8.2. Зарубежные контроллеры

8.2.1. Auto-log программно-технические средства для промышленной автоматики

Это полнопрограммные программно-аппаратные комплексы для АСУ фирмы FF Automation ОУ (Финляндия).

Все контроллеры Auto-Log поддерживают сотовую связь в стандарте GSM, реализуя функции дистанционного управления, телеметрического сбора данных и аварийной сигнализации для мобильных измерительных и управляющих систем или мобиль­ных операторов.

Последнюю серию модульных расширяемых контроллеров Auto-Log называют Brick (кирпич). В серию входят контроллеры AL-14, AL-20 и 100 Brick. Все контроллеры этой серии имеют корпус, предназначенный для монтажа на DIN-рельс. Самый ма­лый (AL-14 Brick) рассчитан на восемь дискретных входов, семь дискретных выходов и один аналоговый вход, а самый большой (AL-100 Brick) наращивается с помощью модулей расширения (до пяти) от начальных 16 дискретных входов/выходов на допол­нительные 160 дискретных или 80 аналоговых сигналов. Модули расширения поддерживают широкую номенклатуру входных сиг­налов, включая прямой вход температурных сигналов. Одновре­менно в контроллере может работать до 32 контуров ПИД регу­лирования.

В своей деятельности фирма стремится обеспечить плавный рост информационной мощности и сохранить полную програм­мную совместимость, начиная с недорогих малоканальных сис­тем и заканчивая системами рассчитанными на подключение нескольких сот сигналов к одному контроллеру.

Фирма FF Automation ОУ в настоящее время осуществляет промышленное изготовление нижеследующих контроллеров AutoLog: (AL)-14, -RTU -16 DI, -16AN, -32DI, -32AN, -32PL, -2000S, -2000L.

Контроллеры AL-2000 и базирующаяся на них интегрирован­ная программная среда РСУ — это полностью проектно компо­нуемое изделие выпускаемое в конструктивах с числом посадоч­ных мест 3 + 16; тип процессорной платы выбирается в соответ­ствии с потребностями задачи; номенклатура плат ввода/вывода предоставляет широкий выбор типов подключаемых сигналов и вариантов их гальванической - развязки; система удобна в эксп­луатации, при диагностике обрыва и короткого замыкания для дискретных входов; имеет программный выбор диапазона изме­рения для каждого аналогового ввода. На основе контроллеров этой серии можно создавать системы высокой надежности с ис­пользованием схем дублирования и троирования.

Все контроллеры AutoLog метрологически сертифицированы в России, а контроллеры AL-32 и AL-2000 аттестованы по Морско­му регистру.

Терминалы

Фирма FF Automation ОУ выпускает большой набор терми­нальных устройств (ЧМИ) с пылебрызгозащищенной передней панелью: от малых — с экраном в одну или несколько строк и десятком клавиш — до больших с жидкокристаллическими гра­фическими сенсорными мониторами. Все устройства подключа­ются к любому из контроллеров AutoLog и взаимодействуют с его программой.

Все контроллеры этой фирмы поддерживают промышленный коммуникационный протокол Modbus, позволяющий подключить к одному компьютеру до 256 различных устройств. Контроллеры серии AL-2000L имеют развитые коммуникационные возможно­сти за счет объединения в сеть по одному из поддерживаемых промышленных протоколов, например Ethernet. При этом число входов/выходов системы практически не ограничено за счет воз­можности использования контроллеров AL-2000S в качестве уда­ленных устройств ввода/вывода, подключаемых по цифровому каналу связи (в том числе Profibus) к ведущему контроллеру AL-2000S или AL-2000L.

Диспетчерская система для территориально распределенных объектов AutoLog КТО, построена в виде древовидной структуры со связью по телефонным или радиоканалам и возможностью дублирования канала.

Для программирования контроллеров AutoLog используется программа ALProWin, реализующая расширенный язык инструк­ций с дополнительно встроенными библиотечными алгоритмами, такими, как ПИД-регуляторы. Для контроллеров AL RTU, AL-2000L применяется интегрированная система программирова­ния FCS с поддержкой четырех языков в стандарте 1131-3 (язы­ки релейно-контактных схем, функциональных блоков, шаговых последовательностей и структурированный текст) и возможно­стью расширения за счет программ, написанных на языке С. В качестве среды исполнения в этих контроллерах используется ОС РВ QNX, обеспечивающая высокую производительность, сле­дование программным стандартам обмена данными и высокую надежность за счет возможности дублирования сетевых каналов связи.

Алгоритм ПИД регулирования недостаточен для качественно­го регулирования многих ТП, поэтому фирма реализовала в кон­троллерах AL-2000 современные алгоритмы управления на базе нечеткой (fuzzy) логики.

В качестве ПО АРМ операторов используются SCADA-пакеты Paragon (Nema Soft USA) или VNS (Ин CAT, РФ), а также лю­бые другие SCADA-пакеты.

При реализации особых требований, например, к вычисли­тельной обработке собранной информации или ее передаче внешним программам в рамках одного из интерфейсов DDE, ODBC, следует ориентироваться на базирующийся на Windows NT пакет программ Paragon, цена которого вполне соответствует его мощности и находится на типичном для зарубежных пакетов такого класса уровне.

Если ограничиться стандартными АСУТП-функциями, то за­казчика привлечет низкая цена, простота освоения и русскоязыч­ное сопровождение российского пакета УШ, позволяющего стро­ить гибоидные системы с отечественными и импортными кон­троллерами и передачей данных между ними. В случае приобретения техники AutoLog у московского представителя FF Automation ОУ (фирма ИнСАТ) каждый контроллер комплектует­ся бесплатным пакетом программ VNS, рассчитанным на полное число входов/выходов поставляемого контроллера.

8.2.2. КОНТРОЛЛЕРЫ SIMATIC

Семейство контроллеров SIMATIC включает в свой состав большой набор изделий, от миниатюрных контроллеров до глав­ных компьютеров, которые могут быть использованы для реше­ния задач автоматизации любой сложности.

Все контроллеры отличаются высокой производительностью при незначительных размерах и массе, отвечают жестким требо­ваниям условий эксплуатации, допускают расширение.

Основу семейства SIMATIC составляет ряд контроллеров раз­личной производительности.

SIMATIC 505 — программируемые контроллеры, которые обеспечивают комплексное выполнение задач построения замк­нутых и разомкнутых систем автоматического управления высо­кой степени сложности. Высокая вычислительная мощность в сочетании с высоким быстродействием позволяет контроллерам SIMATIC 505 выполнять полный комплекс задач управления. Технические характеристики контроллеров позволяют выполнять любые сложные комплексы задач управления или скоростного управления оборудованием.

Контроллеры SIMATIC 505 позволяют использовать в своем составе широкую гамму модулей ввода-вывода дискретных и ана­логовых сигналов, интеллектуальных модулей ввода-вывода, ком­муникационных процессоров. При необходимости в составе кон­троллеров могут быть использованы модули АТ-совместимых компьютеров.

Контроллер SIMATIC 505 позволяет создавать распределен­ные системы управления. К нему могут подключаться мощные устройства распределенного ввода-вывода и стойки расширения ввода-вывода, удаленные от центрального контроллера на рас­стояния до 1000 м.

Для автоматизации наиболее важных и ответственных процес­сов могут быть использованы дублированные системы на основе контроллеров SIMATIC 560Т/565Т и модулей ввода-вывода 505.

Для программирования контроллеров применяют програм­мное обеспечение SIMATIC TISOFT и SIMATIC APT. SIMATIC APT использует CASE (computer-aided softwage engineering) техно­логию структурного программирования для автоматизации после­довательных процессов и процессов регулирования в замкнутых системах.

SIMATIC S5

За период эксплуатации системы автоматизации SIMATIC S5 подтверждена их высокая надежность. Они включают в свой со­став широкую гамму программируемых контроллеров, интеллек­туальных модулей ввода-вывода, программных решений и т. д.

Эти ПЛК выполняют следующие функции: автоматическое регулирование; позиционирование; счет и масштабирование; управление задвижками и многое другое.

Для этих систем используются интеллектуальные модули вво­да-вывода. Они обладают высоким быстродействием, оснащены встроенными микропроцессорами, имеют связь с процессором через собственные входы и выходы и способны автономно ре­шать возложенные на них задачи. Применение интеллектуальных модулей позволяет существенно разгрузить центральный процес­сор контроллера.

Наряду со стандартными системами S5-95U, S5-115U и S5-155U, серийно выпускаются следующие ПЛК:

• S5-95F и S5-U5F —два отказоустойчивых ПЛК, которые могут использоваться везде, где существует опасность для людей, окружающей среды и производства;

• S5-115H и S5-155H — две отказоустойчивые системы для автоматизации производств, простой которых влечет за собой большие убытки.

Для управления процессами, характеризующимися размеще­нием основного оборудования на значительных расстояниях друг от друга, рекомендуется использовать модульные системы распре­деленного ввода-вывода: при эксплуатации системы ET100U мо­дули ввода-вывода могут располагаться на расстоянии до 3 км.

Семейство SIMATIC предлагает широкий спектр программа­торов — от простейших ручных приборов до мощных настольных систем программирования контроллеров.

Программаторы оснащены программным обеспечением Siemens:

• S5-DOS/ST — работает под управлением MS-DOS, прове­ренное временем программное обеспечение SIMATIC;

• STEP 5/TISOFT — программное обеспечение, позволяю­щее разрабатывать программы контроллеров просто и быстро. Написание программы, ее отладка и документирование выполня­ются в единой программной среде.

Промышленные PC семейства SIMATIC являются идеальным инструментальным средством для сбора, обработки и архивации машинных данных, для оперативного управления и визуального контроля за процессом, а также решения задач автоматического управления.

Программное обеспечение PC-bSR позволяет осуществить скоростной мониторинг замкнутых и разомкнутых систем авто­матического регулирования низкой и средней сложности.

В современных системах автоматического управления все более важную роль начинает играть человеко-машинный интерфейс.

Ряд устройств человеко-машинного интерфейса SIMATIC HMI позволяет эффективно использовать их для решения задач различной сложности.

Современные системы автоматического управления характери­зуются децентрализованным принципом построения. Децентрали­зация требует разработки эффективных коммуникационных средств, позволяющих выполнять обмен информацией между всеми компонентами системы.

SIMATIC S7

Для сохранения лидирующих позиций и решения любых про­блем автоматизации предлагается качественно новая системная платформа — SIMATIC S7, полностью совместимая с уже сущест­вующими контроллерами SIMATIC.

В настоящее время ПЛК не только работают в разомкнутых системах управления, но и выполняют: автоматическое регулиро­вание в составе замкнутых систем; позиционирование; подсчет событий и масштабирование; управление клапанами и многое другое.

С этой целью созданы интеллектуальные модули ввода-выво- да. Эти модули снабжены встроенным микропроцессором и спо­собны автономно выполнять критичные к времени выполнения задания, поддерживая связь с процессором при помощи собст­венных входов-выходов. Применение интеллектуальных модулей позволяет существенно разгружать центральный процессор, ис­пользовать его вычислительные возможности для решения мно­жества других задач.

SIMATIC предлагает широкий спектр программаторов — от дешевых ручных программаторов до мощных настольных систем программирования, связанных общей концепцией построения.

Все программаторы оснащены промышленным программным обеспечением SIMATIC:

• программное обеспечение SIMATIC работает под управле­нием хорошо зарекомендовавшей себя операционной системы Windows 95;

• программное обеспечение STEP 7 обеспечивает програм­мирование контроллера просто и быстро.

Разработка, документирование и отладка программы выполня­ются одними и теми же программными продуктами.

8.2.3. ПЛК GE FANUC

Контроллеры GE Fanuc выпускаются одноименной фир­мой — совместным предприятием концерна General Electric и японской фирмы Fanuc. Высокая надежность, простота в экс­плуатации и обширная номенклатура модулей обеспечили им большую популярность в мире, они успешно применяются для автоматизации различных ТП и производств.Много ПЛК GE Fanuc поступило в Россию в составе ком­плектной поставки оборудования для различных отраслей про­мышленности, в частности пищевой и текстильной. Контроллеры активно используются концерном Tetra Pack для оснащения ли­ний по упаковке.

В состав серии 90 входят три семейства: 90-70, 90-30 и 90-micro.

Контроллеры 90-70 являются мощными устройствами, спо­собными решать задачи управления большой размерности, тре­бующие высокого быстродействия.

Семейство 90-30 составляют контроллеры, используемые в промышленности для управления объектами с сосредоточенными и распределенными системами. В его состав входят свыше 100 модулей центрального процессора, ввода/вывода и коммуника­ций.

Контроллеры 90-micro представляют собой моноблочные устрой­ства с возможностью подключения блоков расширения, они ориен­тированы на применение в недорогих компактных установках.

Контроллеры серии 90 объединяет унифицированная система программирования — пакет Logicmaster 90. Для всех трех се­мейств применяется единый язык релейно-контактной логики, наиболее подходящей для промышленной автоматизации. Кон­троллеры семейств 90-70 и 90-30 следует включать в состав еди­ной сети, что позволяет оптимально конфигурировать сложные распределительные АСУТП. Блоки питания контроллеров на 110/220 В переменного тока имеют выходы 24 В постоянного тока, которые можно использовать для питания датчиков.

Контроллеры семейств 90-70 и 90-30 отличаются модульной структурой, позволяющей гибко подбирать их конфигурацию ис­ходя из потребностей заказчика. Контроллеры 90-70 комплекту­ются из базовой корзины, блока питания, модулей ввода/вывода, коммуникационных процессоров и других устройств. Базовая корзина выполнена в стандарте VME, что позволяет включать в состав контроллера блоки производства третьих фирм. Если базо­вой корзины недостаточно для размещения требуемого числа мо­дулей, возможно подключение нескольких корзин расширения. В номенклатуру семейста контроллеров 90-70 входит 32-разряд­ный высокоскоростной (96 МГц) центральный процессор, имею­щий память объемом 1 Мбайт и способный обслуживать до 128 входов/выходов. Время цикла составляет 3^-5 мс в зависимости от объема программы.

Семейство 90-30 также имеет модульный принцип построе­ния. В отличие от серии 90-70 модули устанавливаются не в кор­зину, а в базовую плату. Наряду с базовыми платами, в которых модуль центрального процессора вставляется в слот (всегда в первый), существуют и базовые платы, интегрированные с цен

­

тральным процессором. В этом случае все слоты могут быть ис­пользованы для размещения модулей ввода/вывода.

Разработано свыше 100 различных модулей GE Fanuc 90-30. Аналоговые модули ввода/вывода работают с напряжением 0 + 10 В и —10 -г- +10 В и токами 4 + 20 и 0 + 20 мА. Высокая точность АЦП позволяет получить приемлемое качество при вводе сигна­лов 0 + 5 мА, часто встречающихся на объектах. Это дает воз­можность проводить поэтапную реконструкцию систем управле­ния: вначале вместо устаревших средств устанавливают ПЛК GE Fanuc, а в дальнейшем монтируют современные датчики с пре­образователями сигнала в ток 4 + 20 мА. После этого надо будет только модифицировать ПО контроллеров, сохранив установлен­ные на первом этапе модули ввода.

В состав контроллеров семейства 90-30 входят модули ввода сигналов от термопар и термосопротивлений. Для подключения тензодатчиков, например при взвешивании, предусмотрены моду­ли АЦП с диапазонами входных сигналов ±25, ±50, ±100 мВ и разрешающей способностью до 8 мкВ. Имеются также счетчики и числоимпульсные выходы.

Дискретные модули ввода работают с сигналами постоянного тока напряжением 5; 12 и 24 В, а также с сигналами переменно­го тока. Есть модули высокой плотности, обслуживающие 32 ка­пала. Выпускаются как транзисторные, так и релейные дискрет­ные модули вывода. Транзисторные модули на 32 канала обеспе­чивают выходной ток до 0,5 А при напряжении 24 В. Существуют транзисторные модули с выходным током 2 А. Релейные модули способны коммутировать переменный ток напряжением 220 В при величине силы тока до 8 А.

Все модули ввода/вывода имеют изоляцию входных/выходных цепей от системной шины ПЛК, прочность изоляции составляет 1500 + 2000 В.

Для объединения в сеть контроллеров GE Fanuc, удаленной периферии Genius и Field Control, также производимой GE Fanuc, и операторских станций разработана сеть Genius.

337

Подключаемые к данной сети устройства объединены между собой шиной — экранированной витой парой. Логически шина представляет собой замкнутое кольцо и использует протокол Токеп Ring. Параметры по шине передаются троекратно и вво­дятся коммуникационным процессором в память контроллера по схеме 2 из 3, что практически исключает возможность ошибки и обеспечивает достоверность информации. Допустимая протяжен­ность линии до 2,5 км, скорость передачи данных 38,4 + 153 Кбод в зависимости от длины шины.

22 - 4869

Для подключения компьютеров к сети Genius выпускаются соответствующие интерфейсные платы. В настоящее время для контроллеров семейств 90-70 и 90-30 производятся коммуникаци­онные модули Ethernet, позволяющие организовать связь ПЛК с АРМ оператора по протоколу TCP/IP. Существуют также версии Logic-Tasler, работающие с контроллером через Ethernet.

В ряде случаев это позволяет избежать необходимости иметь портативный компьютер или ручной программатор для написа­ния и отладки ПО контроллера и использовать для разработки системы один компьютер верхнего уровня.

Контроллеры соединяются между собой и с удаленными пе­риферийными устройствами надежной промышленной сетью Genius, а с АРМ оператора — сетью Ethernet. Для подключения дополнительного оборудования (например, расходомеров Superflo НЕ) могут использоваться модули сопроцессора, соединяющие два последовательных порта, один из которых — RS-232, а другой может быть сконфигурирован как RS-232 или RS-485. Для под­держки нестандартных протоколов пользователь может написать для сопроцессора соответствующую программу. Предусмотрена и интеграция ПЛК GE Fanuc в неоднородной сети с использова­нием, в частности, коммуникационных процессоров для связи по Modbus и Profibus. При построении РСУ с большим расстоянием между контроллерами могут применяться модемы.

Контроллеры GE Fanuc характеризуются высокой надежно­стью. Наработка модулей на отказ составляет миллионы часов; единичные случаи выхода из строя отдельных модулей связаны с нарушениями условий эксплуатации.

Контроллеры GE Fanuc имеют сертификат TUV, а также сер­тификат Госстандарта России об утверждении этого типа средств измерения и включены в Государственный реестр средств измере­ний. Поставки оборудования GE Fanuc в Россию осуществляет фирма Advantek Engineering — дочернее предприятие американ­ской фирмы Advantek International.

8.2.4. КОНТРОЛЛЕР DECONT-182

Этот контроллер играет ключевую роль в построении любой системы на базе комплекса Decont. Контроллер обслуживает взаимодействие с модулями ввода/вывода, ведет алгоритмы, ар­хивы, поддерживает связь с другими контроллерами и консолью, дополняемый сменными интерфейсными платами позволяет ор­ганизовать разнообразные каналы связи между удаленными объ­ектами автоматизации и консолью. Габаритные и присоедини­тельные размеры контроллера совпадают с размерами модулей

ввода/вывода, что облегчает монтаж системы и упрощает ее про­ектирование.

Важной чертой контроллера являются его отличные коммуни­кационные возможности. Базовый процессор контроллера имеет четыре независимых последовательных порта ввода/вывода, ком­бинации которых обеспечивают решение коммуникационных за­дач. На плате контроллера присутствуют разъемы для подключе­ния двух сменных интерфейсных плат, расширяющих коммуни­кационные возможности контроллера. При включении питания интерфейс автоматически идентифицируется, а с помощью ми- ни-пульта осуществляется его настройка. Один контроллер по­зволяет подключать до двух любых интерфейсов, которые образу­ют «второй этаж» процессорного модуля. Кроме сменных интер­фейсов на плате контроллера присутствуют обязательные встроенные интерфейсы RS-485 и RS-232.

Архитектура контроллера

Контроллер Decont-182 является функционально закончен­ным устройством, внутри которого реализованы две шины с различной пропускной способностью. Быстрая шина организу­ет обмен данными между базовым процессором, ОЗУ и флэш-ПЗУ. Плотное расположение этих элементов делает шину компактной, что гарантирует эффективную защиту от электромагнитных помех и максимальную скорость обмена. Вторая шина типа 12С объединяет в единую информационную систему базовый и вспомогательный процессоры системы пи­тания, часы РВ, а также EEPROM контроллера и сменных ин­терфейсных плат С и D.

Для обеспечения гарантированного запуска и корректного сох­ранения данных при аварийных ситуациях в описанном устройстве существует вспомогательный процессор — супервизор системы пита­ния. Встроенное во вспомогательный процессор АЦП непрерывно контролирует состояние входного питания, состояние литиевой ба­тарейки, температуры внутри корпуса контроллера. Именно супер­визор стартует первым при подаче питания и, если не обнаружива­ет нештатных ситуаций, дает команду на запуск базового процессо­ра. Особое внимание уделено надежности функционирования контроллера и гарантированной сохранности данных.

Встроенное ПО контроллера Decont-182

22*

339

Базовой средой функционирования ПО являются многозадач­ная ОС РВ RTMEX-182, оперирующая задачами, обменник, со

­

общение. Основу встроенного ПО контроллера составляют зада­чи, ответственные за обработку поступающей извне информации, ее архивирования, принятие решений по управлению, поддержку связи с другими контроллерами, модулями ввода/вывода и ком­пьютерами.

Для обмена данными между задачами, находящимися в раз­личных контроллерах или компьютерах, имеются развитые сете­вые решения типа «клиент — сервер». В любом контроллере типа Decont-182 или компьютере, присутствующем в системе, может находиться несколько параллельно функционирующих задач. Ка­ждая из них может как инициировать обмен с другой удаленной задачей (выступить в роли клиента), так и предоставить данные другим (выступить в роли сервера).

Табличное конфигурирование

Встроенное базовое ПО контроллера учитывает все возможно­сти и особенности аппаратных и сетевых средств программных компонент полностью управлять режимами работ всего комплек­са и конкретных контроллеров. Все узлы сети (контроллеры или PC-компьютеры) конфигурируются одинаковым способом. Кон­фигурация всей системы запоминается на верхнем уровне ПО. Ее можно рассматривать, редактировать, записывать в узлы (как непосредственно на месте установки узла, так и через сеть). Все конфигурационные параметры доступны для просмотра и моди­фикации через технологическую сеть.

С прикладной точки зрения контроллер Decont-182 — это базы текущих значений аналоговых и дискретных сигналов, счет­чиков. Базы ведутся в каждом узле и служат для передачи теку­щих значений параметров между разными задачами (в том числе и расположенными в различных узлах).

ПО верхнего уровня работает с БД на PC-компьютере. Для пользовательских приложений база имеет интерфейс ОРС-серве- ра. Это позволяет на верхнем уровне применять распространен­ные программные продукты, поддерживающие открытый про­мышленный интерфейс.

8.2.5. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЛЕР UMC 800 ФИРМЫ

HONEYWELL

Универсальный многоконтурный контроллер UMC является модульным контроллером, предназначенным для аналогового и дискретного управления процессами небольших технологических установок.

Контроллер включает 16 аналоговых контуров управления, 4 программатора уставок, планировщик заданий и целую серию аналоговых и дискретных алгоритмов управления. Этот контрол­лер используется для управления печами, камерами искусствен­ного климата, сушильными шкафами, реакторами, варочными аппаратами, сублимационными сушилками, экструдерами и про­чими подобными агрегатами с аналогичными требованиями к управлению. Имея до 24 универсальных аналоговых входов, 16 аналоговых выходов и 96 дискретных входов или выходов, UMC 800 обеспечивает соответствующий набор входов/выходов для не­больших установок.

Контроллер UMC 800 базируется на модульной структуре, ко­торая отделяет функции управления от функций интерфейса опе­ратора, обеспечивая ббльшую гибкость при установке оборудова­ния. Контроллер включает блок печатных плат, поддерживающий до 16 модулей ввода/вывода; они могут быть смешанными для удовлетворения требований оборудования в конкретных случаях. Интерфейс оператора использует цветной графический дисплей на жидких кристаллах, который обеспечивает разнообразное пред­ставление информации на экране для просмотра контуров управ­ления, программ уставок и используется для системы, работаю­щей на ПК с Windous 95 или NT. В программе имеются графи­ческие символы и программные соединения для создания специальных схем управления.

В ПО предусмотрены меню выбора экранов для интерфейса оператора и определения способов доступа к экранам и клавиши оператора. Завершенные конфигурации загружаются в СУ с по­мощью специального порта связи контроллера или (как вариант) посредством дискеты.

Контроллер UMC состоит из ЦПУ с последовательными пор­тами связи, источника питания и блока объединительной платы, способной поддерживать до 16 модулей входа/выхода при уста­новке в настенном металлическом корпусе. Модули доступны в восьми различных конфигурациях для обслуживания как анало­говых, так и дискретных входов и выходов различных типов и уровней сигналов. Каждый модуль имеет съемную клеммную ко­лодку для приема проводов 16 AWG. Дополнительный последова­тельный порт связи RS-485 обеспечивает обмен данными с глав­ным ПК для централизованной работы и управления данными.

Контроллер использует архитектуру конфигурации по функ­циональным блокам при разработке схем управления как анало­говых, так и дискретных операций. Функциональный блок мо­жет представлять собой физический вход или выход, внутреннее вычисление или внутреннюю функцию типа алгоритма ПИД.

Имеется список из 70 стандартных типов алгоритмов функцио­нальных блоков UMC 800. Обычно тип алгоритма функцио­нального блока может использоваться любое число раз (шах до 250, блоками).

Например, контроллер UMC 800 обслуживает до 16 контуров управления по законам ПИД или On/Off (Вкл/Выкл). Контуры управления можно конфигурировать на независимую работу или в каскаде. Введенные оператором уставки могут быть ограничены независимыми значениями верхнего или нижнего пределов, а для зашиты критических значений во время изменения процесса пре­дусмотрены пределы скорости изменения уставки. В случае при­менения прямой связи имеется отдельная регулировка ее усиле­ния для настройки контура на соответствующее срабатывание прямой связи. При регулировании соотношения (Ratio) преду­смотрена подстройка соотношения и смешения. При использова­нии управления контурами с дополнительными блоками дискрет­ные входы могут служить для настройки режима управления, вы­бора источника уставки, изменения процесса управления и других действий. Блок статуса обеспечивает цифровые вводы данных для облегчения работы объединительного контура с дру­гими функциями контура.

При конфигурации двойного вывода (нагрев/охлаждение) каж­дое выходное значение может направляться к различным типам выходов, например тока, пропорциональности и т. д. Кроме того, имеются две группы констант настройки для нагрева и охлажде­ния. Автоматические алгоритмы настройки Accutune II™ и нечет­кой логики доступны для каждого контура контроллера. Настрой­ка Accutune инициируется командой с интерфейса оператора или посредством дискретного входа контура. Эта особенность оптими­зирует управление при минимальном нарушении процесса.

8.3. СЕТЕВЫЕ РЕШЕНИЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОНТРОЛЛЕРОВ

Контроллеры, в основном, подключаются к открытым стан­дартным сетям и полевым шинам, поддерживая несколько их ти­пов: Modbus, Modbus plus, Ethernet, Interbus-S, Profibus.

8.3.1. СЕТЬ MODBUS

Протокол Modbus типа Master/Slave (ведущий/ведомый), раз­работанный для систем управления РВ, является промышленным стандартом, который поддерживают более 300 производителей оборудования.

Через последовательный порт любой ЭВМ легко осуществля­ется оперативное программирование или сбор данных, что обес­печивает эффективное с точки зрения стоимости соединение.

Связь между сетями Modbus и Modbus plus осуществляется контроллерами и дополнительными сетевыми модулями Modbus plus автоматически при включении режима моста, включенного перемычкой или настройкой контроллера; посылки в сети Modbus перенаправляются в сеть Modbus plus, что обеспечивает простое соединение.

В сети большой протяженностью (более 15 км) контроллеры могут связываться с другими устройствами (до 247) через модемы с интерфейсом RS-232 по обычным носителям (телефонной ли­нии, радио и т. д.). ПО протокола Modbus позволяет считывать и записывать данные в контроллере. Кроме того, ПО поддерживает широковещательную передачу данных производителей оборудова­ния и разработчиков.

8.3.2. СЕТЬ MODBUS PLUS

Эта локальная сеть позволяет организовать одноранговый об­мен информацией между управляющими ЭВМ, контроллерами и другими источниками данных в масштабе всего предприятия че­рез недорогой кабель типа «витая пара» или волоконно-оптиче- ский. Основываясь на детерминированном протоколе передачи маркера, сеть передает данные со скоростью в 1 Мбод, обеспечи­вая быстрый доступ к данным процесса. Производительность сети составляет 20 ООО регистров (слов) в 1 с; работа предсказуе­ма и детерминирована; имеются возможности, включающие гло­бальные данные в общую таблицу данных, обеспечивая простоту настройки и инициализации процесса связи.

Типичные области применения включают сетевое управление и блокировку, сбор данных, передачу/прием программ, удаленное оперативное программирование, подключение к интерфейсу опе­ратора и данным управляющей ЭВМ. Достоинство сети Modbus plus состоит в том, что она позволяет управлять устройствами РВ, такими, как модули ввода/вывода и приводы без снижения производительности, вызванной загрузкой сети. Учитывая разно­образные служебные функции, позволяющие соединить модули ввода/вывода, контроллеры, ЭВМ или другие устройства, совмес­тимые со стандартом Modbus plus, отметим, что эта сеть может многое.

Используемые в сети кабель типа «витая пара» и система со­единителей, например Modicon, сильно упрощают процесс уста­новки. Дополнительные компоненты — мосты, шлюзы и ретранс­ляторы — позволяют гибко проектировать и строить сеть. По­средством мостов ВР-85 можно соединять различные сети типа Modbus plus, что позволяет иметь до 16 млн адресуемых узлов. При использовании модулей расширения NOM с волоконно-опти­ческим кабелем протяженность сети может составлять до 15750 м, а ретрансляторов РР-85 и кабеля типа «витая пара» — до 2100 м.

Единственная инструкция MSTR обеспечивает легкость про­граммирования связи и активизирует все функции сети, включая передачу данных и сбор информации сетевой статистики. На управляющих ЭВМ поддержка стандарта Modbus plus осуществ­ляется с помощью программных библиотек, совместимых со стандартом NETBIOS, доступных для вызова из управляющих прикладных программ с помощью инструкции CALL.

Для приложений, где недопустимы простои, разработана схе­ма связи с резервным кабелем, позволяющая осуществить связь по двум независимым кабелям с проверкой целостности их обо­их при каждой посылке.

8.3.3. СЕТЬ ETHERNET

Дополнительные сетевые модули Quantum Ethernet (NOE) обеспечивают простую и функционально полную связь. Здесь под­держивается промышленный стандарт TCP/IP, а также протокол Sy/Max. Физическими носителями могут быть витая пара 10Base-T или волоконная оптика 10 Base-FL. Модуль Ethernet поддерживает как одноранговую связь, так и связь «контроллер — хост», обеспе­чивая распространенный режим «отчет по исключению». Для свя­зи между хост-системами и сетевыми модулями Ethernet TCP IP системы Quantum используется протокольный уровень Modbus.

Программы, использующиеся на хост-системах, поддерживают функции считывания и записи данных в контроллеры, дистанци­онное программирование, а также загрузку, запись и верифика­цию программ. Может использоваться любая допустимая тополо­гия Ethernet TCP/IP, если она обеспечивает гибкость и возмож­ность объединения оборудования в масштабе предприятия. Использование обычной соединительной арматуры Ethernet по­зволяет снизить временные затраты на установку и ввод в экс­плуатацию.

Решения Modicon в области связи обеспечивают совмести­мость и возможность объединения сетей Ethernet TCP/IP, Modbus Plus и Modbus. Так как все три стандарта, применяющиеся в сис­теме Quantum, используют Modbus в качестве протокола, то пере­дача данных программ и информации через все уровни типовой системы связи проста и эффективна. Для хост-систем использова­ние одного стандартного протокола обеспечивает постоянную со­вместимость и легкость в использовании.

4. СЕТЬ INTERBUS

Это полевая шина для блоков ввода/вывода и интеллектуаль­ных устройств, применяемых в производстве. Она использует то­пографию Master/Slave, обеспечивающую предсказуемое обслужи­вание ввода/вывода на расстоянии до 13000 м с использованием кабелей типа «витая пара».

Эта сеть лучше приспособлена для обслуживания блокового ввода/вывода, чем для работы с отдельными битами данных. По­этому ведомые блоки lnterbus-S обычно поставляются в виде мо­дулей на 8, 16 или 32 точки ввода/вывода. Имеются различные модули ввода/вывода, а также, частично модули ввода/вывода се­рии Compact А120.

Ведущий модуль Interbus-S рассчитан на обслуживание 4096 точек ввода/вывода с числом устройств сети до 256. Пропускная способность Interbus-S составляет 0,5 Мбод, причем данные пе­редаются в контроллер Quantum для логической обработки каж­дый цикл.

Устройства третьих фирм могут непосредственно связываться по шине этой сети, облегчая прямое подключение к устройствам автоматизации. Так как более 300 промышленных поставщиков предлагают совместное с Interbus-S оборудование, обеспечивают­ся открытость и гибкость систем управления на базе контролле­ров, например Quantum.

4. СЕТЬ PROFIBUS

Это три интегрированные технологии: Profibus-DP (децентра­лизованная периферийная, или Н2); Profibus-PA (автоматизация процессов или HI) и Profibus-FMS (многофункциональная с под­держкой нескольких ведущих устройств).

Версия Profibus-PA (со встроенной безопасностью) применя­ется, в основном, для управления ТП.

Версия Profibus-DP и Profibus FMS удобны для решения внутризаводской автоматизации.

Версия Profibus-PA (HI) совместима с Profibus-DP (Н2), по­этому технологические линии могут управляться ведущими DP-устройствами (включая и существующие системы на базе ПЛК). Ведущий контроллер на высокоскоростной шине Н2 (ско­рость передачи 12 Мбод) может использовать ее как магистраль­ную линию связи множества линий Profibus-РА. Согласование физических уровней Profibus-DP и Profibus-PA (соответственно на базе стандартов RS-485 и IEC 1158-2) выполняется сегмент­ным соединителем, который одновременно адаптирует скорость пе­редачи DP с фиксированной скоростью передачи РА в 31,25 Кбод. Надежность всей Proflbus-системы широко применяется в АСУТП со встроенной безопасностью.