch ("Wonderware", сша)
- •8.2. Scada-система Trace Mode ("AdAstra Research Group", Россия)
- •8.3. Scada-система simatic WinCc ("Siemens", Германия)
- •Список литературы
- •Приложения Описание шины can
- •2.8.1.1. Организация сети can
- •2.8.1.2. Физический уровень канала can.
- •2.8.1.3. Арбитраж шины can.
- •2.8.1.4. Структура формата передачи данных.
- •2.8.1.1. Форматы кадра
- •Механизм обработки ошибок.
- •Адресация и протоколы высокого уровня
8. Системы диспетчерского управления и сбора данных
Современные системы управления характеризуются территориальной и функциональной распределенностью устройств сбора данных и управления. Контроль хода технологического процесса и управление низовой автоматикой осуществляется оператором с автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) или операторской станции, состоящей, как правило, из цветного графического дисплея с клавиатурой, установленных в операторском помещении. При необходимости установки АРМ-оператора в цеху используются промышленные рабочие станции со встроенной клавиатурой или выполненной в пыле - влагозащищенном исполнении.
Представление данных в реальном масштабе времени о ходе технологического процесса, визуализация процесса в виде мнемосхем, составление отчетов и графиков, сигнализация отклонений параметров и другие необходимые функции осуществляются с помощью специального программного обеспечения SCADA-систем. SCADA-система (Supervisory Control And Date Acquisition – система сбора данных и оперативного диспетчерского управления) разрабатывалась, как универсальное многофункциональное программное обеспечение систем верхнего уровня, позволяющее оперативному персоналу наиболее эффективно управлять технологическим процессом. По мере развития программных и аппаратных средств наблюдается применение SCADA-систем на нижнем, контроллерном, уровне.
Основные функции SCADA- систем:
сбор данных о параметрах процесса, поступающих от контроллеров или непосредственно от датчиков и исполнительных устройств, например, значения температуры, давления и других параметров, положение клапана или вала исполнительного механизма;
обработка и хранение (архивирование) полученной информации. Под обработкой информации понимается выполнение функций фильтрации, нормализации, масштабирования, линеаризации для приведения данных к нужному формату;
графическое представление в цифровой, символьной или иной форме информации о ходе технологического процесса, например, представление значений переменных в виде графиков в функции времени (трендов), гистограмм, анимация;
сигнализация изменений хода технологического процесса, особенно в предаварийных и аварийных ситуациях в виде системы алармов. При этом может осуществляться регистрация действий обслуживающего персонала в аварийных ситуациях;
формирование сводок, журналов и других отчетных документов о ходе технологического процесса на основе информации, собранной в архивах;
формирование команд оператора по изменению параметров настройки и режима работы контроллеров, исполнительных устройств (пуск-останов, открытие-закрытие);
автоматическое управление ходом технологического процесса в соответствии с имеющимися в SCADA-системах алгоритмами управления (ПИ– ПИД–регулирование, позиционное, нечеткое регулирование). Данные функции рекомендуется использовать для решения задач невысокого быстродействия.
Таким образом, SCADA-системы являются мощным инструментом для разработки ПО верхнего уровня АСУ ТП. При этом от разработчика не требуется больших знаний в области программирования на языках высокого уровня.