7.4. Продвинутые птк для асутп

Отечественный рынок АСУТП обладает в настоящее время ог­ромным количеством ПТК самого разного назначения, внедренных во многих отраслях промышленности. Ряд отечественных фирм вы­пускают собственные унифицированные комплексы: Квинт (НИИ Теплоприбор, г. Москва), САРГОН (НВТ-Автоматика, г. Москва), Техноконт (Техноконт, г. Москва), Автонит (Автонит, г. Санкт-Пе- тербург), КРУГ (Круг, г. Пенза), ИСА (Инсист — Автоматика, г. Омск), СТАРТ (Старт, г. Заречный), СТАЛКЕР (Системотехника, г. Иваново), Каскад (г. Чебоксары), украинские Униконт, Квантор (г. Северодонецк), МСКУ (Импульс, г. Северодонецк) и др. На базе этих ПТК, а также путем интеграции различных КТС фирмами-ин­теграторами и самими промышленными предприятиями создаются и успешно внедряются АСУ различного уровня и функциональной достаточности. В настоящее время идет широкая модернизация действующих систем.

7.4.1. ПТК - «КРУГ-2000»

Комплекс «Круг-2000» разработан и выпускается фирмами: НПФ «КРУГ» (г. Пенза), «ИНЕКО-А» (г. Москва), «TREI GMBH» (г. Штутгарт), ООО «ТРЕИ ГМБХ» (г. Пенза).

Комплекс «КРУГ-2000» — это первый на отечественном рынке средств автоматизации опытный ПТК, обеспечивающий компо­новку промышленных и технических средств по формуле: серти­фицированный ПТК «КРУГ-2000» = пакет программ «КРУГ-2000» + любой сертифицированный контроллер. Первые АСУТП серии «КРУГ» создавались по формуле: пакет программ серии «КРУГ» (КРУГ-100, -200, -300, -1000) + серийно выпускаемые контролле­ры российского производства (Р-130, ТК-301 и др.).

Совместно с фирмой «TREI GMBH» был разработан не имеющий аналогов промышленный контроллер «TREI-05B», в котором воплотились последний достижения зарубежной эле­ментной базы и были учтены требования, учитывающие специ­фику стандартов и особенности эксплуатации в странах СНГ. Контроллер выпускается в нескольких модификациях, в том чис­ле во взрывозащищенном исполнении (искробезопасная электри­ческая цепь). Серийный выпуск этих контроллеров осуществляет фирма ООО «TREI ГМБХ», крупносерийное производство освое­но в ПО «СТАРТ». Такая политика открытости вселяет в потре­бителей уверенность в долгосрочной поддержке (сопровождение, ремонт, поставка ЗИП).

Хорошие метрологические, надежностные, эксплуатационные и временные характеристики контроллеров серии «TREI-05B» обеспечили то, что в настоящее время большинство ПТК серии «КРУГ-2000» выпускаются в составе: контроллеры «TREI-05B» плюс пакет программ «КРУГ-2000». Основные характеристики ПТК рассматриваются для этого варианта компоновки ПТК.

Комплекс «КРУГ-2000» предназначен для создания современ­ных АСУТП на объектах с сосредоточенными и распределенны­ми параметрами. На базе ПТК создаются системы, охватываю­щие уровни управления агрегатом или технической установкой, группами агрегатов или технологических установок, цехом, про­изводством, объединением.

На базе ПТК «КРУГ-2000» созданы и находятся в промыш­ленной эксплуатации около 70 АСУТП в различных отраслях промышленности, том числе энергетической, химической, пище­вой и др.

Основные особенности ПТК «КРУГ-2000» следующие:

• все программные и технические компоненты сертифици­рованы Госстандартом РФ; ПТК метрологически аттестован и внесен в Госреестр средств измерений;

• обеспечена высокая надежность благодаря элементной базе ведущих зарубежных фирм, глубокому тестированию и жес­токому технологическому прогону;

• соответствия стандартам России, МЭК и другим дейст­вующим нормативным документам, в частности принятым для АСУТП;

• открытость системы при наращивании и внесении измене­ний;

• ориентация на опасные отрасли промышленности;

• поддержка 100%-ного «горячего» резервирования станции оператора, контроллеров, сетей;

• поддержка международных стандартов сетевых протоколов;

• наличие специализированных сертифицированных версий: ПТК «КРУГ-2000/Т» (коммерческий учет теплоты и теплоресур­сов);

• ремонтопригодность и эффективное сопровождение на объектах России.

Открытость системы

Система предусматривает возможность ее связи с контролле­рами и аппаратурой других фирм, реализовано около 30 драйве­ров связи с устройствами отечественных и зарубежных фирм, в том числе Endress + Hauser, Toshiba, Bailey Controls, Vega, Enraf (уровнемеры), Solatron, MTL (мультиплексы), Ремиконт Р-130, Bartec (портативные терминалы), Ломиконт, Телемеханика ТК-301, Heinrichs, PEP (модемы) и др. В системе предусмотрена возможность связи с АСУ верхнего уровня на базе средств Novell и Windows NT Server.

Структура системы

В структуре выделяют следующие функциональные подсистемы:

• сбора и обработки информации на контроллерах (TRE1-05B);

• сбора и обработки данных от средств автоматизации дру­гих фирм;

• представление информации оперативному персоналу;

• архивирование сложных вычислений; передача данных в ЦДЛ и вышестоящие системы;

• инструментальная (для сопровождения системы, настройки прикладных программ, формирования информационной базы, программирования).

В зависимости от структуры АСУТП каждая из вышеперечис­ленных подсистем реализуется в виде программно-технических средств или осуществляет их объединение. Например, для систем небольшой информационной мощности станция оператора может объединять в себе функции подсистем представления информа­ции и передачи данных в систему верхнего уровня.

На базе ПТК создаются системы со следующей архитектурой (основные варианты), образующей локально-вычислительную сеть (ЛВС):

один сегмент ЛВС; минимальный состав — контроллеры и станция оператора;

• набор сегментов ЛВС, объединенных на базе технологии коммутируемых сетей (10/100 Switch Ethernet). Каждый сегмент охватывает относительно независимую группу технологического оборудования (локальную АСУТП);

• набор сегментов ЛВС, передающих информацию в систе­му верхнего уровня, например, диспетчерскую, по радиальным линиям связи (проводным или беспроводным). При этом система верхнего уровня представляет собой ЛВС, одним из абонентов которой является коммутационный сервер, обеспечивающий связь с системами нижнего уровня.

Основные характеристики системы

Информационная мощность входов/выходов на одну систему

Максимальный период опроса датчиков в контроллере: дискретный вход, мкс аналоговый вход, мс Максимальное время реакции на аварийные сигналы: при обработке в цепях аварийной защиты на уровне контроллеров, мкс при передаче к пультам оператора, мс Цикл смены, с: данные на пульте оператора при наличии до 200 динамических элементов в кадре при передаче кадров Максимальное время реакции на команду оператора, с Система визуализации и хранения информации, видеокадры:

число стандартных видеокадров, мнемосхем Число динамических элементов на одном кадре

Сигнализация: число типов вид

Число запоминаемых в памяти:

сообщений Длительность хранения сообщений:

в архивной станции, лет Время:

вызова новой мнемосхемы, с

30 30 000

100 1

7 + 100 200

0,15 f- 1 0,2 * 1,5 0,2

не ограничено ограничено размером экрана

5

световая, звуковая (два уровня)

1000 + 10 000

> 1

0,2 + 1,5 0,25-0,5

обновления динамической информации на экране, с

Шина адресная — система линий передачи адресов.

Шина управления — система передачи сигналов управления.

Конструктивно шины — это проводники или кабели, выпол­ненные печатным способом.

ША обеспечивает возможность УУ выбирать любое слово в ЗУ или в УВВ. Выбор осуществляется соответствующей комбина­цией единиц и нулей (машинным кодом) на ША. Она является однонаправленной, так как информация по ней поступает в од­ном направлении, т. е. в ЗУ или в УВВ.

ШД обеспечивает передачу информации из устройства ввода в память или АЛУ и в обратном направлении, т. е. является дву­направленной. Направление передачи информации определяется сигналами, пульсирующими по ШУ. По сигналу «чтение» осуще­ствляется прием информации ЦП из устройства памяти или вво­да, а по сигналу «запись» информация передается в обратном на­правлении. Пересылка информации внутри ЦП осуществляется по информационным шинам, по печатным проводникам, число которых должно быть не меньше числа разрядов в машинном слове. Регистры соединяются с шинами через управляемые вен­тили. Подключение регистров к шинам или их отключение осу­ществляется вентилями по сигналам управления. Синхронизация сигналов основана на совпадении сигнала управления с периоди­ческим сигналом на шине, который также вырабатывается УУ.

Центральный процессор (ЦП)

#

Общим условием функционирования процессоров является выполнение функций обработки, хранения, обмена и управления этими процессами над тремя видами информации: данными, ко­мандами и адресами. Первые две функции — основные, а по­следняя — обеспечивающая.

Обработку информации можно представить рядом функций: логической, арифметической и специальной (усиление, преобра­зование кодов, шифрация — дешифрация и т. д.).

Функцию хранения можно представить в виде совокупности функций оперативного и сверхоперативного хранения исходной, промежуточной и конечной информации, а также функцией дол­говременного хранения с возможностью обновления информа­ции.

Функция обмена осуществляет обмен информацией как внут­ри процессора, так и с внешними устройствами.

Все операции, реализуемые в МПС, инициируются ЦП, кото­рый представляет собой набор различных регистров, т. е. ячеек памяти емкостью в одно слово. В памяти могут находиться ко-

Техническое обеспечение

В технической структуре ПТК (рис. 7.3 и 7.4) выделяются следующие компоненты:

Рис. 7.3. Вариант технической структуры ПТК

Сервер		Сервер
5	Я	s	н

Рис. 7.4. Вариант технической структуры ПТК

Ethernet TCP/IP

• контроллеры — УСО;

• средства организации ЛВС и межсетевые взаимодействия;

• АРМ — станция оператора;

• АРМ службы АСУТП — станция инжиниринга (СИ);

сервер БД, предназначенный для ведения БД РВ и БД проекта

;

• сервер приложений, выполняющий сложные расчетные за­дачи;

• архивный сервер — станция архивирования (СА);

• коммуникационный сервер, обеспечивающий связь с кон­троллерами, УСО, датчиками различных фирм-производителей; с другими системами с помощью модемов;

• система бесперебойного питания, сервисные средства для эксплуатации, поверки, контроля работы, наладки и обслужива­ния и другие.

Все компоненты объединяются в «прозрачную» ЛВС, при этом в конкретной системе могут быть представлены только не­которые из компонентов. В ПТК предусмотрено использование ЛВС, выделенных физической и телефонной линий, коммутируе­мой телефонной линии, радиоканала.

Локальная сеть АСУ базируется на сетевой (10 или 100 Мбит/с) Ethernet-технологии (витая пара или оптоволокно). В качестве базового протокола сетевого (и межсетевого) взаимо­действия использован протокол TCP/IP или UDP/IP, При этом предусмотрена программная «надстройка» протокола с обеспечени­ем его адаптации к специальным требованиям, предъявляемым СРВ при обмене данными, предусмотрена возможность 100%-ного «горячего» резервирования сетей.

Программное обеспечение

Современное ПО

В составе ПТК предусмотрена возможность использования следующих ОС:

• DOS, 32-разрядное расширение (защищенный режим) с встроенным диспетчером задач РВ (сетевая версия); используется в контроллере, станциях оператора, СИ, СА;

• ONX или DOS применяется в контроллере;

• Windows NT используется во всей системе, кроме кон­троллера.

Возможно одновременное использование в одной системе не­скольких ОС. Конкретный выбор ОС осуществляется с учетом быстродействия, надежности, стоимости и других характеристик.

Фирменное ПО — пакет программ «КРУГ-2000»

В этот пакет программ входят следующие программные сред­ства из набора типового SCADA-пакета:

• СРВ контроллера, станция оператора, СИ, СА — обеспе­чивают выполнение всех функций системы в режиме РВ (испол­няемые модулями);

• генератор БД — предназначен для конфигурации и на­стройки БД;

• графический редактор — обеспечивает изображения стати­ческих элементов схем: линии, круга, эллипса, прямоугольника, специальных символов и другие;

• редактор динамики — используется для отображения дина­мически изменяющихся элементов мнемосхем;

• генератор печатных документов — предназначен для печа­ти отчетных документов произвольной формы;

• технологический (пользовательский) язык — обеспечивает реализацию задач пользователя в реальном масштабе времени (РМВ);

• верификатор БД — используется для проверки БД на про­тиворечивость после генерации и правильность внесения измене­ний.

ПТК «КРУГ-2000» с учетом информационной мощности и стоимости комплекта имеет неограниченные возможности по управлению пищевыми производствами различных отраслей пи­щевой промышленности.

7.4.2. ПТК «АВТОНИТ» (ФИРМА АВТОНИТ, Г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ)

ПТК предназначен для работы в тяжелых условиях эксплуата­ции на объектах различных отраслей промышленности, выполня­ет функции аварийной зашиты, технологической блокировки, ре­гулирования, оптимизации, контроля и представления всех видов информации оперативному персоналу, обмена данными со смеж­ными системами, архивации технологических параметров, собы­тий, действий оператора.

В состав ПТК входит функционально полный комплект изде­лий для построения АРМ оператора и САУ отдельными агрегата­ми или группами оборудования. ПТК имеет как базовый, так и расширенный вариант (указан в скобках) по количеству входных и выходных сигналов от термодатчиков — 50 (130), унифициро­ванных токовых и вольтовых сигналов — 96 (192) одинарных и троированных, команд управления — 192 (384) и регулирова­ния — 24 (48). Цикл опроса и обработки входных данных, а так­же выдачи команд управления не превышает 0,2 -ь 0,3 с. Средняя наработка на отказ функций контроля 80 000 ч. Условия работы САУ от - 40 до +70° С окружающего воздуха. САУ размещается в пылебрызгозащищенном корпусе, АРМ имеет одно-, двух- и трехместные пульты, оснащенные рабочими станциями, средства­ми связи и планшетными мнемосхемами. С помощью ПТК мож­но разрабатывать привязочную документацию, ПО, операторский интерфейс.

Преимуществами системы являются: расположение САУ в не­посредственной близости от автоматизируемого оборудования; единая программно-техническая база для построения агрегатной автоматики, облегчающая подготовку персонала и обслуживание объекта; встроенные клеммники и гальваническое разделение блоков, повышающее помехоустойчивость и надежность системы.

С помощью ПТК «АВТОНИТ» можно реализовать управле­ние, с учетом информационной мощности, многих пищевых про­изводств, в том числе хлебопекарных, кондитерских, макарон­ных, сахарных, спиртовых и других.

Предприятие «ИНСИСТАВТОМАТИКА» (г. Омск) разработа­ло комплекс ИСА, в составе которого поставляются рабочие станции оператора, обеспечивающие отображение информации, предупредительную и аварийную сигнализацию, дистанционное управление, регистрацию и архивирование, расчет ТЭЦ, доступ к трендам, истории событий.

В комплект входят станции управления, предназначенные для сбора и измерения сигналов, блокировок и защиты, программно­го управления, регулирования и диагностики. Комплекс внедрен на ряде предприятий энергетической и химической отраслей, его можно использовать для управления складами хранения и приго­товления сырья и жидких полуфабрикатов пищевых производств.

7.4.3. ПТК НПО «ТЕХНОКОНТ» (Г. МОСКВА)

Комплекс предназначен для создания современных АСУТП с информационной мощностью от 200 каналов ввода/вывода и для модернизации действующих систем управления, построенных на базе программно-аппаратных средств типа Л-110, ЭВМ и др.

Компонентами комплекса являются контроллеры МВК, про­граммная система МВК-110, промышленные конструктивы МФК-DOS с напольным шкафом, имеющим пылебрызгозащиту IP-54.

Комплекс имеет классическую двухуровневую сетевую архи­тектуру со средствами Ethernet/Arcnet, включает инженерные и операторские станции, может обеспечить 100%-ное резервирова­ние средств нижнего контроллерного уровня. В ПТК «Техно­конт» приемлем показатель цена/производительность: стоимость одного канала ПТК, включающего МФК (80% от максимальной конфигурации) и шкаф, составляет всего 40 долл. США. Может быть реализован на пищевых производствах для управления отде­лениями производства полуфабрикатов хлебопекарных, кондитер­ских, сахарных и других производств.

7.4.4. ПТК «ДИРИЖЕР»

В основе этого ПТК: VME-архитектура; ОС РВ OS-9; техно­логическое программирование контроллеров ISaGRAF; мезонин- ные технологии; стандартные коррозионно-стойкие конструкти­вы; промышленные сети Profibus, Modbus, Ethernet.

Набор этих средств и встроенная самодиагностика позволяют организовать многопроцессорный принцип построения СУ с воз­можностью создания отказоустойчивой многозадачной системы на основе дублирования, «горячего резервирования» или мажори­рования.

Достоинства ПТК «Дирижер»

1. VME-архитектура — это стандартная, аппаратно- и про­граммно-независимая архитектура сопряжения различных уст­ройств (процессорных модулей, ЦАП, АЦП, модулей ввода/выво­да, сетевых и графических контроллеров и т. п.), принятая в каче­стве стандарта IEC (МЭК), ANSI, IEEE. Стандарт УМЕ объединяет в себе электрическую спецификацию шины VME и формата Eurocard, который представляет различные изделия, бази­рующиеся на стандартах: стойки, субблоки, печатные платы и разъемы. На шине VME строятся управляющие системы на базе процессоров Pentium/MMX/PRO/II, Power PC, Alpha MC68K и др. Могут быть использованы как ОС общего назначения: Windows 3. xx/NT, так и ОС РВ: OS9, Vx Work, Lynx OS, QNX и др.

2. Profibus и Modbus. По данным, полученным маркетинговы­ми компаниями, Profibus покрывает свыше 40% рынка открытых промышленных сетей в Германии и в Европе. При этом Profibus рассматривается на получение статуса международного стандарта IEC (МЭК). Главное преимущество протокола Modbus — простота и независимость от типа интерфейса, он наиболее распространен в мире, его (протокол) для работы со своими изделиями исполь­зуют десятки фирм.

3. OS-9 является многозадачной и многопользовательской, модульной и переносимой ОС для встраиваемых приложений РВ, может поддерживать различные семейства 32-разрядных процес­соров.

В состав OS-9 входит самое совершенное ядро из имеющихся на рынке. Все функциональные компоненты OS-9, включая ядро, иерархические файловые менеджеры, систему ввода/вывода и средства разработки, реализованы в виде независимых модулей. Комбинируя их, разработчик может создать системы с различной конфигурацией: от миниатюрных автономных ПЗУ — ориентиро­ванных ядер до полномасштабных многопользовательских систем разработки. При этом разработка программ ведется в полнофунк­циональных конфигурациях.

4. Система Isa GRAF относится к классу систем CASE-типа, она предназначена для разработки прикладного ПО ПЛК. Систе­ма Isa GRAF включает: разработку (Isa GRAF Work Bench) и ис­полнение (Isa GRAF Target).

Система разработки предназначена для решения прикладных задач, исполняемых под управлением ядра Isa GRAF, она уста­навливается на компьютере IBM PC (или совместимом с ним) под управлением MS Windows.

Система исполнения загружается или прожигается в ПЗУ Она включает ядро Isa GRAF и набор модулей связи. В качестве целевой системы могут быть контроллеры (или компьютеры), по­строенные на основе микропроцессоров Intel и Motorola и функ­ционирующие под управлением ОС.

Основные достоинства системы Isa GRAF: графический ин­терфейс системы разработки; пять стандартных языков програм­мирования IEC 1131-3 (SFC, FBD, LD, IL, ST); простота в ос­воении и удобство при исполнении; обеспечение качественных разработок пользовательских приложений; встроенные средства программирования промышленных сетей; удобные и эффектив­ные отладочные средства. Методология структурного программи­рования, заложенная в Isa GRAF, позволяет пользователю опи­сать в удобной форме автоматизируемый процесс. Тестирование любого программного продукта составляет существенную часть разработки, а наличие хороших отладочных средств является не­обходимым условием для создания ПО.

5. ПТК «Дирижер» комплектуется SCADA-системами in Touhc и Trace Mode.

6. Система качества ОАО «Электромеханика», в том числе ПТК «Дирижер», сертифицирована на соответствие требованиям Международного стандарта ИСО 9001—94.

ПТК «Дирижер», можно реализовать в отраслях пищевой про­мышленности для управления многими пищевыми производствами.

7.4.5. ПТК «САРГОН»

Это — система автоматизации энергетического оборудования отечественного производства для создания полнофункциональных

АСУТП энергетических и других объектов, основанная на совре­менных схемотехнических решениях и технологиях системного программирования. Этот ПТК обеспечивает качественно новый уровень разработки, сопровождения и эксплуатации АСУТП раз­личной мощности, но он особенно эффективен для крупных и , средних систем.

Основным средством оптимизации соотношения цена/качест­во является использование семейства отечественных контролле­ров, по уровню схемотехнических решений не уступающих со­временным и импортным устройствам.

В ПТК «САРГОН» используется набор дружественных интер­фейсов как для эксплуатационного персонала, так и для всех участников разработки и проектирования АСУТП. При этом дру­жественным считается тот интерфейс, который выбрал бы спе­циалист данной предметной области для формального описания постановки решаемой задачи. Решение на системном уровне наиболее сложных проблем взаимодействия элементов АСУТП осуществляется соответствующим компонентом комплекса. АСУТП, спроектированные с помощью ПТК «САРГОН», являют­ся полнофункциональными и могут быть легко модифицированы в процессе эксплуатации.

В силу своей универсальности ПТК «САРГОН» может приме­няться для автоматизации ТП в любых других отраслях промыш­ленности, так как имеет встроенную, свободно расширяемую библиотеку типовых алгоритмов.

Состав и структура ПТК «САРГОН»

Комплекс построен на базе трех компонентов:

1. программного комплекса «САРГОН», разработанного и производимого ЗАО «АВТ-Автоматика» (г. Москва);

2. IBM-совместимых ПК, стандартного сетевого оборудования и ОС;

3. микропроцессорных контроллеров семейства МФК, разра­ботанных и производимых ЗАО «Текон» (г. Москва).

Технические средства

В качестве базовых технических средств автоматизации ниж­него уровня в ПТК «САРГОН» использованы современные, эф­фективные по соотношению цена/качество микропроцессорные контроллеры семейства МФК. Выполненные на современной элементной базе, эти контроллеры обладают большой вычисли­тельной мощностью, имеют высокую надежность, обеспечивают

прием полной номенклатуры внешних сигналов, по соотноше­нию эффективность/стоимость в несколько раз превосходят кон­курентов. Семейство включает серийно выпускаемые контролле­ры следующих типов:

• универсальный многоканальный контроллер МРС;

• универсальный среднеканальный контроллер ТКМ-52 (ТКМ-51);

• локальный регулятор ТКМ-21;

• контроллер сети Bitbus, встраиваемый в ПК или в ТКМ.

Программное обеспечение

ПТК «САРГОН» включает: ОС, устанавливаемые на контрол­лерах, компьютерах и серверах; наборы тестов и драйверов, по­ставляемых изготовителями технических средств; фирменное ПО, включенное в состав ПТК «САРГОН».

Современная высокоэффективная система РВ, устанавливае­мая на все вычислительные узлы АСУТП, включает: АРМ опера­тивного контура — 32-разрядная SCADA TkA5w под Windows NT, АРМ руководства и неоперативного персонала — SCADA TKA5d под Windows NT 95/98 или 16-разрядная SCADA TKA5d под DOS; PC-совместимые контроллеры — ТкА5с; расчетные станции и шлюзы — TKA5t под Windows или DOS; контроллеры на одно­кристальной ЭВМ, совместимой с i 8031 — тТК\5 (микро ТкА).

Программные модули, обеспечивающие полную реализацию информационных, управляющих и сервисных функций (в соот­ветствии с РД 34.35.127—93 «Общие требования ПТК для АСУТП тепловых электростанций»), единообразную для всех мо­дификаций ТкА, выполняются ПТК «САРГОН» в автоматическом и автоматизированном режимах. При реализации функций осо­бое внимание уделяется дружественному интерфейсу, надежности и эффективности.

Информационные функции

• сбор и первичная обработка информации; представление информации оператору;

• технологическая сигнализация (индивидуальная и группо­вая);

• регистрация событий и аварийных ситуаций;

• анализ действия защит;

• диагностика состояния технологического оборудования;

• контроль состояния ПТК;

• расчет ТЭП;обработка, архивирование и представление ретроспектив­ной и нормативно-справочной информации;

• контроль действий оператора, несанкционированного вме­шательства;

• документирование.

Управляющие функции

• дистанционное управление ИУ;

• автоматическое регулирование;

• технологические защиты и блокировки, включая АВР;

• функционально-групповое (программно-логическое) управ­ление, автоматизированный пуск и останов технологического оборудования в режиме управления или совета.

В ПТК особое внимание уделено эффективной и максималь­но надежной реализации управляющих функций, для чего в ос­нову функционирования всех систем положена специально раз­работанная подсистема «СПИК» (система передачи и исполнения команд) являющаяся, по существу, собственным внутренним про­токолом ТкА. Она обеспечивает независимость программной реа­лизации алгоритмов от их размещения по вычислительным узлам АСУТП, а также возможность параллельной выдачи и исполне­ния команд компонентами этой системы. Эта подсистема гаран­тирует доставку команды исполнителю; ведет автоматический учет приоритетов команд и запретов на их исполнение; регист­рирует процессы прохождения, исполнения и отмены команд.

ПТК «САРГОН» вводит для каждой модели АСУТП уровень управляемости, называемый «Режим управления», изменение зна­чения которого отслеживается программной системой.

Сервисные функции: слежение за работой системы РВ; самоди­агностика ПТК в РВ; тестирование работоспособности и пра­вильности функционирования вычислительных устройств и кана­лов ввода/вывода. Сервисные функции реализуются набором тес­товых технических и программных средств ПТК, установленных на инженерной станции.

ЗАО «НВТ-Автоматика» (г. Москва) ведет интенсивную разра­ботку комплекса «САРГОН-3», соответствующего идеальному ПТК. Разработка выполняется на базе существующего ПТК «САРГОН» путем расширения модульного ряда контроллеров и совершенствования фирменного ПО.

Главными дополнениями ПТК «САРГОН» при переходе к «САРГОН-3» являются:

J1K и пульт управления им;

• комплекс защит и РАС для реализации функций техноло­гических защит (РАС реализован и в ПТК «САРГОН»);

• новое поколение средств контроля и управления электро­оборудованием;

• пульты.

Отдельные компоненты идеального ПТК уже реализованы в ПТК «САРГОН» следующим образом:

• контроллеры нескольких семейств (например, Octagon micro PC) удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к ЛК;

• контроллеры МФК и ТКМ-52 (ЗАО «ТЕКОН», г. Москва) удовлетворяют практически всем требованиям к крейтовому и моноблочному МФК; по желанию заказчика в АСУТП могут ис­пользоваться и PC-совместимые контроллеры других фирм, имеющие достаточные вычислительные и сетевые ресурсы;

• из 4-х указанных выше типов пультов все, кроме простей­шего, уже существуют;

• СВР для АРМ операторов и PC-совместимых контролле­ров с большими ресурсами включены в ПТК «САРГОН».

ПТК «САРГОН» содержит набор программных средств разра­ботки и тестирования, соответствующий спецификации идеаль­ного ПТК:

• систему технологического программирования на языке вы­сокого уровня, поддерживающую компонентную технологию и обеспечивающую независимость прикладной программы от раз­мещения сигналов и исполнительных модулей по вычислитель­ным узлам;

• графический конфигуратор мнемосхем;

• систему автоматического конфигурирования для генерации всех вычислительных узлов АСУТП;

• систему комплексной отладки и моделирования для пол­номасштабной проверки АСУТП на полигоне;

• систему информационного тестирования, контролирую­щую правильность обработки и передачи информации в АСУТП.

ЛК является базовым элементом ПТК «САРГОН-3»

Из доступных на российском рынке предложений в наиболь­шей степени спецификации ЛК соответствует семейство модулей i-7000 (фирмы ICPCON). Из недостатков данной серии отметим небольшой объем ОЗУ (192 Кбайт для прикладной задачи), сла­бый интерфейс «верх» (от 115 до 200 бод по RS-485) и отсутствие модулей УСО, рассчитанных на работу при напряжении ~220 В.

289

Указанные недостатки преодолеваются путем создания менее требовательной к памяти версии СРВ; разработки отечественных модулей УСО на сигналы 220 В, совместимых с ADAM-4000 по протоколу обмена.

19 - 4869

Комплекс РАС и защит, добавляемый в состав ПТК «САРГОН-3», обеспечивает защиту и регистрацию аварийных си­туаций на основном технологическом объекте: технологическом оборудовании, технологических процессах, энерго- и теплообору- довании.

Комплекс ПТК включает в себя шкаф микропроцессорной автоматики, построенный на базе резервированного контроллера МФК (ЗАО «Текон») и специализированное ПО ЗАО «НВТ-Авто- матика», выполняющее все функции в соответствии с отраслевы­ми руководящими документами.

Комплекс обеспечивает решение широкого круга информаци­онных и управляющих задач, включая РАС и защиту технологи­ческого объекта (оборудования процесса).

Резервирование в «САРГОН-3» предусмотрено на трех уров­нях иерархий ПТК: на уровне модулей УСО, контроллеров, АРМ, ЛВС, серверов БД и т. п. Поддерживаются развитые схемы резервирования, обеспечивающие требуемый уровень надежности. СРВ обеспечивает работу с резервированным устройством и как с единым целым (в процессе эксплуатации), и с каждым из его компонентов независимо (при выполнении наладочных и ре­монтных работ).

Распределительный ПТК «Теконик» предназначен для реализа­ции функции управления и сбора информации в промышленных условиях и построен на основе полевой сети CAN Open.

Комплект состоит из адаптера сети (micro CAN) для РС/104 и ISA интерфейсов, модулей ввода/вывода (МВВ) с соответствую­щим ПО. Адаптер устанавливается на шину контроллера или ра­бочей станции и выполняет в сети функцию мастера, а МВВ — функции распределенного УСО. МВВ выполнены в пласт­массовом корпусе размером не более 110x90x70 мм и устанавлива­ются на DIN-рейку. Для подключения внешних цепей использу­ются клеммные соединители. Типичный МВВ имеет возможность подключения восьми сигналов дискретного или аналогового вво­дов/выводов, включая унифицированные сигналы от термодатчи­ков. Все каналы ввода/вывода имеют групповую или индивидуаль­ную гальваническую развязку. Питание модулей — нестабилизиро- ванный постоянный ток напряжением 16 ч-28 В.

Технические характеристики

ПТК «Теконик» имеет интерфейс сети bitbus; число аналоговых входов — 2; встроенная линеаризация и компенсация; АЦП — 16-разрядный; управляющий выход — 1; ЦАП — 16-разрядный; число дискретных входов — 4, выходов — 4; ин­дикация — 2—4-х разрядных цифровых индикатора, девятисекторный барграф,

светодиодные индикаторы режимов работы; число настраиваемых коэффициен­тов — 24. Рабочий диапазон температур 5 + 50° С. Исполнение: щитовой прибор, защита по лицевой панели IP65.

Информационно-измерительный и управляющий комплекс Decont для АСКУЭ. Комплекс позволяет создавать следующие системы: диспетчерского контроля и управления, телеметрии и телемехани­ки, локальной автоматики и регулирования; архивирования техно­логической информации и регистрации событий; технического и коммерческого учета энергоресурсов; комбинированные.

Схемотехнические и программные решения обеспечивают чет­кий запуск программ и гарантированное сохранение данных при сбоях в сети питания. Постоянно действующий контроль встроен­ной в каждый модуль диагностики позволяет контролировать (как локально, так и удаленно) большинство критичных параметров.

Удобное сопровождение

Функции встроенной в каждый модуль автономной диагности­ки и сервиса обеспечивают непрерывный анализ исправности мо­дулей ввода/вывода при эксплуатации комплекса, автономную ин­дикацию состояния каналов ввода/вывода, встроенное в модули, диагностическое ПО обеспечивает удаленное считывание парамет­ров диагностики. Комплекс гарантирует как удаленную загрузку пользовательского ПО, так и его удаленную модернизацию.

Широкие коммуникационные возможности

Поддерживаемые комплексом разнообразные интерфейсы обес­печивают легкое сопровождение с широким спектром периферий­ных интеллектуальных приборов: модемов, вычислителей, тепло­счетчиков, регистраторов, кондиционеров и т. п. Каждый контрол­лер комплекса может поддерживать до шести каналов обмена информацией по телефонным сетям общего пользования, радиока­налу, выделенным линиям связи, аппаратуре уплотнения данных.

Микропроцессорные модули комплекса имеют автоматизирован­ное тестирование, время наработки на отказ не менее 100 ООО ч, га­рантированный срок три года.

Аппаратные и программные компоненты комплекса

19*

291

Комплекс содержит модули ввода/вывода, программируемый управляющий контроллер, сменные интерфейсные платы (интер­фейсы), малогабаритный пульт оператора (мини-пульт), стацио­

нарный пульт оператора, ПО управляющего контроллера и верх­него уровня.

ПТК «Униконт» (НПО «Квантор») для создания систем про­мышленной автоматики включает:

• ПЛК, в том числе всепогодные необслуживаемые;

• УСО, в том числе выносные многоканальные измеритель­ные преобразователи, ШУ бесконтактные и релейные, пускатели бесконтактные 220/380 В от 5 до 25 А;

• рабочие станции;

• оборудование для АРМ оператора-технолога, в том числе пульты, информационное табло, клавиатуры функциональные;

• сетевые средства, в том числе мультиплексоры RS-232, ИРПС, сетевые адаптеры и ретрансляторы;

• пакеты прикладных программ.

7.4.6. ПТК «СИРИУС»

Система «СИРИУС» построена на модульном принципе на уровне контроллеров и ПО, что позволяет создавать на базе ком­плекса любые архитектуры, используя только необходимые со­ставляющие при построении СА. С помощью ПТК «СИРИУС» можно создавать и небольшие автономные СА, и мощные раз­ветвленные системы телемеханики (ТМ).

Комплекс «СИРИУС» включает:

• контроллер «Миконт-М», не требующий настроек (уста­навливая его, необходимо только вставить модули связи и вво­да/вывода) контроллер имеет четкий алгоритм работы и позволя­ет фиксировать сигналы телесигнализации (ТС) и телеизмерения (ТИ) с привязкой ко времени с точностью до 100 мс;

• контроллер «Сателлит» — интеллектуальный ПЛК, предна- значеный для решения задач автоматики, ТМ и локального управления объектами; он сменит контроллеры серии «Ми­конт-М». Программирование контроллера осуществляется с по­мощью пакета программ для ШУ PC; время привязки событий к абсолютному спутниковому времени 1 мс;

• контроллер пункта управления «Виконт», собирающий и обрабатывающий информацию от контроллеров нижнего уровня и перерабатывающий ее в ПЭВМ;

• универсальное ПО «Сириус-QNX» для ПЭВМ-SCADA-na- кет, предназначенное для создания систем управления технологи­ческими объектами. Пакет работает под управлением многозадач­ной ОС РВ QNX и позволяет осуществлять режим жесткого ре­ального времени.При разработке комплекса одной из основных задач было создание открытой системы, имеющий механизм стыковки с дру­гими системами ТМ, устройствами автоматизации, интеллекту­альными датчиками, а также специальными пакетами драйверов стыковки с различными устройствами.

Контроллер «Сателлит» собирает данные не только от своих блоков ввода/вывода, но и с оборудования на технологических объектах. Он, объединяя различные устройства и ТМ, создает це­лостную СА объекта.

Система «СИРИУС» стыкуется с оборудованием других про­изводителей, в частности AEG, ABB, Super Flow, Motorola, Gee Alsthom, TM 120, MMG, SAAB. Кроме того, в ПТК «СИРИУС» встроен протокол Modbus, который используется во многих уст­ройствах ТМ, являясь стандартным протоколом связи.

Пакет «Сириус-QNX» работает под управлением ОС РВ QNX и позволяет строить системы, рассчитанные на режим жесткого РВ. Он оптимизирован на работу с большими объемами парамет­ров без ощутимых затрат ресурсов ПЭВМ (до 32000 параметров на узел), легко масштабируется для разных по величине техноло­гических объектов. В ЛВС пакет «Сириус-QNX» дает возмож­ность строить РСУ с оптимальным использованием ресурсов ка­ждой ПЭВМ. Графический, многооконный, интуитивно понят­ный интерфейс упрощает эксплуатацию пакета и сокращает время на его освоение.

Пакет «Сириус-QNX» имеет средства «горячего» резервирова­ния каналов связи, серверов БД и технологических задач; в ло­кальных и удаленных сетях им поддерживается несколько рабо­чих станций (ПЭВМ):

• SCADA-сервер — ПЭВМ сети, на которой осуществляется поддержка и хранение оперативной БД технологического объек­та; обычно SCADA-сервер связан с контроллерами и выполняет сбор данных; информация на мнемосхемах и оперативные сооб­щения обновляются в том же темпе, на котором происходит из­менение данных;

• SCADA-рабочая станция — ПЭВМ сети, не имеющая опе­ративной БД; она может быть связана с контроллерами; инфор­мация на мнемосхемах и оперативные сообщения обновляются в темпе изменения данных; доступ к функциям системы определя­ется при конфигурации системы и рабочей станции.

• SCADA-станция просмотра предназначена для отображе­ния оперативной и архивной информации, которая обновляется автоматически через заданный интервал времени (1+30 с) или по запросу;

— SCADA-удаленная станция — ПЭВМ, соединенная с ЛВС через модемную линию связи и служащая для просмотра опера­тивной и архивной информации, обновление которой проводится автоматически при изменениях данных; доступ к функциям сис­темы (управления и изменения атрибутов параметров) определя-. ется при конфигурации системы и рабочей станции.